第十六章色谱法分离原理介绍教学教材
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[暨南大学课件][分析化学][教案PPT][精品课程]第十六章-第一节-色谱法概述-2
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2020/6/17
空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
[暨南大学课件][分析化学][教案PPT][精品课程]第十六章-第二节-色谱理论基础-2
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2020/6/17
2. 速率理论 (P353)
➢ 速率理论充分考虑组分在两相间的扩散和传质
过程，以动力学理论研究了使色谱峰展宽从而影响
塔板高度的因素。
➢ 色谱峰的峰展宽是由于组分分子在色谱柱内无规
则运动的结果，这种随机过程导致组分分子在色谱
柱内呈正态分布。
➢ 速率理论充分考虑了组分在两相间的扩散和传
2020/6/17
塔板理论有如下基本假设
➢ ① 在色谱内一小段长度即一个塔板高度H内， 组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。 ➢ ② 分配系数在各塔板内是常数。 ➢ ③ 流动相不是连续地而是间歇式地进入色谱柱 ，且每次只进入一个塔板体积。 ➢ ④ 试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
2020/6/17
塔板理论-柱分离效能指标
2020/6/17
4.对称因子fs：
衡量色谱峰的对称性
fs W 0.05h / 2 A (A B) / 2A
➢ fs在0.95-1.05之间的
色谱峰为对称峰；小于 0.95者为前延峰；大于 1.05者为拖尾峰
2020/6/17
定量参数
峰高(peak height；h)：组分在柱后出现浓 度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的 距离。
相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他 色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分 的选择性。
2020/6/17
柱效参数
1. 色谱峰区域宽度
是衡量柱效的重要参数之一，区域宽度越小柱效
越高
有三种表示方法：
（1）标准偏差()：
即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
（2）半峰宽(Y1/2)：
色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为：
2. 速率理论 (P353)
➢ 速率理论充分考虑组分在两相间的扩散和传质
过程，以动力学理论研究了使色谱峰展宽从而影响
塔板高度的因素。
➢ 色谱峰的峰展宽是由于组分分子在色谱柱内无规
则运动的结果，这种随机过程导致组分分子在色谱
柱内呈正态分布。
➢ 速率理论充分考虑了组分在两相间的扩散和传
2020/6/17
塔板理论有如下基本假设
➢ ① 在色谱内一小段长度即一个塔板高度H内， 组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。 ➢ ② 分配系数在各塔板内是常数。 ➢ ③ 流动相不是连续地而是间歇式地进入色谱柱 ，且每次只进入一个塔板体积。 ➢ ④ 试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
2020/6/17
塔板理论-柱分离效能指标
2020/6/17
4.对称因子fs：
衡量色谱峰的对称性
fs W 0.05h / 2 A (A B) / 2A
➢ fs在0.95-1.05之间的
色谱峰为对称峰；小于 0.95者为前延峰；大于 1.05者为拖尾峰
2020/6/17
定量参数
峰高(peak height；h)：组分在柱后出现浓 度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的 距离。
相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他 色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分 的选择性。
2020/6/17
柱效参数
1. 色谱峰区域宽度
是衡量柱效的重要参数之一，区域宽度越小柱效
越高
有三种表示方法：
（1）标准偏差()：
即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
（2）半峰宽(Y1/2)：
色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为：
《色谱分离法》课件
按分离机制分类
吸附色谱法
利用固体吸附剂对不同组分的 吸附能力差异进行分离。
分配色谱法
利用固定相和流动相之间的分 配平衡实现分离。
离子交换色谱法
利用离子交换剂对不同离子的 亲和力差异进行分离。
空间排阻色谱法
利用凝胶的分子筛效应，根据 分子大小进行分离。
03 色谱分离法的操作流程
CHAPTER
样品前处理
度法、荧光光谱法等。
检测灵敏度设置
根据待分离物质的浓度设置合适 的检测灵敏度，以提高检测准确
性。
收集结果
根据检测结果将各组分分别收集 起来，并进行后续处理和利用。
04 色谱分离法的优缺点
CHAPTER
优点
分离效果好
色谱分离法可以将混合物中的各组分 进行高效分离，得到较为纯净的单一 组分。
适用范围广
在药物分离纯化中的应用
药物分离纯化是色谱分离法应用的重 要领域之一。通过色谱分离法，可以 将混合药物中的有效成分与杂质进行 分离，提高药物的纯度和药效。
在药物分离纯化中，色谱分离法可以 用于中药、西药、生物药物等的分离 纯化，如大黄素、紫杉醇、蛋白质等 物质的分离纯化。
在食品检测中的应用
01
色谱分离法在食品检测中也有广 泛应用，主要用于食品中农药残 留、添加剂、有害物质的检测。
1950年代
出现了气相色谱法，利用气体 作为流动相，广泛应用于气体
和挥发性化合物的分析。
1960年代
出现了高效液相色谱法，利用 高分离效能的色谱柱和高压泵 ，提高了分离速度和灵敏度。
色谱分离法的应用领域
医药工业
用于药物生产和质量控制，以 及生物样品的分离和纯化。
食品工业
色谱法分离原理
第十四章色谱法分离原理一．教学内容1.色谱分离的基本原理和基本概念2.色谱分离的理论基础3.色谱定性和定量分析的方法二．重点与难点1.塔板理论，包括流出曲线方程、理论塔板数(n)及有效理论塔板数(n e f f)和塔板高度(H)及有效塔板高度(H e f f)的计算2.速率理论方程3.分离度和基本分离方程三．教学要求1.熟练掌握色谱分离方法的原理2.掌握色谱流出曲线（色谱峰）所代表的各种技术参数的准确含义3.能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱分离各种实验因素4.学会各种定性和定量的分析方法四．学时安排4学时第一节概述色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。
他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。
这种方法因此得名为色谱法。
以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义.但仍被人们沿用至今。
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。
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。
从不同角度，可将色谱法分类如下：1.按两相状态分类气体为流动相的色谱称为气相色谱（G C）根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（G S C）和气液色谱（GL C）。
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（L SC）和液液色谱（L LC）。
超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SF C）。
色谱法原理PPT课件
4. 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上 的量无关。
第32页/共74页
简单地认为：在每一块塔板上，溶质在两相间很 快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方 式向前移动。对于一根长为L的色谱柱，溶质平衡的次 数应为： n = L / H
n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱柱的柱 效随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减 小。
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 。
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0.54
0
0.0
0.5
1.0
色谱峰
基线
1.75
1.5
2.0
3.23 3.77
2.5
3.0
3.5
4.0
第14页Time/共(min7) 4页
4.91
4.5
5.0
保留时间
NL:
色 8.92E3
TIC F: + c
谱 SRM ms2
465.30@23.00 [
2．保留时间tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历 的时间，称为保留时间，如图中O′B．它相当于样 品到达柱末端的检测器所需的时间．
第18页/共74页
第32页/共74页
简单地认为：在每一块塔板上，溶质在两相间很 快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方 式向前移动。对于一根长为L的色谱柱，溶质平衡的次 数应为： n = L / H
n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱柱的柱 效随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减 小。
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 。
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色谱峰
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3.23 3.77
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保留时间
NL:
色 8.92E3
TIC F: + c
谱 SRM ms2
465.30@23.00 [
2．保留时间tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历 的时间，称为保留时间，如图中O′B．它相当于样 品到达柱末端的检测器所需的时间．
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气相色谱分离原理PPT精选课件
18
下次课程问题
今有一正已烷溶液，其中含有微量苯系物，你能设计用气相色谱法 分析该溶液的方案吗？要求各苯系物与溶剂间能完全分离（提示：1、 可查阅文献资料；2、先分析问题的难点。）
19
20
色谱流出曲线及有关术语
流出曲线和色谱峰
基线
峰高
峰面积
峰高
保留值
区域宽度
基线
22
色谱流出曲线及有关术语
保留值 以时间表示
死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出
现峰极大值所需的时间。 这种物质的流动速度将与流动相的流速相近
保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间。它
相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间
调整保留时间tR′ 某组份的保留时间扣除死时间后的时间。实际上
1938年，Kuhn因在维生素和胡萝卜素的离析与结构分析中取得了重
大研究成果被授予诺贝尔化学奖。从此色谱法开始为人们所重视，迅速
为各国科学家们所注目，广泛被采用起来。此后，相继出现了各种色谱
方法（如下表所示）。现在的色谱分析已经失去颜色的含义，只是沿用
色谱这个名词。
年代
发明者
发明的色谱方法或重要应用
在弹性石英玻璃或 玻璃毛细管内壁 附有吸附剂薄层 或涂渍固定液等
具有多孔和强 渗透能力 的滤纸或 纤维素薄 膜
在玻璃板上 涂有硅胶 G薄层
液体或气体流动相从柱头向柱尾 连续不断地冲洗
液体流动相从 滤纸一端 向另一端 扩散
液体流动相 从薄层板 一端向另 一端扩散
名称
柱色谱
纸色谱
薄层色谱
16
色谱法的分类3
选择因子
下次课程问题
今有一正已烷溶液，其中含有微量苯系物，你能设计用气相色谱法 分析该溶液的方案吗？要求各苯系物与溶剂间能完全分离（提示：1、 可查阅文献资料；2、先分析问题的难点。）
19
20
色谱流出曲线及有关术语
流出曲线和色谱峰
基线
峰高
峰面积
峰高
保留值
区域宽度
基线
22
色谱流出曲线及有关术语
保留值 以时间表示
死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出
现峰极大值所需的时间。 这种物质的流动速度将与流动相的流速相近
保留时间tR 试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间。它
相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间
调整保留时间tR′ 某组份的保留时间扣除死时间后的时间。实际上
1938年，Kuhn因在维生素和胡萝卜素的离析与结构分析中取得了重
大研究成果被授予诺贝尔化学奖。从此色谱法开始为人们所重视，迅速
为各国科学家们所注目，广泛被采用起来。此后，相继出现了各种色谱
方法（如下表所示）。现在的色谱分析已经失去颜色的含义，只是沿用
色谱这个名词。
年代
发明者
发明的色谱方法或重要应用
在弹性石英玻璃或 玻璃毛细管内壁 附有吸附剂薄层 或涂渍固定液等
具有多孔和强 渗透能力 的滤纸或 纤维素薄 膜
在玻璃板上 涂有硅胶 G薄层
液体或气体流动相从柱头向柱尾 连续不断地冲洗
液体流动相从 滤纸一端 向另一端 扩散
液体流动相 从薄层板 一端向另 一端扩散
名称
柱色谱
纸色谱
薄层色谱
16
色谱法的分类3
选择因子
第十六章色谱法分离原理介绍
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分 要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，两峰间 的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色 谱过程的热力学性质有关。 但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以 致彼此重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组 分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程 的动力学性质有关。因此，要从热力学和动力学两方 面来研究色谱行为。
us tm Rs u tr
Rs若用质量分数表示，即
nm Rs nm n s
1 1 ns 1 k 1 nm
对组分和流动相通过长度为 L 的色谱柱， 其所需时间分别为
tr
L us
tm
L u
整理得
t r t m (1 k )
tr tm tr Vr k tm t m Vm
= C s / Cm
分配系数是由组分和固定相的热力
学性质决定的，它是每一个溶质的特征
值，它仅与两个变量有关：固定相和温
度。与两相体积、柱管的特性以及所使
用的仪器无关。
2.分配比 k 分配比又称容量因子，它是指在一定温 度和压力下，组分在两相间分配达平衡时， 分配在固定相和流动相中的物质的量比。 即 k = 组分在固定相中的物质的量 / 组分在流动相中的物质的量
简单地认为：在每一块塔板上，溶质在 两相间很快达到分配平衡，然后随着流动相按 一个一个塔板的方式向前移动。对于一根长为 L的色谱柱，溶质平衡的次数应为：
n=L/H
n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱 柱的柱效随理论塔板数n的增加而增加，随板 高H的增大而减小。
根据上述假定，在色谱分离过程中，该组 分的分布可计算如下： 开始时，若有单位质量，即m=1（例 1mg或1μ g）的该组分加到第0号塔板上，分 配平衡后，由于k=1，即ns=nm故nm=ns=0.5。 当一个板体积（lΔ V）的载气以脉动形式进 入0号板时，就将气相中含有nm部分组分的 载气顶到1号板上，此时0号板液相（或固相） 中ns部分组分及1号板气相中的nm部分组分， 将各自在两相间重新分配。故0号板上所含 组分总量为0．5，其中气液（或气固）两相
色谱
cS K cm
cs —固定相中组分的浓度 cm —流动相中组分的浓度 K — 分配系数仅与组分、固定相和流动相的 性质有关。在一定条件（固定相、流动相、 温度）下，是组分的特征常数。
2. 保留因子（质量分配系数或分配比）
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，
组分在流动相与固定相中的质量之比。
ms k mm
(四) 色谱峰区域宽度 １.标准偏差（σ） σ是正态分布曲线上两拐点间距离之半。 柱效参数
2. 半峰宽(W1/2 或Ｙ1/2)
峰高一半处的峰宽。
W1/2 = 2.355σ
柱效参数
3.峰宽 (基线宽度) Ｗ（Ｙ） 通过色谱峰两侧拐点作切线在基线上 的截距称为峰宽。
W = 4σ
W = 1.699W1/2
柱效参数
（五）分离度 (R)
R t R2 t R1 (W1 W2 ) / 2 2(t R2 t R1 ) W1 W2
tR1, tR2 -------成分１，２的保留时间 W1, W2 ---------成分１，２的峰宽 R=1，两峰略有重叠 R=1.5，两峰完全分离（基线分离） 定量时，要求R≥1.5
16.2 色谱法的基本原理 一.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。
色谱过程
二、色谱流出曲线和有关概念
二.色谱法的分类
1．按固定相与流动相的分子聚集状态分类
气-固色谱法 （GSC）
气相色谱法
气-液色谱法（GLC）
液-固色谱法（LSC）
cs —固定相中组分的浓度 cm —流动相中组分的浓度 K — 分配系数仅与组分、固定相和流动相的 性质有关。在一定条件（固定相、流动相、 温度）下，是组分的特征常数。
2. 保留因子（质量分配系数或分配比）
在一定温度和压力下，达到分配平衡时，
组分在流动相与固定相中的质量之比。
ms k mm
(四) 色谱峰区域宽度 １.标准偏差（σ） σ是正态分布曲线上两拐点间距离之半。 柱效参数
2. 半峰宽(W1/2 或Ｙ1/2)
峰高一半处的峰宽。
W1/2 = 2.355σ
柱效参数
3.峰宽 (基线宽度) Ｗ（Ｙ） 通过色谱峰两侧拐点作切线在基线上 的截距称为峰宽。
W = 4σ
W = 1.699W1/2
柱效参数
（五）分离度 (R)
R t R2 t R1 (W1 W2 ) / 2 2(t R2 t R1 ) W1 W2
tR1, tR2 -------成分１，２的保留时间 W1, W2 ---------成分１，２的峰宽 R=1，两峰略有重叠 R=1.5，两峰完全分离（基线分离） 定量时，要求R≥1.5
16.2 色谱法的基本原理 一.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。
色谱过程
二、色谱流出曲线和有关概念
二.色谱法的分类
1．按固定相与流动相的分子聚集状态分类
气-固色谱法 （GSC）
气相色谱法
气-液色谱法（GLC）
液-固色谱法（LSC）
色谱分离原理PPT教案
误差是相对真值而言的。而真值是客观存 在的数值，我们是不知道的。所以在一般 的情况下，以测定多次的平均值来表示。
第7页/共36页
2. 偏差
前面的讨论己知：真值我们是不知 道的，实际的测定中用平均值来表 示，下面引出偏差的概念。
第8页/共36页
偏差的意义
偏差（d）与误差在概念上是不同: 误差：测定值与真值之差 偏差：测定值（Xi）与平均值（ X）
因此，在定量分析测试的工作中，首先 必须掌握规范的操作技术，一丝不苟。 同时要注意观察实验过程的变化情况。
第25页/共36页
四、有效数字及其运算规则
第26页/共36页
1、有效数字的意义
什么是有效数字 ? 在实际分析测定工作中能测量
到的、有实际数值意义的数字， 称之为有效数字。
第27页/共36页
盐若等对的仪侵蚀器而进引行入校杂正质、；试剂提纯、纠正不 3规. 范试的剂操误差作：等所，用上试面剂的或原蒸因馏所水产中生含的有系微统量误杂
质等。
4差. 是主可观以误差消：除测的试。人员对操作条件如：对终点
颜色的辨别、体积的用量等， 在多次的测 定中人为的受前面测定的影响，而产生的误 差。
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重点与难点
1、误差的有关概念及表示。 2、有效数字的表示与运算规则。
3、定量分析中的数据处理及评价。 4、提高分析结果准确度的方法。 5、工作曲线与回归分析。 6、关于误差及数据处理的计算 。
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2.1 定量分析中的误差
第4页/共36页
一、误差的概念
1. 误差
（有关符号:Xi－测定值，XT－真值， －平均值）
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计算结果有效数据位数的取舍
1. 加减的计算结果，以小数点后位数最少 的那个数据为准来修约；
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2. 偏差
前面的讨论己知：真值我们是不知 道的，实际的测定中用平均值来表 示，下面引出偏差的概念。
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偏差的意义
偏差（d）与误差在概念上是不同: 误差：测定值与真值之差 偏差：测定值（Xi）与平均值（ X）
因此，在定量分析测试的工作中，首先 必须掌握规范的操作技术，一丝不苟。 同时要注意观察实验过程的变化情况。
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四、有效数字及其运算规则
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1、有效数字的意义
什么是有效数字 ? 在实际分析测定工作中能测量
到的、有实际数值意义的数字， 称之为有效数字。
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盐若等对的仪侵蚀器而进引行入校杂正质、；试剂提纯、纠正不 3规. 范试的剂操误差作：等所，用上试面剂的或原蒸因馏所水产中生含的有系微统量误杂
质等。
4差. 是主可观以误差消：除测的试。人员对操作条件如：对终点
颜色的辨别、体积的用量等， 在多次的测 定中人为的受前面测定的影响，而产生的误 差。
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重点与难点
1、误差的有关概念及表示。 2、有效数字的表示与运算规则。
3、定量分析中的数据处理及评价。 4、提高分析结果准确度的方法。 5、工作曲线与回归分析。 6、关于误差及数据处理的计算 。
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2.1 定量分析中的误差
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一、误差的概念
1. 误差
（有关符号:Xi－测定值，XT－真值， －平均值）
第33页/共36页
计算结果有效数据位数的取舍
1. 加减的计算结果，以小数点后位数最少 的那个数据为准来修约；
色谱法的基本原理.
Vm β Vs
β：相比
ms ns c s Vs Vs K k K mm nm cm Vm Vm β
分配比的意义：
①k随K和β的变化而变化；
②k值越大→ms越多→柱的容量大
k又称作容量因子。
③ k是表征色谱柱对被测组分保留能力的主要参 数。
2.2.2 色谱法分离原理
流动相 进样
6. 保留体积VR
定义：从进样开始到柱后出现待测组分响应信号 极大值时所通过的载气体积。
计算： VR = tR F c
注意：各种保留时间受流动相流速的影响，各种 保留体积与流动相流速无关。
7. 调整保留体积
定义： 保留体积扣除死体积后的体积
计算公式： VR t R FC VR VM
' '
3、按分离过程的物理化学原理分类
① 吸附色谱 (L－S，G－S) ② 分配色谱 (L－L，G－L)
③ 离子交换色谱 (L－S)
④ 空间排阻色谱 (L－S)
吸附色谱 (L－S，G－S)
水
硅胶
Good transport between sample and sorbent Conditioned sorbent
积)为横坐标作图所得的曲线。
R——f (t, V) 二、色谱流出曲线构成： 由基线和色谱峰组成。 基线：指仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随 流出时间的变化。 色谱峰：在基线上突起的部分，它是由引入流动相中被测物 引起的。
色谱图或色谱流出曲 线
2.3.1 色谱峰
描述色谱峰三种参数 峰高(或峰面积)—— 峰的大小
Tc Po Pw Fc j Fr Tr Po
压力校正项
P i 3 Po 2 P i P o
β：相比
ms ns c s Vs Vs K k K mm nm cm Vm Vm β
分配比的意义：
①k随K和β的变化而变化；
②k值越大→ms越多→柱的容量大
k又称作容量因子。
③ k是表征色谱柱对被测组分保留能力的主要参 数。
2.2.2 色谱法分离原理
流动相 进样
6. 保留体积VR
定义：从进样开始到柱后出现待测组分响应信号 极大值时所通过的载气体积。
计算： VR = tR F c
注意：各种保留时间受流动相流速的影响，各种 保留体积与流动相流速无关。
7. 调整保留体积
定义： 保留体积扣除死体积后的体积
计算公式： VR t R FC VR VM
' '
3、按分离过程的物理化学原理分类
① 吸附色谱 (L－S，G－S) ② 分配色谱 (L－L，G－L)
③ 离子交换色谱 (L－S)
④ 空间排阻色谱 (L－S)
吸附色谱 (L－S，G－S)
水
硅胶
Good transport between sample and sorbent Conditioned sorbent
积)为横坐标作图所得的曲线。
R——f (t, V) 二、色谱流出曲线构成： 由基线和色谱峰组成。 基线：指仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随 流出时间的变化。 色谱峰：在基线上突起的部分，它是由引入流动相中被测物 引起的。
色谱图或色谱流出曲 线
2.3.1 色谱峰
描述色谱峰三种参数 峰高(或峰面积)—— 峰的大小
Tc Po Pw Fc j Fr Tr Po
压力校正项
P i 3 Po 2 P i P o
第十六章色谱分析法概论PPT课件
tRA
t0( 1
K
A
Vs Vm
)
tRB t0 ( 1
tR tRA
KtRBBVVms t)0(KAKB)V Vm s
tRt0(kAkB)
20
例：在1m长的填充色谱柱上，某镇静药物A及其异构体B 的保留时间分别为5.80min和6.60min；峰底宽度分别为 0.78min及0.82min，空气通过色谱柱需1.10min。
10
保留值
相对保留值
2,1
tR2 tR1
VR 2 VR 1
（ 难 分 离物 2， 1）质 用
（只与柱温及固定相的性质有关）
保留指数
Ix100znllgtgtR R ((z xn ))llgtgtR R ((zz))
Ix为待测组分的保留指数 z与z n为 正 构 烷 烃 对 的 碳数原 子
11
第十七章 色谱分析法概论
Chromatography
第一节 第二节 第三节
色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制 色谱法基本理论
1
色谱法是一种分离分析方法 各物质在两相中具有不同的分配系数，当
两相作相对运动时，在两相中进行多次反 复的分配达到分离。
2
薄 层 色 谱
柱色谱
纸色谱
第一节 色谱过程和基本原理
计算：载气的平均线速度；组分B的分配比；A及B的分 离度。
解： (1) l 100 90.90cmmin1
t0 1.10
( 2 )k tR (6.601.10) 5.00
t0
1.10
( 3)R 2( tR2 tR1 ) 2(6.605.80) 1.00
W1 W2
0.780.82
分析化学PPT课件：第十六章-色谱分析法概论-第二节-色谱理论基础-2
（3）峰底宽(Wb)：
Wb=4
区域宽度常用半峰宽和 峰宽描述
2020/8/25
总分离效能指标
分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相
邻两色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均 值之比。
R＝ tR2 tR1 ＝ 2(tR2 tR1 ) (W1 W2 ) / 2 W1 W2
2020/8/25
2020/8/25
1. 塔板理论 (P351)
➢ 塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，设想其中 有许多塔板。认为在每个塔板的间隔内，试样组分 在两相间达到分配平衡，经过多次的分配平衡后， 分配系数小的组分先流出色谱柱。
➢ 塔板理论中还引入塔板数和塔板高度作为痕量
柱效的指标。
各组分的保留时间（t）不同， 能达到分配平衡
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2. 速率理论 (P353)
➢ 速率理论充分考虑组分在两相间的扩散和传质
过程，以动力学理论研究了使色谱峰展宽从而影响
塔板高度的因素。
➢ 色谱峰的峰展宽是由于组分分子在色谱柱内无规
则运动的结果，这种随机过程导致组分分子在色谱
柱内呈正态分布。
➢ 速率理论充分考虑了组分在两相间的扩散和传
峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间 包围的面积。
2020/8/25
定性参数1
1.保留值 （1）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
图16-2 （P340）
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为：
《色谱法原理》PPT课件
二．超临界流体色谱仪
1985年出现第一台商品型的超临界流 体色谱仪。图20-s6表示了超临界流体色谱 仪的一般流程。
图中很多局部类似于高效液相色谱仪，但 有两点重要差异：
〔l〕具有一根恒温的色谱柱。这点类似 气相色谱中的色谱柱，目的是为了提供对流 动相的准确温度控制。
〔2〕带有一个限流器〔或称反压装置〕。 目的用以对柱维持一个适宜的压力，并且通 过它使流体转换为气体后，进入检测器进展
2、r ↓→n↑，r↓→容量小
3、df↑→k’↑→tR↑
三、 构造流程 structure and process
具有分流和尾吹装置
毛细管
毛细管液ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色谱仪
四、分流比调节
adjustment of rate partition radio
毛细管柱内径很细，因而带来三个问题：
〔1〕允许通过的载气流量很小。
feature of capillary chromatography 1. 提高色谱别离能力的途径
(1)塔板理论：增加柱长，减小柱径，即增加柱子
塔板数；
(2)速率理论：减小组分在柱中的涡流扩散和传质
阻力，可降低塔板高度。
2. 毛细管色谱柱的构造特点
〔1〕 不装填料阻力小，长度可达百米的毛细管柱， 管径0.2mm。 〔2〕气流单途径通过柱子，消除了组分在柱中的涡 流扩散。 〔3〕固定液直接涂在管壁上，总柱内壁面积较大,涂 层很薄，那么气相和液相传质阻力大大降低。 〔4〕毛细管色谱柱柱效高达每米3000～4000块理 论塔板，一支长度100米的毛细管柱，总的理论塔板 数可达104～106。
化学键合或交联柱：将固定液通过化学反响键合在管壁上或交 联在一起。使柱效和柱寿命进一步提高。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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分类
按流动相分
气相色谱（GC） 液相色谱（LC） 超临界流体色谱（SFC）
按机理分
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱
按固定相在支持 体中的形状分
柱色谱 平板色谱
纸色谱 薄层色谱
按分离效率分
经典液相色谱 高效液相色谱
第二节 色谱流出曲线及有关术语
（一）色谱流出曲线和色谱峰 由检测器输出的信号强度对时间作图，所
在定性分析中，通常固定一个色谱峰作 为标准（s），然后再求其它峰（i）对这个 峰的相对保留值，此时可用符号表示，即
= tR (i) / tR (s)
式中tR (i)为后出峰的调整保留时间， 所以总是大于1的。相对保留值往往可作为 衡量固定相选择性的指标，又称选择因子。
(五) 区域宽度
色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的 重要参数之一，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。
分的最少个数； (ii) 根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析； (iii) 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量
分析； (iv) 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； (v) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流
动相）选择是否合适的依据。
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分 要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，两峰间 的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色 谱过程的热力学性质有关。
V0 = tMFco
式中 Fco为扣除饱和水蒸气压并 经温度校正的流速。仅适用于气相 色谱，不适用于液相色谱。
5. 保留体积VR 指从进样开始到被测组分在柱后出现
浓度极大点时所通过的流动相的体积。保 留时间与保留体积关系：
VR= tR Fco
6.调整保留体积VR 某组分的保留体积扣除死体积后，称为
保留时间是色谱法定性的基本依据， 但同一组分的保留时间常受到流动相 流速的影响，因此色谱工作者有时用 保留体积来表示保留值。
4.死体积V0 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。 当后两项很小可忽略不计时，死体积可 由死时间与色谱柱出口的载气流速Fco （cm3·min-1）计算。
这种分离过程经常用样品分子在两相间的分 配来描述，而描述这种分配的参数称为分配系数 K。
它（K）是指在一定温度和压力下，组分 在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之 比值，即
K=溶质在固定相中的浓度/ 溶质在流动相中的浓度
= Cs / Cm
分配系数是由组分和固定相的热力 学性质决定的，它是每一个溶质的特征 值，它仅与两个变量有关：固定相和温 度。与两相体积、柱管的特性以及所使 用的仪器无关。
但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以 致彼此重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组 分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程 的动力学性质有关。因此，要从热力学和动力学两方 面来研究色谱行为。
（一）分配系数K和分配比k
1.分配系数K 分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和
流动相之间反复多次的分配过程，而吸附色谱的 分离是基于反复多次的吸附-脱附过程。
2.分配比 k
分配比又称容量因子，它是指在一定温 度和压力下，组分在两相间分配达平衡时， 分配在固定相和流动相中的物质的量比。 即
k = 组分在固定相中的物质的量 / 组分在流动相中的物质的量
该组分的调整保留体积。
VR = VR V0 = tR Fco
7.相对保留值r2,1 某组分2的调整保留值与组分1的调整保
留值之比，称为相对保留值。
r2,1= tR2 / tR1´= VR2 / VR1
由于相对保留值只与柱温及固定相性质有 关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流 速无关，因此，它在色谱法中，特别是在气 相色谱法中，广泛用作定性的依据。
1.标准偏差---即0.607倍峰高处色谱峰 宽的一半。
2.半峰宽Y1/2---即峰高一半处对应的峰宽。 它与标准偏差的关系为
Y1/2=2.354 3.峰底宽度Y---即色谱峰两侧拐点上的切
线在基线上截距间的距离。它与标准偏 差的关系是
Y=4
从色谱流出曲线中，可得许多重要信息： (i) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含 组
ū = L/tM
2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经
过的时间，称为保留时间，如下图。
信 进样 号
tR
3.调整保留时间tR´ 某组分的保留时间扣除死时间后，称为
该组分的调整保留时间，
即
tR´= tR tM
由于组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组 分随流动相通过柱子所需的时间和组分在固 定相中滞留所须的时间，所以tR实际上是组 分在固定相中保留的总时间。
得曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就 是色谱峰。
如果进样量很小，浓度很低，在气固/液 固吸附色谱或气液/液液分配色谱的线性范围 内，则色谱峰是对称的。
（二）基线
在实验操作条件下，色谱柱后没有样品 组分流出时的流出曲线称为基线，稳定的 基线应该是一条水平直线。
（三）峰高
色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以 （h）表示。
色谱流出曲线和色谱峰 基线（a） 峰高（h）
（四）保留值 1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱 柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间 称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积， 如下图。
信 进样 号
tM
因为这种物质不被固定相吸附或溶解， 故其流动速度将与流动相流动速度相近。 测定流动相平均线速ຫໍສະໝຸດ 时，可用柱长L与tM 的比值计算，即
第十六章色谱法分离原理介绍
s t
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 。
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。