第四章色谱的定性与定量
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色谱定性定量方法
色谱仪与红外光谱或质谱仪等联用，实际上是红外光谱 仪和质谱仪等起着检测器的作用，将复杂组份的混合物 经色谱柱分离为单组份，再利用红外光谱、质谱或核磁 共振谱等进行定性分析
既充分利用红外光谱、质谱等适于分析分子结构、官能 团或物质的摩尔质量等特点，克服了它们不易检定复杂 物质的困难，又充分利用了色谱的高效分离能力
2.与其它方法结合定性
①与化学方法结合进行定性 将试样经过一些特殊试剂处理，发生物理 变化或化学反应后，其色谱峰将会提前、 移后或完全消失 比较处理前后色谱图的差异，以及在柱后 用化学试剂鉴定流出物，就可初步定性鉴 别试样中含有哪些官能团
2.与其它方法结合定性
②与红外光谱、质谱及核磁共振谱联合定性
用相对校正因子
把混合物中的不同组份的峰面积校正成相当
于某一标准物质的峰面积，用于计算各组份的 含量
1.定量依据和校正因子
相对校正因子fis是指某组份i的绝对校正因子与标准物质s的绝对 校正因子之比值，通常简称为校正因子，即
标准物质：
f is
fi fs
苯（用于热导检测器）
正庚烷（用于氢火焰离子化检测器） 质量校正因子、摩尔校正因子和体积校正因子
常用标准物：苯、正丁烷、对二甲苯、环己烷、2,3,4-三甲基戊烷
对于组份比较简单的已知范围的混合物试样，可采用此法进行定 性。也可利用文献上的r2,1值或色谱手册中的r2,1值对照定性。
1.利用色谱保留参数定性
②加入已知物增加峰高法
首先用被测试样作色谱图，然后将已知纯物质加到试 样中去，在相同的条件下作色谱图，对比这两个色谱 图
100 %
Ai为任一组份的峰面积，fi为任一组份的质量校正因子 归一法的优点是无需标样，结果准确，操作简便，操作条件（如 进样量、流速等）变化对测定结果影响较小，宜于分析多组份试 样中各组份的含量。
既充分利用红外光谱、质谱等适于分析分子结构、官能 团或物质的摩尔质量等特点，克服了它们不易检定复杂 物质的困难，又充分利用了色谱的高效分离能力
2.与其它方法结合定性
①与化学方法结合进行定性 将试样经过一些特殊试剂处理，发生物理 变化或化学反应后，其色谱峰将会提前、 移后或完全消失 比较处理前后色谱图的差异，以及在柱后 用化学试剂鉴定流出物，就可初步定性鉴 别试样中含有哪些官能团
2.与其它方法结合定性
②与红外光谱、质谱及核磁共振谱联合定性
用相对校正因子
把混合物中的不同组份的峰面积校正成相当
于某一标准物质的峰面积，用于计算各组份的 含量
1.定量依据和校正因子
相对校正因子fis是指某组份i的绝对校正因子与标准物质s的绝对 校正因子之比值，通常简称为校正因子，即
标准物质：
f is
fi fs
苯（用于热导检测器）
正庚烷（用于氢火焰离子化检测器） 质量校正因子、摩尔校正因子和体积校正因子
常用标准物：苯、正丁烷、对二甲苯、环己烷、2,3,4-三甲基戊烷
对于组份比较简单的已知范围的混合物试样，可采用此法进行定 性。也可利用文献上的r2,1值或色谱手册中的r2,1值对照定性。
1.利用色谱保留参数定性
②加入已知物增加峰高法
首先用被测试样作色谱图，然后将已知纯物质加到试 样中去，在相同的条件下作色谱图，对比这两个色谱 图
100 %
Ai为任一组份的峰面积，fi为任一组份的质量校正因子 归一法的优点是无需标样，结果准确，操作简便，操作条件（如 进样量、流速等）变化对测定结果影响较小，宜于分析多组份试 样中各组份的含量。
色谱定性定量分析方法
（1）绝对校正因子 某组分i通过检测器的量与检测器对该组分的响应信号之比
测定方法：将已知量的被测标准物质注入色谱仪，根据进样 量及色谱图上的峰面积或峰高计算出绝对校正因子
（2）相对校正因子 组分i与基准物（标准物）s的绝对校正因子之比
检测器不同，所选用的基准物不同 热导检测器——苯 氢火焰离子化检测器——正庚烷
（3）内标法
若试样中所有组分不能全部出峰，或仅需测定试样中某个或 某几个组分的含量时，可以采用内标法 将一定的标准物（内标物s）加入到一定量的试样中，混合均 匀后进样，从色谱图上分别测出组分i和内标物s的峰面积 （或峰高）
或：
内标法中常以内标物为基准，即fs＝1.0，则：
■ 内标法最关键是选择合适的内标物，对内标物的 要求：
1.定量校正因子
■ 色谱定量分析是基于被测物质的量与其峰面积的 正比关系。但由于同一检测器对不同的物质具有 不同的响应值，所以两个相等量的物质出的峰面 积往往不相等，或者说，相同的峰面积并不意味 着相等物质的量。这样就不能用峰面积来直接计 算物质的量。
■ 因此，在计算组分的量时需将面积乘上一个换算 系数，使组分的面积转换成相应物质的量。即必 须将峰面积A乘上一个换算系数进行“校正”。
例：苯、甲苯、乙苯的相对校正因子的测定：分别称取一定 量的三种物质，在25 mL容量瓶中定容。取一定量注入色谱 仪，获得色谱图，测量其峰面积，以苯为基准物，计算各组 分相对校正因子。
组分 质量/g 1
峰面积/mm2
2
3
平均
相对校 正因子
苯（标 准物）
2.22
442
Hale Waihona Puke 440438440
甲苯 2.22 429
例：试样混合物中仅含有甲醇、乙醇和正丁醇，测得峰高分
色谱定性与定量
仪器分析中各分析定量定性的依据定量分析是依据统计数据，建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数值的一种方法。
定性分析则是主要凭分析者的直觉、经验，凭分析对象过去和现在的延续状况及最新的信息资料，对分析对象的性质、特点、发展变化规律作出判断的一种方法。
1、气相色谱：色谱峰保留值和面积，这样气相色谱可根据这两个数据进行定性定量分析。
色谱峰保留值是定性分析的依据，而色谱峰面积则是定量分析的依据。
2、紫外光谱：最大吸收波长λ、摩尔吸收系数ε及吸收曲线的形状不同是进行物质定性分析的依据。
进行定量分析依据朗伯-比耳定律：A=εbc3、核磁：定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应峰谱的峰面积之间的关系进行定量测定。
定量分析的根据：吸收能量的大小取决于核的多少。
以磁场强度为横坐标提供定性分析所依据的参数，以吸收能量为纵坐标，纵坐标对应于不同H0的出峰面积就是定量分析参数。
4、质谱：利用电磁学原理，对物质气相离子依其质荷比（m/e)进行分离和分析的方法。
被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比(m/e)分开并按质荷比大小排列成谱图形式，根据质谱图可确定样品成分、结构和相对分子质量。
5、原子吸收：原子吸收光谱法进行定量分析的依据是：试样中待测元素的浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比，即A＝k'C 。
定量分析方法有标准曲线法和标准加入法两种。
6、红外：红外光谱的定性主要根据图谱中的：基团的特征吸收频率红外光谱的定量是根据图谱中的：特征峰的强度7、离子：利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量的分析。
保留时间定性，峰高或峰面积定量。
8、荧光：物质吸收的光，称为激发光；物质受激后所发射的光，称为发射光或荧光。
根据荧光的光谱和荧光强度，对物质进行定性或定量测定9、差热：定性分析：定性表征和鉴别物质依据：峰温、形状和峰数目方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。
第四章 色谱分析法
（2）外标法
外标法也称为标准曲线法。 特点及要求： • • • 外标法不使用校正因子，准确性较高， 操作条件变化对结果准确性影响较大。 对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的
快速分析。
（3）内标法
内标物要满足以下要求：
（a）试样中不含有该物质；
（b）与被测组分性质比较接近； （c）不与试样发生化学反应； （d）出峰位置应位于被测组分附近。
从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： (1) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组 分的最少个数． （2）根据色谱峰的保留值(或位置），可以进行 定性分析． (3) 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分 析． （4）色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色 谱柱分离效能的依据． （5）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流 动相)选择是否合适的依据．
相同的色谱分析条件下，某组份2的调整保留值与组份 1的调整保留值之比，称为相对保留值：
2.1
VR2 tR2 t R1 VR1
由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，而与柱 径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它是色 谱法中，特别是气相色谱法中，广泛使用的定性数 据． 必须注意，相对保留值绝对不是两个组份保留时 间或保留体积之比 .
⑵保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现峰极大值时所 经历的时间，称为保留时间，如图中 O′B．它相应于样品 到达柱末端的检测器所需的时间． ⑶调整保留时间tR′某组份的保留时间扣除死时间后称为该 组份的调整保留时间，即 tR′ = tR-tM
⑷死体积 VM 指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒 间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间 以及检测器的空间的总和．当后两项很小而可忽略 不计时，死体积可由死时间与流动相体积流速F0 （L／min）计算：
气相色谱仪的定性、定量分析
常用峰面积定量被测组分经
校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分 经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例
来表示样品中各组分含量的定量方法。 当试样中所有组分均能流出色谱柱，且
完全分离，并在检测器上都能产生信号时， 可用归一化法计算组分含量。
4、标准曲线法 标准曲线法也称外标法或直接比较法， 是一种简便、快速的定量方法，具体方法与 分光光度分析中的标准曲线法相似。 优点：绘制好标准工作曲线后测定工作 就变得相当简单，可直接从标准曲线上读出
含量，因此特别适合于大批样品分析。缺点： 每次样品色谱分析的色谱操作条件（检测器 的响应性能、柱温、流动相流量及组成、进 样量、柱效等）很难完全相同，因此容易出 现圈套误差。
这个结论并不准确可靠。
（2）双柱法定性。若要得到更为准确可靠 的结论，可再用另一根极性完全不同的色谱 柱，做同样的对照比较。如果结论同上，那 么最终的定性结果相对更为可靠。
（3）色谱操作条件不稳定时的定性。这时 可以采用相对保留值定性或用已知标准物增
加峰高法定性。 ① 相对保留值定性； ② 用已知标准物增加峰高法定性。 2、利用保留指数定性 在利用已知标准物直接对照定性时，已
缺点是必须在所有样品中加入内标物， 选择合适的内标物比较困难，内标物的称量 要准确，操作较复杂。
3、标准加入法 标准加入法是一种将欲测组分的纯物质 加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件 下，分别测定加入欲测组分纯物质前后欲测 组分的峰面积（或峰高），从而计算欲测组 分在样品中的含量的方法。
优点：不需要别处的标准物质作内标物， 只需要欲则组分的纯物质，进样量不必十分 准确，操作简单，是色谱分析中较常用的定 量分析方法。缺点：要求加入欲测组分前后 两次色谱测定的色谱操作条件完全相同，否 则将引起分析测定的误差。
1_2_4 色谱定性与定量
1.2.4 色谱定性与定量n一、色谱定性分析方法n 1.利用纯物质定性的方法n 2.利用文献保留值定性n 3.保留指数n 4.其它保留值n 5.与其他分析仪器联用的定性方法n二、色谱定量分析方法n 1. 峰面积的测量n 2. 定量校正因子n 3. 常用的几种定量方法一、色谱定性分析方法1.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。
2.利用文献保留值定性利用相对保留值α定性21仅与柱温和固定液性质有关。
在色谱手相对保留值α21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。
3.保留指数又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较好的定性参数。
测定方法：♣将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
♣其它物质的保留指数（I X）是通过选定两个相邻的正构烷烃，其分别具有Z和Z＋1个碳原子。
被测物质X的调整保留时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：保留指数计算方法)lg lg lg lg (')(')(')(')(')(')(')(Z t t t t I t t t Z R Z R Z R X R X Z R X R Z R +−−=>>++111004.其它保留值（1）净保留体积V N经过压力校正后的调整保留体积称为净保留体积。
（2）比保留体积Vg定义为0℃时，单位质量固定液所具有的净保留体积（mL/g）为经过校正后的柱内载气平均流量。
V N ：净保留体积；Ws ：固定液质量；T c ：柱温，K式中：F为在室温下，用皂膜流量计测得的柱后体积流量；T c 和Tr分别为柱温和室温，K；p 0为柱出口压力；pw为饱和水蒸气压力；j为压力校正因子，可由柱的入口压力pi 和出口压力p计算（部分结果见表7.1）V N ＝K V sC Cs s g T K T W KV V 273273×=×=ρK 为分配系数；ρ为固定液密度4.保留值规律定性（1）碳数规则：一定温度下，同系物间:（2）沸点规律：同族具有同碳数的碳链异构体：（3）双柱定性：各类同系物在不同色谱柱上：11lg lg C V A V RR+=ⅡⅠ22'lg C n A V R+=33'lg C T A V b R+=5.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；LC-MS）色谱-红外光谱仪联用仪；组分的结构鉴定二、色谱定量分析方法1. 峰面积的测量（1）峰高（h）乘半峰宽（W1/2）法：近似将色谱峰当作等腰三角形。
色谱的定性和定量分析
定量准确度决定于 2.求相对校正因子 一.峰面积
1. 对称峰：
2．不对称峰 A = 1/2 式中W0.15和 W0.85
分别为峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽
二.定量校正因子f 为什么要用f？ ∵不同 组分有不同的响应值
例如用TCD，N2作载气测O2，H2的百分含量 若H2、O2峰面积相同, 百分含量相同就不对。 不能用下式计算：
i
/ Ai
准确定量分析时,应该用自己测定的校正因子,而不用文献 值∵ 校正因子随检测器类别,使用载气的不同而不同
3. 相对校正因子的测定方法
f’值可引用文献值，也可以自己测定。 标准物质，TCD是苯， FID是正庚烷。 准确称量被测组分wi和标准组分ws的重量
在线线范围内进样测 Ai,As
求f’ w或f’
则H 2
AH 2 AH 2 AO2
50%
∵H2的热导系数大,TCD响应大,但 实际含量小∴必须用校正因子.
A H2 500 C 50% f 0.1
O2 50
50%
1
, H2 , O2
则H 2 %
AH 2 f AH 2 f
, H2
AO2 f
500 0.1 50% 500 0.1 50 1
全知峰(有所有组分的标准品)
2. 外标法(标准曲线法) 用待测组分的纯样制标准曲线
优点：快速简单, 只要待测组分出峰且完全分离即可 缺点：绝对法, 进样量,操作条件要不变
3. 内标法(外加标准法)
不能全出峰或只需测某几个组分时采用 方法:准确称取样品,加入一定量内标物,根据重量及 峰面积求出某组分的含量
M
多次测定，求平均值。
三.定量方法
气相色谱常用定量和定性方法ppt课件
定量注意事项
• 一般定量以峰面积为基准 • 所有参加计算的峰形正常（谱峰不前伸、不拖尾、不过载）的情
况下，也可以以峰高为基准进行计算 • 分子量相差不大或分子量较大的同系物校正因子相差不大，可直
接用峰面积（或峰高）定量
谢 谢！
准物S的调整保留时间ti’和ts ’ ： ai,s = ti’/ ts ’
（2）计算ai,s并与文献相应值比较定性。 2.3.1.3特点 可消除实验条件不一致带来的误差。
2.3.2保留指数（I）定性法
2.3.2.1依据
保留指数I只与柱温和固定相的性质和被测物质的性质有关，与色谱柱 的尺寸、固定相的液膜厚度、载气流量、流速无关。
校正因子与待测物/标准物的性质和检测器的类型有关，可查文献， 也可测定
3.2.1定量校正因子的分类
• 质量校正因子
• 摩尔校正因子
• 体积校正因子
• fM ′ ＝fV ′
fm
f' m(i)
f' m(s)
m(i) A(s) m(s) A(i)
fM
f' M (i)
f' M (s)
m(i) A(s)M (s) m(s) A(i)M (i)
• 绝对校正因子：用已知准确浓度的标准 样品
3.3常用的定量计算方法
3.3.1 归一化法 3.3.2 外标法 3.3.3 单点校正法 3.3.4 内标法 3.3.5 标准加入法 3.3.6 加内标的标准加入法
3.3.1 归一化法
3.3.1.1 方法
当样品中各组分都能出峰时，将各组分的含量之和
按100％计算的定量方法。
2024/1/26
1
主要内容
1.什么是色谱定性和定量分析 2.常用的色谱定性分析方法 3.常用的色谱定量分析方法
色谱的定性和定量分析
第四章色谱的定性和定量分析色谱分析分三个阶段：仪器调试；色谱操作条件选择；定性定量分析。
气相色谱法是用载气将试样带入分离柱。
各成分在柱中分离后用检测器测定，通常是未知试样与标准試样的保留时间及峰面积比较，进行定性定量分析。
色谱法分离较容易，往往是定性较困难。
用t R定性时，因t R与分子结构有关，但两者间相关规律远未阐明.因为色谱信息少，响应信号缺乏典型的分子结构特征，因此不能鉴定未知的新的化合物，只能鉴定已知的化合物。
第一节定性分析色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。
由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标。
目前各种色谱定性方法都是基于保留值的。
但是不同物质在同一色谱条件下，可能具有相似或相同的保留值，即保留值并非专属的。
因此仅根据保留值对一个完全未知的样品定性是困难的。
因为许多化合物可能在同一时间流出色谱柱，因此仅仅依靠气相色谱本身是不能对一个完全未知的化合物进行定性的。
然而当样品限定时，如果在了解样品的来源、性质、分析目的的基础上，对样品组成作初步的判断，再结合下列的方法则可确定色谱峰所代表的化合物。
气相色谱将变成一个强有力的工具。
也可以通过比较气相色谱图来确定样品是否相同，例如油轮里的原油样品可以和海上浮油比较以确定油轮是否应对原油的泄漏负责，GC对于排除可疑性是很有用的，如果您从先前的实验中知道异辛烷在1.9 分钟出峰，那么一个在1.5分钟出的峰就不会是异辛烷，那么它是什么呢？幸运的是您不必要考虑所有的有机化合物的样品信息，如果限定化合物范围。
例如您不会期望在烷烃中找到苯系物，当一个未知的峰被初步确定后，还必须在别的不同性质的色谱柱上重现以得到确认，如果一个化合物在基于沸点分离的柱甲基硅氧烷和聚乙二醇极性柱上有正确的保留时间，此定性很可能就是正确的。
GC在处理已知样品组分并且要求定量时是特别有用的。
一、保留值定性（一）利用纯物质对照定性1．利用保留时间t R对照定性色谱分析的的基本依据是保留时间。
色谱定性定量方法
1.利用色谱保留参数定性
②加入已知物增加峰高法
➢首先用被测试样作色谱图，然后将已知纯物质加到试 样中去，在相同的条件下作色谱图，对比这两个色谱 图
若后一色谱图中某一色谱峰相对增高时，则该色谱峰 的组份原则上与加入已知纯物质是同一种化合物
➢当试样组份比较复杂，峰间距离太近，或操作条件不
易控制稳定，很难准确地测定其保留值时，可采用此
法进行定性
B
4
1.利用色谱保留参数定性
③双柱法定性
➢将试样和标准物的混合物分别在两根极性相差较 大的色谱柱上进行色谱分离
观察标准物和未知物色谱峰在这两根柱子上是否 始终重合，如两色谱峰始终重合，可判断为同一 组份，否则不是同一组份。
➢可以避免不同组份由于保留值的偶然一致性，可 能发生的定性错误。
B
A1.06h5W h/2
在相对计算时可省略系数，狭窄峰还可将半高峰宽视为 常数以峰高计算
➢不对称峰可用峰高乘平均峰宽法：
A12h(W0.15W0.85)
平均峰宽是指在峰高0.15和0.85处分别测量的峰宽的平
均值
B
14
3.常用定量方法
①归一法
若试样中各组份都能流出色谱柱并在所用的检测器上都能产生信 号显示出色谱峰，则可测量所有组份色谱峰的峰面积，由下列公 式计算各组份的含量
色谱定性定量方法
B
1
一、色谱定性方法
定性依据 ★主要依据是每个组份的保留值
★一般需要标准样品，离开已知纯物质的对 照，就无法识别各色谱峰代表何种组份
★对某一未知试样，单独用色谱法定性十分 困难，因此常需与化学分析及其它仪器分 析方法相结合
B
2
1.利用色谱保留参数定性
①保留值定性
色谱定性和定量分析方法
Identification
2019/9/22
二、 色谱定量分析方法 1. 峰面积的测量
（1）峰高（h）乘半峰宽（Y 1/2）法：近似将色谱峰当作等腰三角形。此法算 出的面积是实际峰面积的0.94倍：
A = 1.064 h·Y1/2 （2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰高0.15和0.85处分别测定峰 宽，由下式计算峰面积：
fi' Ai
f
' s
AS
ci
%
mi W
100
ms
fi' Ai
f
' s
AS
W
100
ms W
fi' Ai
f
' s
AS
100
2019/9/22
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。
(2) 每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。 (3)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：
Ai Ai
)
100
i 1
特点及要求： 归一化法简便、准确； 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大； 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
2019/9/22
（2）外标法
外标法也称为标准曲线法。 特点及要求： 外标法不使用校正因子，准确性较高， 操作条件变化对结果准确性影响较大。 对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快速分析。
1.0 DEG/MI N
HEWLET PTACKAR
5972A
D
Mass Selectiv eDetecto r
色谱数据处理定性与定量及色谱分析方法的建立色谱定性定量及方法建立4
气相色谱定性
沸点规律 同族具有相同碳数碳链的异构体 化合物，其调整保留时间的对数和它们
的沸点呈线性关系，即
lg
t
' r
A2Tb
C2
式中A2和C2均为常数，Tb为组分的沸点（K）。 由此可见，根据同族同数碳链异构体中几个已 知组分的调整保留时间的对数值，可求得同族 中具有相同碳数的其他异构体的调整保留时间 。
色谱方法的建立
在实际工作中，液膜厚度的选择，应与柱内径 相联系，柱内径与液膜厚度的比值在4000~1000之 间 ， 如 柱 直 径 为 0.32mm 的 毛 细 管 柱 ， 以 0.08~0.25m的液膜厚度为宜。
色谱柱温（初温、终温、升温速率）的选择
提高柱温，有利于降低组分在汽液相的传质阻力 ，有利于提高柱效，同时纵向分子扩散项系数增大 ，柱温高时，可适当提高载气流速。柱温高时，可 提高分析速度，但柱选择性变差，即值变小，从 而使分离度降低。
色谱方法的建立
三、载气的种类及流速的选择
常用的载气有氢气、氮气、氩气和氦 气。从色谱理论知：载气的种类主要是 通过被测组分在气体中的扩散系数Dg影 响分子的纵向扩散项和气相传质阻力项 ；载气的流速既影响分子的纵向扩散项 ，又影响气相传质阻力项。
色谱方法的建立
色谱柱液膜厚度
液膜厚度既影响色谱柱性能，又影响分析时 间。膜厚为0.25~0.5微米的薄液膜色谱柱，相比 变大，分配比k变小，洗脱组分快，有利于实现 组分的快速分离，适于高沸点化合物、组分密集 化合物或热敏化合物的分析；同时液相传质阻力 下降，柱效变大，但柱容量减小。采用1~8m的 厚液膜柱，柱容量大，可以不经分流直接进1L 的汽油样品而不引起超载，有利于痕量组分的分 析；厚液膜色谱柱有利于低沸点化合物的分析。
色谱的定性与定量
种相对的定量方法 定量分析的方法： 在某些限定条件下，检测器响应值（色
谱峰的峰面积或峰高）---所测组分的数量或 浓度成正比，
即：
wi Ci f i Ai hi
w 式中： i –组分i的质量
ci —组分i的浓度
f i —组分的校正因子（与检测器的性质和被 测组分的性质有关）
Ai —组分i的峰面积，
②利用相对保留值定性
定义：相对保留值是组分i与基准物S的调整保留值之比：
i,s tR ,i / tR ,s VR,i /VR,s
优点：可以消除某些操作条件的影响，只要柱温、 固定相不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动 相的流速有所变化，相对保留值γ仍然不变，它是 色谱定性分析的重要参数
③利用保留指数定性 表示物质在固定液上的保留行为，是目前使
绝对校正因子fi的大小主要由操作条件和 仪器的灵敏度所决定，既不容易准确测量，也 无统一标准；当操作条件波动时，fi也发生变 化。故fi无法直接应用，定量分析时，一般采 用相对校正因子。
（2）相对校正因子（校正因子）：
f
fi fs
mi ci Ai hi ms cs As hs
式中：f -- 相对校正因子 ，简称为校正因子， 无因次量
hi —组分i的峰高
2.峰面积的准确测定
1）对称峰的峰高和峰面积 的测定
第一法：峰高×半高 峰宽
A h Wh 2
式中： h—从峰顶到峰底线 的垂直距离 W h/2—峰高1/2处的 峰宽
第二法：三角形法
A BM Wi
式中：BM—三角形的高 Wi—三角形KML的
半高宽，近似等于色 谱峰高0.607处的峰宽
0.40
Ethylparaben
0.35
谱峰的峰面积或峰高）---所测组分的数量或 浓度成正比，
即：
wi Ci f i Ai hi
w 式中： i –组分i的质量
ci —组分i的浓度
f i —组分的校正因子（与检测器的性质和被 测组分的性质有关）
Ai —组分i的峰面积，
②利用相对保留值定性
定义：相对保留值是组分i与基准物S的调整保留值之比：
i,s tR ,i / tR ,s VR,i /VR,s
优点：可以消除某些操作条件的影响，只要柱温、 固定相不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动 相的流速有所变化，相对保留值γ仍然不变，它是 色谱定性分析的重要参数
③利用保留指数定性 表示物质在固定液上的保留行为，是目前使
绝对校正因子fi的大小主要由操作条件和 仪器的灵敏度所决定，既不容易准确测量，也 无统一标准；当操作条件波动时，fi也发生变 化。故fi无法直接应用，定量分析时，一般采 用相对校正因子。
（2）相对校正因子（校正因子）：
f
fi fs
mi ci Ai hi ms cs As hs
式中：f -- 相对校正因子 ，简称为校正因子， 无因次量
hi —组分i的峰高
2.峰面积的准确测定
1）对称峰的峰高和峰面积 的测定
第一法：峰高×半高 峰宽
A h Wh 2
式中： h—从峰顶到峰底线 的垂直距离 W h/2—峰高1/2处的 峰宽
第二法：三角形法
A BM Wi
式中：BM—三角形的高 Wi—三角形KML的
半高宽，近似等于色 谱峰高0.607处的峰宽
0.40
Ethylparaben
0.35
色谱定性、定量分析方法
外标法： 外标法也称为标准曲线法。
特点及要求： 外标法不使用校正因子，准确性较高，
操作条件变化对结果准确性影响较大。 对进样量的准确性控制要求较高，适用 于大批量试样的快速分析。
2024/1/5
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 计算式：
和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积： A = h·（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2
（3）峰高乘保留时间法：在一定操作条件下，同系物的半 峰宽与保留时间成正比，对于难于测量半峰宽的窄峰、重叠峰 （未完全重叠），可用此法测定峰面积：
A = h·b·tR （42）024自/1/5动积分和微机处理法：
2. 定量校正因子
试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即： m i = fi ·Ai
比例系数f i ：绝对校正因子，单位面积对应的物质量： f i =m i / Ai
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系： f i = 1 / Si
相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
• 当mi、mS以摩尔为单位时，当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。
2024/1/5
3. 常用的几种定量方法
归一化法：
特点及要求：
归一化法简便、准确。 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大， 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
4.与其他分析仪器联用的定性方法
（1）色谱-质谱联用； （2）色谱-红外光谱联用；进行结构、官能团鉴定。
特点及要求： 外标法不使用校正因子，准确性较高，
操作条件变化对结果准确性影响较大。 对进样量的准确性控制要求较高，适用 于大批量试样的快速分析。
2024/1/5
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 计算式：
和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积： A = h·（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2
（3）峰高乘保留时间法：在一定操作条件下，同系物的半 峰宽与保留时间成正比，对于难于测量半峰宽的窄峰、重叠峰 （未完全重叠），可用此法测定峰面积：
A = h·b·tR （42）024自/1/5动积分和微机处理法：
2. 定量校正因子
试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即： m i = fi ·Ai
比例系数f i ：绝对校正因子，单位面积对应的物质量： f i =m i / Ai
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系： f i = 1 / Si
相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
• 当mi、mS以摩尔为单位时，当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。
2024/1/5
3. 常用的几种定量方法
归一化法：
特点及要求：
归一化法简便、准确。 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大， 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
4.与其他分析仪器联用的定性方法
（1）色谱-质谱联用； （2）色谱-红外光谱联用；进行结构、官能团鉴定。
6.色谱分析中的定性与定量方法
色谱定量分析
色谱定量分析
• 绝对校正因子：单位峰面积对应的物质量：fi = mi/Ai • 定量校正因子与检测器响应值成倒数关系： • fi=1/Si • 相对校正因子fi ：即组分的绝对校正因子与标准物质 的绝对校正因子之比。
fi mi / Ai mi As fi f s ms / As ms Ai
• 化学反应定性：利用化学反应，使样品中某些 化合物与特征试剂反应，生成相应的衍生物。 • 柱前反应：被分离混合物进入色谱柱前与某些 特征性试剂反应，观察色谱图上某些色谱峰发 生消失、提前或滞后而断定有无此类化合物。 • 柱 上： 如装有5A分子筛的前置柱，可吸附C3C11的正构烷烃，KOH处理的石英粉可将羧酸 和酚除去（吸附）等。 • 柱 后： 柱后流出物收集后，加入特征试剂与 其反应，可对未知物定性。
色谱定量分析
• 叠加内标法：以样品中已有的组分做内标，比 较该组分加入前后面积的改变，计算被测组分 含量
A1 mS ci % 100 A2 A1 W
• 特点：要求两次进样量完全相同。
色谱定量分析
• 叠加内标法：两次进样量不同时的处理
'
• 当 m i 、 m S 为质量单位时，为质量相对校正因子；当 m i 、 mS用摩尔单位时相应于摩尔校正因子。
色谱定量分析
• 归一化法：
mi ci % 100 m1 m2 mn
f i ' Ai
' ( f i Ai ) i 1 n
100
归一化法的特点： • 对同系物可认为校正因子一样，通过峰面积直接测定； • 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不 大； • 试样中所有组分必须全出峰并且无分解反应发生。
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二、色谱定量分析
定量分析的具体内容 • 确定样品的类型，主要成分/痕量成分 • 使分析条件的分离度（R）大于：1.5 • 色谱峰的定性，峰一致性测定 • 检测限及定量限：确定灵敏度及线性范围 • 用标样建立标准曲线 • 检查方法的准确度及精确度 • 用标样定期检查方法
（一）定量分析基础
1.定量分析的基本公式 定量分析的目的： 要确定样品中某一组分的准确含量，是一
③体积校正因子（fv）
定义：物质的量用体积表示,表示单位峰面积 所代表的组分体积。
Vi
fV
Ai
Vs
As
式中：Vi , Vs—表示被测物质、基准物质的体积
(3)相对响应值sˊ 相对响应值是物质i与标准物质S的响应值（灵敏
度）之比。单位相同时，与校正因子互为倒数， 即：
与只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而 与操作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无 关，是一个能通用的常数。
计算方法：
★优点：归一化法很直观，容易接受，计算简便、 准确，当操作条件如进样量、流速等发生变化时， 对计算结果的影响很小，是一种常用的计算方法
★缺点：校正因子的测定比较麻烦，必需所有组分 都出峰
★注意： ▼主要用于GC的定量测定，当 fi相近时，可直接 用峰面积归一化法。 ▼由于检测技术的影响,HPLC中很少使用归一化
B u ty lP a ra b e n
P ro p y lP a ra b e n
2 .5 0
3 .0 0
3 .5 0
4 .0 0
M in u te s
③利用保留指数定性 表示物质在固定液上的保留行为，是目前使
用最广泛并被国际上所公认的定性参数，它具 有定性可靠，重现性好，标准统一等优点。
可将储存在计算机中的标准保留指数转换成 用户色谱条件下的保留指数和保留时间（tR）
（A）定义
IX100ZnllgtgR 'tR 'Zx nllgtgR 'tR 'ZZ
保留值定性的主要方法 ★直接与已知标准物对照 ★某一未知峰和已知标准物的保留值完全相 同—可能是 ★改变色谱柱或流动相，保留时间仍完全相同—基本是
0 .4 0
E th ylp a ra b e n
0 .3 5
0 .3 0
0 .2 5
AU
0 .2 0
0 .1 5
U ra cil
P ro p ylp a ra b e n
mi
fm
Ai ms
As
式中：mi , ms-被测物质、基准物质的质量 Ai , As-被测物质、基准物质的峰面积
②摩尔校正因子(fM) 定义：物质的量用摩尔数表示，表示单位峰面积所 代表的组分摩尔数
fMA Asi m msi M Msi fmM Msi
式中：Mi , Ms-被测物质、基准物质的摩尔质量
绝对校正因子fi的大小主要由操作条件和 仪器的灵敏度所决定，既不容易准确测量，也 无统一标准；当操作条件波动时，fi也发生变 化。故fi无法直接应用，定量分析时，一般采 用相对校正因子。
（2）相对校正因子（校正因子）：
f
fi fs
mi ci ms cs
Ai hi
As hs
于被测样品中； C、内标物的峰尽可能接近待测组分的峰，或位于几
个待测组分的中间，但必须和样品中的所有峰完 全分离； D、内标物的加入量应和待测组分相近。
mi fi Ai mS fSAS
mi mS
fi Ai fS AS
fi
Ai AS
待测组分(i)的量mi为：
mi
fi
Ai AS
②利用相对保留值定性
定义：相对保留值是组分i与基准物S的调整保留值之比：
is,tR i/,tR s , V R i/,V R s,
优点：可以消除某些操作条件的影响，只要柱温、 固定相不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动 相的流速有所变化，相对保留值γ仍然不变，它是 色谱定性分析的重要参数
式中：f -- 相对校正因子 ，简称为校正因子， 无因次量
fi , fs—i 物质、基准物质（s）的质量 （或浓度)
Ai(hi),As(hs)---物质、基准物质的峰面积 （或峰高）
根据物质量的不同表示方法，校正因子分为：
①质量校正因子(fm) 定义：当物质量用质量来表示时的校正因子称
为质量校正因子 (fm),表示单位峰面积所代表的组 分质量，质量一般用 g 或 mg 表示.
① 利用已知物直接对照进行定性分析 通常做法：把未知物和已知标准物在同一根
色谱柱上，用相同的色谱操作条件进行分析， 记录色谱图后利用保留时间进行比对
为避免载气流速和温度变化引起保留时间的 变化，可用相对保留值定性或用已知物增加峰 高法定性
已知物增加峰高法定性原理：在得到未知样 品的色谱图后，往未知样品中加入一定量的已 知物质，在同样色谱条件下的两色谱图对比图 谱比较峰高。
（4）校正因子的实验测量方法 ★样品的准备：测定校正因子时，要精密称定适 量色谱纯的被测组分和基准物质，配制成已知准 确浓度的样品。
★样品的测定：在已确定的色谱条件下，取准确 体积的样品进样，从谱图上获得准确的峰面积
★计算：根据相对校正因子的计算公式可以算出 质量（或摩尔或体积）校正因子
例： 某试样合有5μg乙醇，测得相应的色谱峰面积 为150mm2，求乙醇的fi。
（3）平面色谱中用保留值定性的方法
定性方法：比较未知组分和已知标准物质的比移值 影响比移值的因素：固定相的性质、展开剂的性质、
被分离组分的性质、展开时的温度等 注意事项
①展开槽应密闭 ②沿分离轨迹固定相与流动相无梯度变化 ③展开剂的前沿位置能正确测定
2.联机定性
联机定性是指把色谱和质谱、红外、紫外 和核磁共振法联合使用 联用方式： 第一种：先收集色谱分离后的组分，再用“四 大谱”的方法进行定性分析 第二种：通过“接口”技术直接把色谱和“四 大谱”仪器连接起来，对每一被分离的组分 进行定性分析
2)不对称峰峰高和峰面积的测 量
第一法：峰高×峰宽的平均值
Ah1 2b0.15b0.85
式中：h—峰顶到峰底线的垂 直距离 ½（b0 .15+b0.85)—峰高0.15 处和峰高0.85处的峰宽平均 值
第二法：峰分割计算后加和法 A=A1+A2 =h1×b1+h2×b2
第三法：大峰上的小峰峰面积的测量
实际色谱图
50 40
标样峰面积 30 内标样峰面积 20
10 0
0
1 .8 0 1 .6 0 1 .4 0 1 .2 0 1 .0 0
v o lts
0 .8 0 0 .6 0 0 .4 0 0 .2 0 0 .0 0
2 .0 0
M e th y lP a ra b e n
E th y lP a ra b e n
IX100Zllgg tR t' R 'Zx1llgg tR t' R 'ZZ
（B）保留指数的测定
保留指数的准确度和重现性都很好，用同一色 谱柱测定误差小于1%，因此只要柱温和固定液相 同，就可以用文献上发表的保留指数定性。
（2）液相色谱中用保留值定性的方法
受到限制
最简单的方法：标 准添加法
前提：要有标准物
判断的标准：加入 标准样后，使未知 样色谱峰增高，改 变色谱条件，未知 峰仍能增高
• 同时用其他方法 – 其他色谱方法（改变机理，如：用不同的色谱柱） – 其他检测器 • PDA，光谱图比较、谱库检索 确认色谱峰的纯度 - 保证每个色谱峰下只有一个被测的组份 -检查是否有共流出的物质（杂质）干扰 色谱峰纯度确认的方法 -用光电二极管矩阵检测器比较光谱图 -峰纯度鉴定，四波长比例 • MS，质谱图解析、谱库检索 – 其他仪器方法
mS
设样品的总量为m，则待测组分i的质量分数为
w i m m i10 % 0 fiA A iS m m S10 % 0
内标法的特点：
★ 无归一化法的限制，即只要被测组分能出峰， 不和其他峰重叠，不管其他组分是否出峰或是 否重叠，都可以用内标法进行定量分析
★定量准确，受操作条件影响较小 ★ 可部分补偿待测组分在样品前处理时的损失 ★ 若加入几种内标物，还可提高定量分析的精度 ★ 内标物的选择比较困难，同时内标物称量要求
种相对的定量方法 定量分析的方法： 在某些限定条件下，检测器响应值（色
谱峰的峰面积或峰高）---所测组分的数量或 浓度成正比，
即：
w iC i fiA ih i
w 式中： –组分i的质量 i c i —组分i的浓度 f i —组分的校正因子（与检测器的性质和被 测组分的性质有关）
A i —组分i的峰面积，
2、内标法
内标法：选择适宜的物质作为待测组分的参 比物，定量加到样品中去，根据待测组分 和参比物在检测器上的响应值之比和参比 物加入量进行定量分析的方法。
键：选择合适的内标物 内标物的选择原则： A、内标物必须是原样品中不存在的物质，其性质尽
量与待测组分相近(同系物、异构体) B、内标物不能和被测组分起化学反应，要能完全溶
3.40cm2
fm 甲苯 fm （ fm （仲 甲丁 苯醇 ） AA（ ） （仲 甲丁 苯醇 m ） m （ （ ）仲 甲丁 苯
3.400.81491.06 4.10 0.6325
fm 苯 0.98 fm 对二 甲 1.1苯 0
（二）定量方法
1.归一化法 ★定义：把所有出峰的组分含量之和按100%计的 定量方法称为归一化法，是一种相对定量方法。 ★前提：样品中的所有组分都能流出色谱柱，而 且在检测器上所有的组分都能产生信号。
m/μg 0.4720 0.6325 0.8149 0.4547