第18章 色谱法导论2
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武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)名校考研真题(色谱法导论)【圣才出品】
第18章 色谱法导论一、选择题1．色谱柱柱长增加，其他条件不变，会发生变化的参数有（）。
[中国石油大学2006研]A．选择性B．分离度C．塔板高度【答案】C【解析】根据公式L＝NH可知柱长增大，H也会增大。
2．为改善某样品中两组分的色谱分离效率，应当（）。
[中国石油大学2005研] A．改换载体B．改换柱管C．增加柱长D．改换固定液【答案】D【解析】要想改善某样品中两组分的色谱分离效率，应当改换固定液，因为色谱分离的原理就是利用固定相与被分离组分的吸附力不同而达到分离的目的。
二、简答题1．在吸附色谱中，吸附剂含水量与吸附剂活性、吸附力有什么关系？为什么？在TLC （硅胶为固定相）中，当组分R 1较小时，改变哪些条件，可以使组分R 1变大？怎样改变？[东南大学2005研]答：（1）在吸附色谱中，吸附剂含水量与吸附剂活性、吸附力的关系为：吸附剂含水量越多，吸附剂活性越小，吸附力越小；吸附剂含水量越少，吸附剂活性越大，吸附力越大。
（2）原因是吸附剂起吸附作用是因为其表面有活性中心，如硅胶表面的硅醇基就是活性中心。
当吸附剂含水量增加时，活性中心被水占据，故吸附剂活性降低，吸附力也减小。
（3）当组分R 1较小时，改变以下条件，可以使组分R 1变大。
①降低固定相的活性，可使组分R 1增大；②增加流动相极性，可以增加组分R 1。
2．写出外标法（外标-点法）和内标法（内标对比法）的计算公式，并说明用HPLC 或GC 测定药物制剂中某些组分含量时，分别用外标法还是内标法更合适？说明理由。
[东南大学2005研]答：（1）外标-点法的计算公式为，内标对比法的计算公式为，（2）用HPLC 测定药物制剂中某些组分含量时用外标法更合适，因为HPLC 仪进样阀重现性较好，可以符合定量要求，而内标法较繁烦。
用GC 测定药物制剂中某些组分含量时用内标法更合适，因为GC 进样量比HPLC 小，仅为1μL 左右，一般均为手工操作，用外标法定量误差较大，故应尽量采用内标法。
仪器分析课件第十八章 色谱法导论
死体积本意是指色谱柱中未被固定相占据的空隙体积，也即色谱柱内流 动相的体积。但在实际测量时，它包括了柱外死体积（色谱仪中的管路 和连接头间的空间以及进样系统和检测器的空间）。当柱外体积很小时， 可以忽略不计。
6、调整保留体积 VR 保留体积减去死体积，即组分停留在固定相时所消耗的流动相体积。
VR VM t VR R F c
一、基线 二、峰高
当没有待测组分进入检测器时，在实验操作条件下， 反映检测器噪声随时间变化的曲线称为基线。稳定的基线 它的平直与否可反应出实验条件的稳定情况。 是一条直线。 噪音：使基线发生细小的波动的现象。 从色谱峰顶点到基线的距离叫峰高。
三、区域宽度 (峰底宽度 半峰宽 标准偏差)
色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，可用于衡 量色谱柱的柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。宽度越 窄，其效率越高，分离的效果也越好。
VR Fc t R
式中Fc为流动相平均体积流速，因为液体可以认为是不可压缩的， Fc 所以在液相色谱中， 即为实测值；而在气相色谱中，由于气体可以 压缩，必须根据色谱柱的工作状态，对实验值进行校正。 5、死体积 VM 不被保留的组分通过色谱柱所消耗的流动相的体积，可由死时间确定：
VM Fc t M
概述
美 国 气 相 色 谱 仪 HP高压液相色谱仪
国产气相色谱仪
一、色谱法（chromatography ）
俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱法是一种分离技术。 试样混合物的分离过程是试样中各组分在色谱分离 柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会 与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上 的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差 异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固 定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序 从固定相中流出。
6、调整保留体积 VR 保留体积减去死体积，即组分停留在固定相时所消耗的流动相体积。
VR VM t VR R F c
一、基线 二、峰高
当没有待测组分进入检测器时，在实验操作条件下， 反映检测器噪声随时间变化的曲线称为基线。稳定的基线 它的平直与否可反应出实验条件的稳定情况。 是一条直线。 噪音：使基线发生细小的波动的现象。 从色谱峰顶点到基线的距离叫峰高。
三、区域宽度 (峰底宽度 半峰宽 标准偏差)
色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，可用于衡 量色谱柱的柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。宽度越 窄，其效率越高，分离的效果也越好。
VR Fc t R
式中Fc为流动相平均体积流速，因为液体可以认为是不可压缩的， Fc 所以在液相色谱中， 即为实测值；而在气相色谱中，由于气体可以 压缩，必须根据色谱柱的工作状态，对实验值进行校正。 5、死体积 VM 不被保留的组分通过色谱柱所消耗的流动相的体积，可由死时间确定：
VM Fc t M
概述
美 国 气 相 色 谱 仪 HP高压液相色谱仪
国产气相色谱仪
一、色谱法（chromatography ）
俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱法是一种分离技术。 试样混合物的分离过程是试样中各组分在色谱分离 柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会 与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上 的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差 异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固 定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序 从固定相中流出。
色谱法导论
质通过不同的色谱柱,分别计算出n有效进行比较.
t R t M (1 k ' )
n有效
k' 2 n( ) ' 1 k
tR 2 tR 2 n 16 ( ) 5.54 ( ) Wb ' W1/ 2 ' tR 2 tR 2 n有效 16 ( ) 5.54 ( ) Wb W1/ 2
i/s
。
在多元混合物分析中，通常选择一对最难分离的物质对，
将它们的相对保留值作业重要参数，称选择因子，用符号表示，
即
t t
' R2 ' R1
式中tR (2)为后出峰的调整保留时间，所以总是大于1的。 可作为衡量固定相选择性的指标。 越大，越容易分离。=1，分离不能实现。
Vs K p csVs k' K q cmVm Vm
（一） 基线
当没有待测组分进入检测器时,在实验操作条件下， 反映检测器噪声随时间变化的曲线称为基线，稳定的基 线应该是一条水平直线。
（二）峰高
色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。
（三）区域宽度
用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的动力学因素。
表示色谱峰区域宽度通常有三种方法:
1)标准偏差---即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半。
' t R2 ' t R1
k K2 k K1
' 2 ' 1
(k
'
t
' R2
tM
)
α是两个组分平衡常数或容量因子之比，是两组分在色 谱体系中平衡分配差异的量度，是热力学参数。它是柱温、 组分的性质、固定相和流动相的性质的函数。而与其它实验 条件，如柱径、柱长、填充情况及流动相流速等无关。是广 泛使用的定性数据。
关于色谱法导论 (2)课件
❖ 玻璃管为色谱柱， 管内的碳酸钙填料 为固定相，石油醚 淋洗液为流动相。
❖ 现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其 方法也早已得到了极大的发展，但其分离的 原理仍然是一样的。
❖ 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理 分离技术，能够分离性质相近的成为色谱分析法。
❖ 选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组 分具有不同的K值是分离的基础；
❖ 3.色谱流动相流速 ❖ 稳定的流动相流速是色谱系统正常运行的基本条件。 ❖ 流动相的流速通常有两种表达方式 ❖ 体积流量Fc mL/min，单位时间流过色谱柱的平均
体积。 ❖ Fc采用容器收集柱后一定时间内流出流动相的体积
❖ 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354 ❖ 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间
的距离。W= 4。
❖ 5.保留值
❖ 保留值是试样各组分在色谱柱或色谱体系中保留行 为的度量，反映溶质与色谱固定相作用力类型和大 小，是色谱热力学参数和定性依据。
❖ 比移值Rf：溶质通过色谱柱的平均线速度u与流动 相平均线速度ux之比。
动相作用力的差异 ❖ 2.分子分布离散：同种组分分子在迁移过程中分布
空间扩展 ❖ 分子分布离散取决于同种分子运动速率的差异 ❖ 色谱分离要求：差异速率(保留值大)，分子分布离
散(色谱区带)窄。
❖ 2.分布平衡
❖ 色谱涉及溶质在两相中的分布平衡，平衡常数K称 为分布系数或分配系数
❖ K=cs/cm ❖ cs是溶质在固定相的浓度，cm是溶质在流动相中的
❖ 色谱法分类
❖ 1.按固定相形态分类
❖ 柱色谱：固定相装在色谱柱内。包括填充柱、 整体柱、毛细管柱或开管柱。
❖ 平面色谱：固定相呈平面状。包括薄层色谱 和纸色谱。
经典：武汉大学分析化学下册18色谱法导论
色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：（stationary phase） 管内 保持固定、起分离作用的填充物。 流动相：（mobile phase）流经固定 相的空隙或表面的冲洗剂。
2020/12/20
2
按固定相的几何形式分类： 1.柱色谱法 2.纸色谱法 3.薄层色谱法
按流动相的状态分类：
13
固定相， 流动相， H, vm， v3
根据假设，将连续的色谱过程“人为地”分解成间歇过程。 这样色谱过程与Craig多次连续萃取过程十分相似，塔板内一 次平衡相当于一次萃取。
合并萃取液
多次萃取
单次操作类 似萃取洗涤
萃取 平衡 转移 错流萃取
2020/12/20
14
流动相 固定相
塔板号 0
1
2
第十八章 色谱法导论
Introduction of chromatography
一、色谱过程和色谱图 二、色谱动力学基础理论 三、色谱定性分析 四、定量分析方法
Hale Waihona Puke 2020/12/201
一、色谱过程和色谱图
色谱法(chromatography)：以试样 组分在固定相和流动相间的溶解、吸 附、分配、离子交换或其他亲和作用 的差异为依据而建立起来的各种分离 分析方法称色谱法。
3
r-1
r
塔板理论示意图
如果把上述错流萃取过程继续下去，平衡→转移 →再平衡→再转移→。。。
2020/12/20
15
流动
流动
0 加样
0 平衡
01
01 再平衡
01 2
塔板理论示意图
则每一个萃取单元（塔板）的溶质分布呈现二项式 分布，呈现为概率密度函数：
色谱分析方法导论
第14页，共105页。
第15页，共105页。
（三）按分离原理分类：可分为：
吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能 力的差别进行分离的方法；
第16页，共105页。
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
第17页，共105页。
离子交换色谱：利用溶液中不 同离子与离子交换剂间的交换能力 的不同而进行分离的方法。
第6页，共105页。
一、色谱分离基本原理：
由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。
第7页，共105页。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配系 数、吸附能力等亲和能力的不同来 进行分离的。
第8页，共105页。
谱柱柱型特点的参数。对填充柱，
=6~35；对毛细管柱， =60~600
。
第46页，共105页。
4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子
定义如下：
tr' (B) tr' ( A)
kB kA
KB KA
A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
第47页，共105页。
注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的
分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分
K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组 分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就
是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的 先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参
数！
第48页，共105页。
二、 塔板理论
塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及 评价色谱柱的分离效能的一种半经验式的理论。塔板理论将 一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念 来描述组分在柱中的分配行为。塔板是从精馏中借用的，是 一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分 布。
第15页，共105页。
（三）按分离原理分类：可分为：
吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能 力的差别进行分离的方法；
第16页，共105页。
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
第17页，共105页。
离子交换色谱：利用溶液中不 同离子与离子交换剂间的交换能力 的不同而进行分离的方法。
第6页，共105页。
一、色谱分离基本原理：
由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。
第7页，共105页。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配系 数、吸附能力等亲和能力的不同来 进行分离的。
第8页，共105页。
谱柱柱型特点的参数。对填充柱，
=6~35；对毛细管柱， =60~600
。
第46页，共105页。
4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子
定义如下：
tr' (B) tr' ( A)
kB kA
KB KA
A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
第47页，共105页。
注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的
分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分
K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组 分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就
是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的 先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参
数！
第48页，共105页。
二、 塔板理论
塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及 评价色谱柱的分离效能的一种半经验式的理论。塔板理论将 一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念 来描述组分在柱中的分配行为。塔板是从精馏中借用的，是 一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分 布。
色谱法导论PPT课件
色谱法的应用领域
01
02
03
04
化学分析
色谱法广泛应用于化学分析领 域，用于分离和测定复杂有机 化合物、无机离子和金属配合 物等。
生物医药
在生物医药领域，色谱法用于 分离和纯化生物分子、药物成 分以及检测药物残留等。
环境监测
在环境监测领域，色谱法用于 检测空气、水和土壤中的有害 物质，如有机污染物、重金属 等。
新型硅胶基质固定相
硅胶基质固定相具有良好的热稳定性和化学稳定性， 可用于分离各种极性化合物。
新型聚合物固定相
聚合物固定相具有高选择性、高柱效和良好的耐受性， 可用于分离复杂样品。
新型手性固定相
手性固定相可用于拆分光学异构体，为手性化合物的 分离提供了新的解决方案。
色谱仪器的发展
高效液相色谱仪
高效液相色谱仪具有高分离效能、高灵敏度和广 泛应用的特点，已成为色谱分析的重要手段。
食品成分分析
色谱法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、蛋白 质、糖类等，以评估食品的质量和营养价值。
食品添加剂检测
色谱法用于检测食品中添加剂的含量，确保食品的 安全性和合规性。
食品污染物检测
色谱法用于检测食品中的污染物，如农药残留、重 金属等，保障食品安全和消费者健康。
在环境监测中的应用
01
空气污染物的分离 与测定
食品工业
在食品工业中，色谱法用于检 测食品中的添加剂、农药残留 和营养成分等。
02
色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法通过流动相和固定相之 间的相互作用，使不同组分在 固定相和流动相之间的分配系 数不同，从而实现各组分的分 离。
分配系数
各组分在固定相和流动相之间 的分配系数决定了它们在色谱 分离中的行为。分配系数越大 ，组分在固定相上的保留越强 ，越难以被洗脱。
色谱分析法导论课件
检测原理基于物质与 检测器之间的相互作 用，如热导、光吸收、 荧光等。
定量原理
通过比较标准品和样品的色谱峰面积或峰高进行定量。
01
02
标准品和样品需在同一条件下进行分析，以获得准确的定量结果。
定量方法包括外标法和内标法，选择合适的定量方法可以提高
03
分析准确度。
03
色谱分析法的分类
按固定相的状态分类
实验操作步骤
色谱柱的安装与条件设置
流动相的准备与泵的操作
样品的处理与进样
检测器的操作与数据采集
按照操作规程正确安装色谱柱， 并根据实验需求设置色谱柱的 温度、压力等条件。确保色谱 柱的稳定性和分离效果。
根据实验方案准备适量的流动 相，并按照操作规程启动泵， 调整流动相的流速和组成。确 保流动相的稳定性和均匀性。
实验环境设置
根据实验需求，设置实验室温度、湿度等环境条件，确保 实验过程中环境因素的一致性和稳定性。
仪器设备检查
检查色谱仪、检测器、泵等设备是否正常工作，确保仪器 处于良好状态。同时，对仪器进行必要的校准和调整，以 保证实验结果的准确性。
安全措施准备
根据实验中可能存在的安全隐患，准备必要的安全防护措 施，如佩戴防护眼镜、手套等，确保实验人员的安全。
环境监测
在环境监测中，色谱分析法用于空气、 水体、土壤等环境样品中污染物的检 测和分析，如有机氯农药、多环芳烃 等持久性有机污染物。
生物医药
在生物医药领域，色谱分析法用于蛋 白质、核酸等生物大分子的分离和纯 化，以及药物成分的分析和质量控制。
食品检测
在食品检测中，色谱分析法用于食品 中添加剂、农药残留、重金属等有害 物质的检测和分析，以确保食品安全。
仪器分析课件第十八章色谱法导论
色谱分离过程的两大特点： 第一、不同组分在通过色谱柱时移动的速度不等（差速迁 移），它提供了实现分离的可能性。 第二、各组分分子沿柱子进行扩散分布，即分子分布离散。 色谱基本理论是从微观分子运动和宏观分布平衡探讨提高分 离迁移和降低离散迁移。 色谱基本理论是从热力学和动力学两方面讨论色谱分离问题。
9
伸舌峰： 当As小于1时，色谱峰是前半部分信号增加慢，
后半部分信号减小快。因为伸舌峰主要是固定相不能给 溶质提供足够数量合适的作用位置，使一部分溶质超过 了峰的中心，即产生了超载，所以也称超载峰。
17
色谱流出曲线的意义
色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
★应用范围广
(1)色谱分析广泛应用于极为复杂的混合物成分分析； (2)液相色谱法，在糖类、氨基酸、农药、染料、贵金属、有机金属化合物 等方面得到了广泛的应用。 (3)色谱分离是一种有效的提纯物质技术，用于制备分离，得到高纯样品。 (4)色谱—质谱联用仪已成为研究分子结构的重要手段。
8
色谱分离原理
色谱分离是基于样品中各组分在两相间平衡分配的差异。
（一）保留值的定义
1、保留时间 t R（retention time）
2、死时间 tM（dead time）
3、调整保留时间 t R（adjusted retention time）
4、保留体积 VR
5、死体积 VM
6、调整保留体积 VR
19
1、保留时间 t R 2、死时间 t M
从进样开始到色谱峰最大值出现时所需要的时间，称为保留时间。
9
伸舌峰： 当As小于1时，色谱峰是前半部分信号增加慢，
后半部分信号减小快。因为伸舌峰主要是固定相不能给 溶质提供足够数量合适的作用位置，使一部分溶质超过 了峰的中心，即产生了超载，所以也称超载峰。
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色谱流出曲线的意义
色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
★应用范围广
(1)色谱分析广泛应用于极为复杂的混合物成分分析； (2)液相色谱法，在糖类、氨基酸、农药、染料、贵金属、有机金属化合物 等方面得到了广泛的应用。 (3)色谱分离是一种有效的提纯物质技术，用于制备分离，得到高纯样品。 (4)色谱—质谱联用仪已成为研究分子结构的重要手段。
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色谱分离原理
色谱分离是基于样品中各组分在两相间平衡分配的差异。
（一）保留值的定义
1、保留时间 t R（retention time）
2、死时间 tM（dead time）
3、调整保留时间 t R（adjusted retention time）
4、保留体积 VR
5、死体积 VM
6、调整保留体积 VR
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1、保留时间 t R 2、死时间 t M
从进样开始到色谱峰最大值出现时所需要的时间，称为保留时间。
色谱分析法导论优秀课件
2020/12/5
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3. 色谱峰（peak）是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
•对称因子fs
(symmetry factor) ：
fs W 0 .0 5 h /2 A ( A B )/2 A
0.95~1.05 <0.95 >1.05
对称峰 前延峰 拖尾峰
2020/12/5
18
11
2、按操作形式分类
（1）柱色谱：
填充柱色谱—固定相填充到柱管内 毛细管柱色谱—把固定相涂在毛细管内壁上， 中间是空的。
（2）纸色谱：滤纸为固定相的色谱法，流动相
是含一定比例水的有机溶剂，样品在滤纸上展开 进行分离。
（3）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜
的色谱法。
2020/12/5
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3、按分离原理分类
5
▪ 色谱法中共使用两相
固定相—固定不动的相 CaCO3 流动相—推动混合物流动的液体 石 油醚
▪ 色谱法：混合物在流动相的携带下通过 色谱柱分离出几种组分的方法。
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固定相：
（1）固体吸附剂：CaCO3、Al 2O3等 （2）液体固定相（载体+固定液——高沸点有
机化合物，涂在载体上）
（二） 色谱保留值——定性的依据
组分在色谱柱中停留的数值，可用时间t 和所 消耗流动相的体积来表示。组分在固定相中溶解性 能越好，或固定相的吸附性越强，在柱中滞留的时 间越长，消耗的流动相体积越大，固定相、流动相 固定，条件一定时，组分的保留值是个定值。
2020/12/5
19
1.死时间(dead time) t0——不被固定相吸附或溶解的组 分流经色谱柱所需的时间。
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流动相的分子量大，Dg 小 柱压降低， Dg 减小；
u 增加，组份停留时间短，纵向扩散小；
对于液相色谱，因Dm 较小，B 项可忽略。
球状颗粒；大分子量流动相；适当增加流 速；短柱；低温
C u —传质阻力项
传质阻力包括流动相（气相）传质阻力Cg和固定相（液相）传
质阻力Cl , Cl > Cg
2 0.01k' 2 d P Cg 2 (1 k' ) Dg
保留值定性的依据：相同的物质在相 同的色谱条件下应该有相同的保留值
注意：相反的结论不一定成立
实验方法：在相同的色谱条件 ( 色谱柱、流动 相组成、柱温、流速等不变 ) 下分别测定被测 化合物与标准样的保留值，如果保留值相等 , 就可初步认为被测化合物为标准样化合物。
如何提高保留值定性方法的可靠性？
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1 / 2 Wb
neff 16R 1
2 s 2
n k B' 1 Rs 4 1 k B'
分离操作条件的优化：（P503）
速率方程(GC):
B H A C u u
u
A
流动相平均线速度 涡流扩散项
B 分子扩散项 u 传质阻力项 C u
A －涡流扩散项
组分 1 2 3 色谱柱
流动相方向
A 2ld P
l：固定相的填充不均匀因子
dp：固定相的平均颗粒直径 60-80目或80-100目
怎样减小涡流扩散项？
B —分子扩散项 u
扩散
分子扩散项系数
B 2gDg
高 扩散 浓 度
g：弯曲因子(又称阻碍因子，与填充物有关)
Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2· s-1） 液相中可以忽略
与组分性质、载气性质、柱温、柱压有关
流动相平均线速度 u
怎样减小分子扩散项？
组分的分子量大，Dg小
柱温降低，Dg 减小
2gDg B u u
(3) 归一化法 如果试样中所有组分均能流出色谱柱，并在 检测器上都有响应信号，都能出现色谱峰，可用 此法计算各待测组分的含量。
mi Ai f i wi 100% ' m1 m2 mi mn Ai f i
'
各种定量方法的比较
项目 计算公式 称重配样 进样量 操作条件稳定性 对组分出峰的要 求 校正因子 使用检测器 适用范围
• 不能解释同一色谱柱对不同组分n或H的不同。
• 不能解释不同操作条件下，同一色谱柱对相同组
分n或H的不同。
• 不能找出影响n或H的内在因素。 • 不能为操作与应用色谱方法提供改善柱效的途径
和方法。 原因：只考虑组分热力学因素，而没有考虑动力学 因素。
5
速率理论
以动力学（扩散和传质）角度，从理论上总结出 影响塔板高度的各种因素
分离效能指标小结：
（1）柱效 （ neff ）
neff↑→ 分配平衡次数↑ → 越有利于分离→ 峰越窄
（2）选择性 （ ） 否分离取决于组分在固定相中 k’的差异，以选择性因子表示：
neff 大，有利于分离，但两个色谱峰不一定能分开，能
↑→ 分离的可能性越大，随固定相/流动相及柱温的
变化而变化
速率理论的要点
色谱峰展宽（即柱效降低）的主要原因：涡流扩散、分子 扩散及传质阻力 使气液两相间的不能瞬间达到分配平衡 为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导 阐明了各种色谱条件（固定相粒度、载气种类、液膜 厚度及载气流速、柱温等）对柱效及分离的影响
影响色谱带展宽的其他因素
(1) 非线性色谱 (2) 活性中心的影响 (3) 柱外效应
分析各种引气相色谱起峰展宽的因素对H的贡献
指导气相色谱条件的选择
填充均匀度 填充物粒度 流动相种类 流动相速度 固定相液膜厚度 柱温 柱压
l
dP, g Dg
ū
df Dg, Dl, k’ 2013 Spring Semester D g, D l
B Van Deemter方程(速率方程) H A C u u 2 2 2 2gDg d 0.01k' dP 2 k' f H 2ld P [ ]u 2 2 u (1 k' ) Dg 3 (1 k' ) Dl
Rs
t R B t R A 4
Rs=1时，峰间距离等于 4 ，称为 4 分离。
此时，峰有2%的相互重叠
Rs=1.5时，峰间距离等于6 ，称为6分离，
峰重叠小于1%，可以认为两峰已经完全分
开
若 Rs值更大，分离效果会更好，但会延长分
析时间
分离度(resolution)公式：
I II III IV V
开始
涡流扩散
Dm：流动相中的扩散系数
Ds：固定相中的扩散系数 df：固定相液膜厚度 dp：填充物粒度
流动相传质 静态流动相传质 固定相传质
讨论：液相色 谱中提高柱效 的方法
范氏方程曲线 (H-ū曲线)
液 相 色 谱 的 范 氏 方 程 曲 线 曲 线
1. H-u 关系曲线 2. 固定相传质阻力项(Cs· u) 3. 流动相传质阻力项(Cm· u) 4. 分子扩散项(B/u)
n k B' 1 Rs 4 1 k B'
L n H
t k R tM
' t k R2 2 ' t R1 k1
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1 / 2 Wb
neff 16R 1
二、定量分析
（1）基本公式： Ai = fi ci0V0 必须验证 A c 的线性范围
同一种物质在不同类型检测器上有不同的响应灵敏度 同一种检测器对不同类型物质有不同的响应值
校正因子fi
（2）校正因子
mi fi Ai
fi 相对校正因子： f i fs
即某组分i的相对校正因子fi’为组分i与标准物质s 的绝对校正因子之比
需全部组分的校正因 子 f i 通用型检测器 常量分析
内标物及所测组分
需内标及所测组分的校 正因子 f i 选择性检测器有时不适 用 微量组分的精确定量
所测组分
不需要 选择性检测器 工厂常规分析
色谱法重要公式小结：
Rs t R B t R A 1 Wb B Wb A 2
2 s 2
例1：如果柱长L2为1m时，分离度为0.8，要实
现完全分离(R＝1.5)，色谱柱Ll至少应有多长?
n 16R 1
2 s 2
1 k B' k ' B
2
L n H
n1 R1 L1 n2 L2 R2
C Cg Cl
d2 2 k' f Cl 3 (1 k')2 Dl
dp ：固定相颗粒大小 df ：固定相的液膜厚度
Dg：组分分子在流动相（气相）中的扩散系数（cm2· s-1） Dl：组分分子在固定相（液相）中的扩散系数（cm2· s-1）
B Van Deemter方程(速率方程) H A C u u 2 2 2 2gDg d 0.01k' dP 2 k' f H 2ld P [ ]u 2 2 u (1 k' ) Dg 3 (1 k' ) Dl
P i%
归一化法
Ai f i
内标法
外标法
A
i
n
1 0 0 %
i
f i
Ai f ims 由标准曲线直接 P % 100 % i 查得 As f s m
需要 不需准确 不需要 需准确
不需要 不需准确 一次分析过程中条件 需稳定
一次分析过程中条件需 全部过程中条件 稳定 需严格不变
全部组分
2
两根同种色谱柱的
L1 R1 1.5 L2 R2 0.8
fN fW
式中 M i 、M s 分别 为组分、标准物的 相对分子质量
Mi Ms
1 f S
3. 定量分析计算法
(1) 外标法 根据标准曲线直接测得
ms mi Ai f i Ai As
(2) 内标法
mi Ai f i mis wi 100% m Ais f is m
wi Ai wi As As f i ws As ws Ai Ai
ws wi
相对校正因子的表示方法：
各种相对校正因子和相对响应值
符号
fw fiw fN
iN
名称
定义公式
备注
f
SW
SN
相对质量校 f f i mi Ai w 正因子 fs ms As 相对摩尔校 f f i N i Ai N 正因子 fs N s As 相对质量响 S Si Ai mi W 应值 S s As ms 相对摩尔响 S Si Ai N i N 应值 S N As N s
§18-4 分离度
两峰间距离 总分离效能
峰宽
分离度(resolution)的定义：
A组分 B组分
Rs
t R B t R A 1 Wb B Wb A 2
Rs
t R B t R A 4
分子：两组分保留值之差（由色谱体系热力学过程决定） 分母：两峰宽度之和一半（取决于色谱体系动力学过程）
Cū
Hmin H最小＝A+2(BC)1/2 A