色谱PPT课件
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色谱分析法 ppt课件
热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程
动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
色谱曲线的意义： ✓ 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。
12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
C C g C l [(0 1 .0 k k ) 2 1 2•D d p 2 g] [2 3•(1 k k )2•d D 2 fl]
Cg
组分分子
讨论： 减小填充颗粒直径dp；
流动相 采用分子量小的流动相，使Dg增加；
固液界面 减小液膜厚度df，Cl下降。但此时k又减小。
固定液
因此，当保持固定液含量不变时，可通过
H ABCu u
u 为流动相线速度； A，B，C为常数，其中
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素！任 何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。
1）涡流扩散项(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质
在 在
固 流
定 动
动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
色谱曲线的意义： ✓ 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。
12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
C C g C l [(0 1 .0 k k ) 2 1 2•D d p 2 g] [2 3•(1 k k )2•d D 2 fl]
Cg
组分分子
讨论： 减小填充颗粒直径dp；
流动相 采用分子量小的流动相，使Dg增加；
固液界面 减小液膜厚度df，Cl下降。但此时k又减小。
固定液
因此，当保持固定液含量不变时，可通过
H ABCu u
u 为流动相线速度； A，B，C为常数，其中
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素！任 何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。
1）涡流扩散项(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质
在 在
固 流
定 动
色谱分析法概论PPT课件
分进行色谱定性的指标。
7.3色谱分离的基本理论>>
7.3.2等温线
➢ 等温线： 在一定温度条件下，组分在固定相和流动相的分配
达到平衡时，在两相中的浓度之比值K为常数，由 此绘制出的cs与cm的关系曲线称为等温线。
c
cs
b
a
b前延峰
K=cs/cm
c
a正常峰
c拖尾峰
cm
俄国植物学家 茨维特
7.1概述>>
7.1.1色谱法的起源和发展
➢ Tswett植物色素分离 实验图示：
样 品：植物色素
固定相：CaCO3颗粒 流动相：石油醚
色谱柱
固定相 碳酸钙
流动相 石油醚
混合色素 叶绿素 叶黄素 胡萝卜素
分离组分
年代
1906 1931
1938
1941 1944 1949 1952 1956 1957 1958 1959 1964 1965
7.2色谱过程与术语>>
7.2.1色谱过程
色谱过程的实质
(1)色谱过程是吸附与 解析的过程；
(2)不同组分极性的差 异导致吸附与解析 的差异；
(3)不同组分向前移动 的过程是差异不断 累积过程，是在动 态中由量变到质变 的过程。
B
A B
BA
B A
B
B
A
B
A
t
流动相 样品液 色谱柱 固定相 检测器 c
年代 1937 1938 1939 1950 1951 1955 1958 1961
1970
1972
表7-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
获奖学科
获奖研究工作
化学
胡萝卜素化学，维生素A和B
7.3色谱分离的基本理论>>
7.3.2等温线
➢ 等温线： 在一定温度条件下，组分在固定相和流动相的分配
达到平衡时，在两相中的浓度之比值K为常数，由 此绘制出的cs与cm的关系曲线称为等温线。
c
cs
b
a
b前延峰
K=cs/cm
c
a正常峰
c拖尾峰
cm
俄国植物学家 茨维特
7.1概述>>
7.1.1色谱法的起源和发展
➢ Tswett植物色素分离 实验图示：
样 品：植物色素
固定相：CaCO3颗粒 流动相：石油醚
色谱柱
固定相 碳酸钙
流动相 石油醚
混合色素 叶绿素 叶黄素 胡萝卜素
分离组分
年代
1906 1931
1938
1941 1944 1949 1952 1956 1957 1958 1959 1964 1965
7.2色谱过程与术语>>
7.2.1色谱过程
色谱过程的实质
(1)色谱过程是吸附与 解析的过程；
(2)不同组分极性的差 异导致吸附与解析 的差异；
(3)不同组分向前移动 的过程是差异不断 累积过程，是在动 态中由量变到质变 的过程。
B
A B
BA
B A
B
B
A
B
A
t
流动相 样品液 色谱柱 固定相 检测器 c
年代 1937 1938 1939 1950 1951 1955 1958 1961
1970
1972
表7-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
获奖学科
获奖研究工作
化学
胡萝卜素化学，维生素A和B
高效液相色谱-HPLCppt课件.ppt
色谱法的分类
按固定相的形态分:
平面色谱 o 纸色谱
o 薄层色谱
柱色谱
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
色谱法的分类示意图
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
▪ 高压梯度洗脱（高压混合，高压进柱，2个 泵。）
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
▪安捷伦泵：小视频 ▪色谱学堂：泵
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
色谱法原理及分类
什么是色谱法 色谱法溯源 Tswett（茨维特)的实验 色谱法原理 色谱法的分类
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
什么是色谱法
色谱法是一种现代的分离分析方法 1906年正式命名(见诸文献) 20世纪30年代开始广泛研究和应用 高效液相色谱法的广泛应用始于20世纪70年代
1. 紫外—可见光度检测器：
①固定波长：254nm ， 低压汞 灯。
② 可 调 波 长 ： 190 ～ 800mm ， 钨灯，氘灯。
UV
③光电二极管矩阵检测器： 190～700nm。
接色谱柱 石英窗 光电倍增管
废液
▪篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
色谱联用技术PPT课件
控制。
生物医学研究
用于研究生物体内的代 谢过程、疾病诊断和药
物研发。
02
色谱联用技术的原理
色谱分离原理
分离原理
色谱分离技术基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 平衡，利用不同物质在两相之间的吸附、溶解等性质差异 实现分离。
分离过程
在色谱柱中，流动相携带待分离物质通过固定相，由于不 同物质与固定相的相互作用不同，导致在固定相中的滞留 时间不同，从而实现分离。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）：适用于复杂有机物和 生物样品的分离和检测。
液相色谱-核磁共振联用（LC-NMR）：适用于复杂有 机物和生物大分子的结构分析。
色谱联用技术的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体和 土壤中的有害物质。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂和有害物
质。
药物分析
用于研究药物代谢、药 物成分分析和药物质量
对样品要求高
色谱联用技术对样品的纯度和浓度要求较高， 否则会影响分离效果和检测结果。
改进方向
降低仪器成本
通过改进技术和工艺，降低色谱联用技术的 仪器成本，使其更具有实际应用价值。
缩短样品处理时间
通过改进分离技术和方法，缩短样品处理时 间，提高分离效率。
简化操作过程
优化色谱联用技术的操作流程，降低操作难 度，提高工作效率。
智能化与自动化
借助人工智能和机器人技术，实现 色谱联用技术的自动化进样、数据 处理和结果解读，提高分析效率。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常用色谱柱
硅胶、氧化铝、活性炭等。
质谱原理
01
02
03
离子化过程
质谱技术通过高能电子束 或激光束将样品分子离子 化，使样品分子失去电子 成为带正电荷的离子。
生物医学研究
用于研究生物体内的代 谢过程、疾病诊断和药
物研发。
02
色谱联用技术的原理
色谱分离原理
分离原理
色谱分离技术基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 平衡，利用不同物质在两相之间的吸附、溶解等性质差异 实现分离。
分离过程
在色谱柱中，流动相携带待分离物质通过固定相，由于不 同物质与固定相的相互作用不同，导致在固定相中的滞留 时间不同，从而实现分离。
液相色谱-质谱联用（LC-MS）：适用于复杂有机物和 生物样品的分离和检测。
液相色谱-核磁共振联用（LC-NMR）：适用于复杂有 机物和生物大分子的结构分析。
色谱联用技术的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体和 土壤中的有害物质。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂和有害物
质。
药物分析
用于研究药物代谢、药 物成分分析和药物质量
对样品要求高
色谱联用技术对样品的纯度和浓度要求较高， 否则会影响分离效果和检测结果。
改进方向
降低仪器成本
通过改进技术和工艺，降低色谱联用技术的 仪器成本，使其更具有实际应用价值。
缩短样品处理时间
通过改进分离技术和方法，缩短样品处理时 间，提高分离效率。
简化操作过程
优化色谱联用技术的操作流程，降低操作难 度，提高工作效率。
智能化与自动化
借助人工智能和机器人技术，实现 色谱联用技术的自动化进样、数据 处理和结果解读，提高分析效率。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
常用色谱柱
硅胶、氧化铝、活性炭等。
质谱原理
01
02
03
离子化过程
质谱技术通过高能电子束 或激光束将样品分子离子 化，使样品分子失去电子 成为带正电荷的离子。
《液相色谱技术》课件
通过液相色谱技术，可以检测环境中的有毒有害物质，如农药、酚类等，为环境治理和保护提供科学依据。
生态毒理学研究
液相色谱技术可以用于研究环境污染物对生物体的毒理学效应，有助于了解环境污染对生态系统的危害。
液相色谱技术的未来发展与挑战
高效液相色谱法（HPLC）
HPLC是液相色谱技术中的一种，具有高分离效能、高灵敏度、高选择性等优点，被广泛应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。随着技术的不断发展，HPLC的分离柱、检测器等关键部件也在不断改进，提高了分离效果和检测灵敏度。
智能化与自动化：随着机器人技术和自动化控制技术的发展，液相色谱技术的操作将更加智能化和自动化。未来的液相色谱仪将更加便捷、高效，能够实现自动化进样、自动优化分离条件等功能，大大提高分析效率。
感谢观看
THANKS
流动相的准备与更换
根据实验要求，准备好适量的流动相，并定期更换以保证实验结果的准确性。
定期清洗进样器、色谱柱和检测器，保持仪器表面清洁。
日常保养
定期校准
常见故障排除
对仪器进行定期校准，确保检测结果的准确性。
遇到问题时，应先检查电源、管线连接等基本情况，再根据仪器手册排查故障。
03
02
01
液相色谱技术的实验设计
色谱柱
检测色谱柱流出的组分，并将其转化为电信号，便于记录和检测。
检测器
用于采集、处理、分析和存储色谱数据。
数据处理系统
数据处理与分析
采集色谱数据，进行峰识别、定量和合适的流速、检测波长等参数，开始色谱分离。
进样
将样品注入进样器，设定进样量，启动进样程序。
准备工作
检查仪器是否正常，准备好流动相、色谱柱和样品。
样品前处理的挑战：液相色谱技术对于样品的要求较高，需要进行适当的前处理以去除杂质、提高分离效果。目前常用的样品前处理方法包括沉淀、萃取、吸附等，但这些方法操作繁琐、耗时长且效果不稳定。为解决这一问题，新型的样品前处理技术如固相萃取、免疫吸附等正在不断发展，以提高样品处理的效率和效果。
生态毒理学研究
液相色谱技术可以用于研究环境污染物对生物体的毒理学效应，有助于了解环境污染对生态系统的危害。
液相色谱技术的未来发展与挑战
高效液相色谱法（HPLC）
HPLC是液相色谱技术中的一种，具有高分离效能、高灵敏度、高选择性等优点，被广泛应用于生物医药、环境监测、食品安全等领域。随着技术的不断发展，HPLC的分离柱、检测器等关键部件也在不断改进，提高了分离效果和检测灵敏度。
智能化与自动化：随着机器人技术和自动化控制技术的发展，液相色谱技术的操作将更加智能化和自动化。未来的液相色谱仪将更加便捷、高效，能够实现自动化进样、自动优化分离条件等功能，大大提高分析效率。
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THANKS
流动相的准备与更换
根据实验要求，准备好适量的流动相，并定期更换以保证实验结果的准确性。
定期清洗进样器、色谱柱和检测器，保持仪器表面清洁。
日常保养
定期校准
常见故障排除
对仪器进行定期校准，确保检测结果的准确性。
遇到问题时，应先检查电源、管线连接等基本情况，再根据仪器手册排查故障。
03
02
01
液相色谱技术的实验设计
色谱柱
检测色谱柱流出的组分，并将其转化为电信号，便于记录和检测。
检测器
用于采集、处理、分析和存储色谱数据。
数据处理系统
数据处理与分析
采集色谱数据，进行峰识别、定量和合适的流速、检测波长等参数，开始色谱分离。
进样
将样品注入进样器，设定进样量，启动进样程序。
准备工作
检查仪器是否正常，准备好流动相、色谱柱和样品。
样品前处理的挑战：液相色谱技术对于样品的要求较高，需要进行适当的前处理以去除杂质、提高分离效果。目前常用的样品前处理方法包括沉淀、萃取、吸附等，但这些方法操作繁琐、耗时长且效果不稳定。为解决这一问题，新型的样品前处理技术如固相萃取、免疫吸附等正在不断发展，以提高样品处理的效率和效果。
色谱法概论PPT课件
能。
色谱法与其他技术的联用
色谱-质谱联用（GC-MS, LC-MS）
通过将色谱的分离能力与质谱的高灵敏度检测相结合，可实现对复杂样品中目标化合物 的定性和定量分析，广泛应用于药物代谢、环境监测等领域。
色谱-光谱联用（GC-IR, LC-UV/Vis）
色谱与光谱技术的联用可以提供更丰富的化合物结构和组成信息，有助于深入了解化合 物的性质和行为。
实验材料
确保色谱柱、试剂、溶 剂等材料的质量和纯度，
以满足实验要求。
实验设备
检查色谱仪、检测器、 注射器等设备的运行状 况，确保实验过程中设
备正常工作。
实验设计
根据实验目的和要求， 设计合理的色谱条件和
实验方案。
实验安全
注意实验过程中的安全 问题，如使用有毒有害
试剂时的防护措施。
实验操作步骤
色谱柱安装与条件设置
数据整理
整理实验过程中记录的数据，包括 色谱图、峰面积等。
结果分析
对实验结果进行深入分析，探究可 能的原因和影响因素。
03
02
结果判断
根据实验目的和要求，判断实验结 果是否符合预期。
结论总结
总结实验结果，得出结论，并提出 进一步改进和完善的建议。
04
04 色谱法在分析化学中的应 用
在食品分析中的应用
食品成分分析
色谱法用于分离和检测食品中的营养 成分，如脂肪、蛋白质、碳水化合物、 维生素和矿物质等，以确保食品质量 和安全。
食品添加剂分析
食品污染物分析
色谱法用于检测食品中的有害物质， 如农药残留、重金属、霉菌毒素等， 以防止食品污染和保障食品安全。
色谱法用于检测食品中添加的防腐剂、 色素、香料等成分，以控制食品添加 剂的使用量，保障消费者健康。
色谱分析ppt课件
➢ 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称 为分配色谱法。
➢ 利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分 离的方法，称为离子交换色谱法。
➢ 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方 法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相（固定化分子） 的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白 质的分离。
色谱过程
吸附→解吸→再吸附→再解吸
两种组分的理化性质原本存在着微小 的差异，经过反复多次地吸附→解吸→再 吸附→再解吸的过程使微小差异累积起来， 结果使吸附能力弱的组分先流出色谱柱， 吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使 各个组分得到了分离。
检
测
1
2
3
器
色 谱 柱 （ 固 定 相 ）
样品组分 1＋2＋3
➢ 液体为流动相的色谱称液相色谱（LC） 同理液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。 ➢ 超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SFC）。
随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这 种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。
2.按分离机理分类
➢ 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离 的方法，称为吸附色谱法。
在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或 液体）称为固定相 ； 自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相 ； 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱 。
• 色谱分离中的两相是指系统具有一个有大比表面积 的固定相（stationary phase）（可以是固体或以某种 方式固定了的液体）和一个能携带待分离混合物流 过固定相的所谓流动相（mobile phase）（可以是气 体或液体）。
➢ 利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分 离的方法，称为离子交换色谱法。
➢ 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方 法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相（固定化分子） 的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白 质的分离。
色谱过程
吸附→解吸→再吸附→再解吸
两种组分的理化性质原本存在着微小 的差异，经过反复多次地吸附→解吸→再 吸附→再解吸的过程使微小差异累积起来， 结果使吸附能力弱的组分先流出色谱柱， 吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使 各个组分得到了分离。
检
测
1
2
3
器
色 谱 柱 （ 固 定 相 ）
样品组分 1＋2＋3
➢ 液体为流动相的色谱称液相色谱（LC） 同理液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。 ➢ 超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SFC）。
随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这 种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CBPC）。
2.按分离机理分类
➢ 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离 的方法，称为吸附色谱法。
在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或 液体）称为固定相 ； 自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相 ； 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱 。
• 色谱分离中的两相是指系统具有一个有大比表面积 的固定相（stationary phase）（可以是固体或以某种 方式固定了的液体）和一个能携带待分离混合物流 过固定相的所谓流动相（mobile phase）（可以是气 体或液体）。
色谱法基本理论PPT课件
阐述本ppt课件的目的，即帮助学习者 系统了解和掌握色谱法的基本原理、 技术和应用，提高分析问题和解决问 题的能力。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
感谢您的观看
分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
02 色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡来实现分离。当流动 相经过固定相时，与固定相发生相互作用，使得不同物质在固定相和流动相之间的分配平 衡不同，从而实现分离。
开发新型色谱技术
研究和发展新型色谱技术，如微流控芯片色谱、超临界流体色谱等， 以适应不同类型和规模的样品分析。
联用技术结合
将色谱法与其他分析技术（如质谱、光谱等）联用，可以实现更复杂 样品的高效分离和鉴定。
自动化和智能化发展
通过自动化和智能化技术的引入，实现色谱分析的远程控制、实时监 测和数据分析，提高分析效率和准确性。
感谢您的观看
分配平衡
色谱法中的分配平衡是指物质在固定相和流动相之间的分布情况。物质在两相之间的分配 平衡受到多种因素的影响，如物质的性质、温度、压力等。
相互作用
物质在固定相和流动相之间的相互作用是影响分配平衡的重要因素。不同的物质与固定相 和流动相之间的相互作用力不同，因此表现出不同的分配平衡，从而实现分离。
固定相和流动相
保留机制
01
保留机制
保留机制是指物质在色谱法中通过固定相的保留作用而滞留在固定相中
的过程。物质的保留机制主要取决于物质与固定相之间的相互作用力和
性质差异。
02
竞争吸附
在色谱法中，多种物质会竞争吸附到固定相上，形成竞争吸附现象。竞
争吸附会影响物质的保留时间和分离效果，因此在选择固定相和流动相
时需要考虑竞争吸附的影响。
色谱法可用于研究化学反应动力学，通过分析反应中间产物和产物， 揭示反应机理和速率常数。
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峰面积A （peak area） ：峰与峰底之间的面积。
保留值
A、时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时 所需的时间 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间。 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
B、用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0
色谱法的共同特点：
任何色谱法都存在两个相，即流动相和固定 相；流动 相可以是气体或液体，固定相为固体或涂渍
在固体表 面的高沸点液体；
流动相对固定相作相对运动，它携带样品通过固定相；
被分离样品中各组分与色谱两相间具有不同的作用力，
这种作用力一般表现为吸附力或溶解能力，正是这种
作用力的差异导致通过各组分通过固定相时达到彼此
B.利用文献保留值定性
相对保留值 r21：相对保留值r21仅与柱温和固定液性质有 关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留 数据，可以用来进行定性鉴定。
C.与其他分析仪器联用的定性方法
小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS） 色谱-红外光谱仪联用仪； 组分的结构鉴定
HEWLET 5972A PACKAR T D Mass Selectiv Detecto e r
色谱部分
第七章 色谱
第一节 色谱法概述
7.1.1 色谱法的特点、分类和作用
1、概述
俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
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。
第二节 气相色谱法(GC)
Gas Chromatography
7.2.1 概述
1、气相色谱法的特点
（1）分离效率高：
复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。 （2） 灵敏度高：
可以检测出μ g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
（3） 分析速度快： 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
7.2.2 气相色谱仪
HP5890色谱仪
福立GC9790
色谱仪
气相色谱仪通常由五部分组成：
Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控 制阀门和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、记录仪、 色谱工作站。
气路系统
分离系统
气相色谱的分离系统是色谱柱，常
用的色谱柱有填充柱和毛细管柱两 种：填充柱是以固体吸附剂或涂渍 了固定液的载体颗粒填充到柱管内形成的柱子；毛细 管柱内没有填充颗粒，是将固定相涂渍或者以化学键
合方式附着到管内壁上。由于混合物各组分的分离在
这里完成，所以它是色谱仪中最重要的部件之一。
气液色谱填充柱的固定相通常由一种惰性多孔固体（称为担
1.0 DEG/MI N
HEWLETT PACKARD
5890
Sample
Gas Chromatograph (GC) Mass Spectrometer (MS)
B A C D A B C D
D
C
A
B
Separatio n
Sample
Identificati on
(2)、 色谱定量分析方法
A.外标法
色谱分析的实验依据：
１、根据色谱峰的位置（保留时间）可以进行
定性分析。
2、根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分
析。
3、根据色谱峰的展宽程度，可以对某物质在
实验条件下的分离特性进行评价。
3、色谱分析的基本理论
(1)热力学理论：塔板理论——平衡理论 把色谱分离的过程模拟为精馏塔的分离过程，把色 谱柱比作一个精馏塔。
体）及在其表面上涂渍一层较薄的高沸点有机物（称为固定 液）液膜构成。
1、担体
提供一个大的惰性表面，以便使涂渍的固定液膜有足够的容量。担体应 具有化学稳定性好、热稳定性好、有一定的机械强度、合适的颗粒及均
匀的粒径。常用的有硅藻土类。
2、固定液
对色谱分离起着决定性作用。应具有化学稳定性、热稳定性好、蒸汽压 低、对分析样品有适合的溶解能力，并有高的选择性。固定液在操作温
7.2.3 色谱理论基础
1、气相色谱流出曲线
流动相带着组分通过色谱柱到达监测器时，由记录仪
得到的信号－时间曲线。
2、色谱术语
基线：无试样通过检测器时，检测到的信
号即为基线。
基线漂移：基线随时间定向缓慢地变化。
基线漂移
基线
峰高 h （peak hight ）：峰的顶点到峰底之间的垂
直距Hale Waihona Puke 。（2）动力学理论：速率理论
4、色谱操作条件的选择
(1)、 固定相的选择
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则 ①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低 沸点组分先出峰。 ② 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱 柱，极性小的先出峰。 ③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此 时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。 ④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键 性的固定液。 ⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。
准曲线，再在标准曲线上根据待测样品的峰面积查出
待测组分的浓度。
外标法的特点：
图 标准（工作）曲线图
操作简单，因而适用于工厂的控制分析和自动分析，但结 果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性。
B. 内标法
内标物要满足以下要求：
（1）试样中不含有该物质；
（2）与被测组分性质比较接近； （3）不与试样发生化学反应； （4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。 试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS
载气:气相色谱中常用的载气有氢气，氮
气，氦气和氩气。
气路结构:主要有两种气路形式
单柱单气路，适用于恒温分析 双柱双气路，适用于程序升温，并能补偿固定液 的流失使其基线稳定。
净化器:主要用来提高载气纯度。
稳压恒流装置:稳定载气流速。
进样系统
包括进样装置和气化室
Dissolved in an organic solvent. Injected into the carrier gas flow by syringe or valve.
（4） 应用范围广：
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 不足之处：
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。
被分离组分的定性较为困难。
2、气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱与固
定相接触时，被固定相溶解或吸附
。 随着载气的不断通入，被溶解或吸 附的组分又从固定相中挥发或脱附 ，
挥发或脱附下的组分随着载气向前
移动时又再次被固定相溶解或吸附 。 随着载气的流动，溶解、挥发，或 吸附、脱附的过程反复地进行。
3、分配系数 K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、
挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间
分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
计算式：
mi f i ' Ai ' ; m s f s AS
f i ' Ai mi m s ' f s AS
f i' Ai mi ' mi f s AS m i f i' Ai ci % 100 100 ' 100 W W W f s AS
内标法特点
1. 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变
动对定量结果的影响不大。
度下是一种液体，柱温不能超过固定液的最高使用温度，否则会使它大
量随载气流失。
温控系统
温控系统是用来设定，控制，测量色谱柱炉、气化 室、检测室三处的温度。 气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解。在一 般情况下，气化室的温度一般应比试样中最高组分 沸点高20-30 C左右，比柱温高10 50C。
程序升温
5、色谱定性、定量分析方法
(1)、色谱定性鉴定方法
A.利用纯物质定性的方法
利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同保
留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图 中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 利用加入法定性：将纯物质加入到试样中，观察各组分 色谱峰的相对变化。
热导池检测器 TCD
工作原理：被分离的组分具有与
载气不同的热导系数，当检测器 的金属丝被加热并温度达到恒定 后，通过热导池的载气组成若发
生变化就会带走与载气不同的热量， 从而引起热敏元件阻值的变化。
氢火焰离子化检测器 FID
工作原理：以氢气和空气的混合物燃烧火焰为能源，将进入检测 器的有机物离子化，生成许多离子对，带电离子被安装在检测器 上的电极吸引产生微弱的电流，经放大被记录仪记录。对含碳物 质检测灵敏度高，而对不含碳物质无响应。
有关名词：
固定相（stationary phase）:色谱法中，填入柱管 内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相。如 离子交换树脂法中的树脂相。 流动相(mobile phase):携带样品流过固定相的流体（一 般是气体或液体）称为流动相。 色谱柱(chromatography column):装有固定相的管子称 为色谱柱。
将待测组分的纯物质配成不同浓度的标准溶液，使浓度与待
测组分接近，然后取固定量的上述溶液进行色谱分析，得到
各标准样品的对应色谱图。
图 某组分的标准物质的色谱图
保留值
A、时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时 所需的时间 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间。 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
B、用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0
色谱法的共同特点：
任何色谱法都存在两个相，即流动相和固定 相；流动 相可以是气体或液体，固定相为固体或涂渍
在固体表 面的高沸点液体；
流动相对固定相作相对运动，它携带样品通过固定相；
被分离样品中各组分与色谱两相间具有不同的作用力，
这种作用力一般表现为吸附力或溶解能力，正是这种
作用力的差异导致通过各组分通过固定相时达到彼此
B.利用文献保留值定性
相对保留值 r21：相对保留值r21仅与柱温和固定液性质有 关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留 数据，可以用来进行定性鉴定。
C.与其他分析仪器联用的定性方法
小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS） 色谱-红外光谱仪联用仪； 组分的结构鉴定
HEWLET 5972A PACKAR T D Mass Selectiv Detecto e r
色谱部分
第七章 色谱
第一节 色谱法概述
7.1.1 色谱法的特点、分类和作用
1、概述
俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
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。
第二节 气相色谱法(GC)
Gas Chromatography
7.2.1 概述
1、气相色谱法的特点
（1）分离效率高：
复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。 （2） 灵敏度高：
可以检测出μ g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
（3） 分析速度快： 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
7.2.2 气相色谱仪
HP5890色谱仪
福立GC9790
色谱仪
气相色谱仪通常由五部分组成：
Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控 制阀门和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、记录仪、 色谱工作站。
气路系统
分离系统
气相色谱的分离系统是色谱柱，常
用的色谱柱有填充柱和毛细管柱两 种：填充柱是以固体吸附剂或涂渍 了固定液的载体颗粒填充到柱管内形成的柱子；毛细 管柱内没有填充颗粒，是将固定相涂渍或者以化学键
合方式附着到管内壁上。由于混合物各组分的分离在
这里完成，所以它是色谱仪中最重要的部件之一。
气液色谱填充柱的固定相通常由一种惰性多孔固体（称为担
1.0 DEG/MI N
HEWLETT PACKARD
5890
Sample
Gas Chromatograph (GC) Mass Spectrometer (MS)
B A C D A B C D
D
C
A
B
Separatio n
Sample
Identificati on
(2)、 色谱定量分析方法
A.外标法
色谱分析的实验依据：
１、根据色谱峰的位置（保留时间）可以进行
定性分析。
2、根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分
析。
3、根据色谱峰的展宽程度，可以对某物质在
实验条件下的分离特性进行评价。
3、色谱分析的基本理论
(1)热力学理论：塔板理论——平衡理论 把色谱分离的过程模拟为精馏塔的分离过程，把色 谱柱比作一个精馏塔。
体）及在其表面上涂渍一层较薄的高沸点有机物（称为固定 液）液膜构成。
1、担体
提供一个大的惰性表面，以便使涂渍的固定液膜有足够的容量。担体应 具有化学稳定性好、热稳定性好、有一定的机械强度、合适的颗粒及均
匀的粒径。常用的有硅藻土类。
2、固定液
对色谱分离起着决定性作用。应具有化学稳定性、热稳定性好、蒸汽压 低、对分析样品有适合的溶解能力，并有高的选择性。固定液在操作温
7.2.3 色谱理论基础
1、气相色谱流出曲线
流动相带着组分通过色谱柱到达监测器时，由记录仪
得到的信号－时间曲线。
2、色谱术语
基线：无试样通过检测器时，检测到的信
号即为基线。
基线漂移：基线随时间定向缓慢地变化。
基线漂移
基线
峰高 h （peak hight ）：峰的顶点到峰底之间的垂
直距Hale Waihona Puke 。（2）动力学理论：速率理论
4、色谱操作条件的选择
(1)、 固定相的选择
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则 ①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低 沸点组分先出峰。 ② 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱 柱，极性小的先出峰。 ③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此 时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。 ④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键 性的固定液。 ⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。
准曲线，再在标准曲线上根据待测样品的峰面积查出
待测组分的浓度。
外标法的特点：
图 标准（工作）曲线图
操作简单，因而适用于工厂的控制分析和自动分析，但结 果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性。
B. 内标法
内标物要满足以下要求：
（1）试样中不含有该物质；
（2）与被测组分性质比较接近； （3）不与试样发生化学反应； （4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。 试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS
载气:气相色谱中常用的载气有氢气，氮
气，氦气和氩气。
气路结构:主要有两种气路形式
单柱单气路，适用于恒温分析 双柱双气路，适用于程序升温，并能补偿固定液 的流失使其基线稳定。
净化器:主要用来提高载气纯度。
稳压恒流装置:稳定载气流速。
进样系统
包括进样装置和气化室
Dissolved in an organic solvent. Injected into the carrier gas flow by syringe or valve.
（4） 应用范围广：
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 不足之处：
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。
被分离组分的定性较为困难。
2、气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱与固
定相接触时，被固定相溶解或吸附
。 随着载气的不断通入，被溶解或吸 附的组分又从固定相中挥发或脱附 ，
挥发或脱附下的组分随着载气向前
移动时又再次被固定相溶解或吸附 。 随着载气的流动，溶解、挥发，或 吸附、脱附的过程反复地进行。
3、分配系数 K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、
挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间
分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
计算式：
mi f i ' Ai ' ; m s f s AS
f i ' Ai mi m s ' f s AS
f i' Ai mi ' mi f s AS m i f i' Ai ci % 100 100 ' 100 W W W f s AS
内标法特点
1. 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变
动对定量结果的影响不大。
度下是一种液体，柱温不能超过固定液的最高使用温度，否则会使它大
量随载气流失。
温控系统
温控系统是用来设定，控制，测量色谱柱炉、气化 室、检测室三处的温度。 气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解。在一 般情况下，气化室的温度一般应比试样中最高组分 沸点高20-30 C左右，比柱温高10 50C。
程序升温
5、色谱定性、定量分析方法
(1)、色谱定性鉴定方法
A.利用纯物质定性的方法
利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同保
留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图 中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 利用加入法定性：将纯物质加入到试样中，观察各组分 色谱峰的相对变化。
热导池检测器 TCD
工作原理：被分离的组分具有与
载气不同的热导系数，当检测器 的金属丝被加热并温度达到恒定 后，通过热导池的载气组成若发
生变化就会带走与载气不同的热量， 从而引起热敏元件阻值的变化。
氢火焰离子化检测器 FID
工作原理：以氢气和空气的混合物燃烧火焰为能源，将进入检测 器的有机物离子化，生成许多离子对，带电离子被安装在检测器 上的电极吸引产生微弱的电流，经放大被记录仪记录。对含碳物 质检测灵敏度高，而对不含碳物质无响应。
有关名词：
固定相（stationary phase）:色谱法中，填入柱管 内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相。如 离子交换树脂法中的树脂相。 流动相(mobile phase):携带样品流过固定相的流体（一 般是气体或液体）称为流动相。 色谱柱(chromatography column):装有固定相的管子称 为色谱柱。
将待测组分的纯物质配成不同浓度的标准溶液，使浓度与待
测组分接近，然后取固定量的上述溶液进行色谱分析，得到
各标准样品的对应色谱图。
图 某组分的标准物质的色谱图