第三章1气相色谱分析法
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K只与固定相和被分离物质的性质有关 K值的差别是分离的先决条件，差别 越大，分离的可能性越大 K值大的组分后出峰
23
第二节 色谱法基本原理
塔板理论 --- 柱效能指标
James & Martin
24
25
Presentation Speech
This year's Nobel Prize in Chemistry is awarded for the discovery of a method for the separation of substances
载气系统
进样系统
色谱柱
气源、净化 干燥管和载 气流速控制
进样器 气化室
温度控制 系统
记录系统
检测器
柱室、 气化室
放大器 记录仪 数据处理仪
9
10
Question
为什么能得到分离？ 所有组分都能分离吗？ 用其他淋洗剂可以吗？ 碳酸钠换成其他物质可以吗？ 气相色谱中用什么气体做载气? 色谱柱中有什么填料？
7
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
气相色谱仪
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表； 7-进样器；8-色谱柱; 9-热导检测器；10-放大器； 11-温度控制器；12-记录仪；
8
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类) 气相色谱仪
11
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
实质 色谱法是一种物理化学分离方法，利
用不同物质在两相（固定相和流动相）中 具有不同的分配系数（或吸收系数，渗透 性等），当两相做相对运动时，这种物质 在两相中反复多次分配，从而使各物质得
到完全的分离。
12
动画 – 步行上街
13
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
from complicated mixtures.
How can it happen, one may ask, that something apparently so commonplace as a separation method should be rewarded by a Nobel Prize? The answer is that from the very beginnings of chemistry until our own time, methods for separating substances have occupied a key position in this science. Even today, in Holland, chemistry is called "Scheikunde", or "the art of separation", and even today some of chemistry's most important advances are linked to the invention of new methods for separating
常 用 术
峰高( h) 峰底
语 峰底宽度 ( Wb )
半峰宽 ( W ½)
17
第二节 色谱法基本概念
一、气相色谱流出曲线
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
Chapter 3
色谱分析法
1
苯加氢生成环己烷的反应，由于苯和环己烷的沸 点只相差0.6 °C，一般的蒸馏方法很难分离
而用填充柱气相色谱法，半米长的丁二酸乙二醇聚 酯固定相填充柱上，二者可以实现很好的分离。
因为它们在这种固定相上的分配系数差异较大，能 够实现很好的分离。
2
第一节 色谱法概述 第二节 色谱法基本原理 第三节 气相色谱分离条件的选择 第四节 气相色谱仪 第五节 色谱定性、定量分析方法
分类
流动相
固 定
固
相体
液 体
液体
液固色谱 LSC Liquid-Solid Chromatography 液液色谱 LLC Liq-Liq Chromatography
气体
气固色谱 GSC Gas-Solid Chromatography 气液色谱 GLC Gas-Liquid Chromatography
21
第二节 色谱法基本原理
色谱法基本理论 不能分离 不能完全分离
峰之间的距离---分配系数（热力学） 能完全分离
峰的宽窄---柱效率（动力学）
22
第二节 色谱法基本原理
色谱法基本理论
分配系数 一定温度下，组分在固定相和流动相之间 分配达平衡时的浓度比
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
14
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
一般分类分类 分离方法
液相色谱LC LBaidu NhomakorabeaL分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
---- 固定相对这两种组分的选择性
19
第二节 色谱法基本概念
色谱曲线所提供的信息 色谱峰的个数 ---- 样品中所含组分的最小个数 保留值 ---- 定性 面积（峰高）---- 定量 峰间距 ---- 评价固定相（流动相）选择是否合适
20
第二节 色谱法基本原理
气相色谱分离过程 气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程 气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程
3
第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
历史 俄国植物学家茨维特在1906 年使用的色谱原型装置 分离对象 --- 植物色素 色谱柱 --- 玻璃管 固定相 --- 碳酸钙 流动相 --- 石油醚
4
动画 ——茨维特实验
5
6
类胡萝卜素和 维生素
b. 1900 (in Vienna, Austria) d. 1967
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0 死体积（VM）： VM = tM ×F0
F0为色谱柱出口处的载气流量，
单位：m L / min。
调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM
18
第二节 色谱法基本概念
2. 相对保留值( r21) 组分2与组分1调整保留值之比
r21 = tR2 / tR1= VR2 / V R1
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
所用平衡
不同溶液之间分 配平衡 在液体与固定相 表面的分布 吸附
离子交换
分布/筛分
气配/气-液
气配/气-液
吸附
超临界流体与键 合表面的分配
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第二节 色谱法基本概念
一、气相色谱流出曲线
色谱峰
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第二节 色谱法基本原理
塔板理论 --- 柱效能指标
James & Martin
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25
Presentation Speech
This year's Nobel Prize in Chemistry is awarded for the discovery of a method for the separation of substances
载气系统
进样系统
色谱柱
气源、净化 干燥管和载 气流速控制
进样器 气化室
温度控制 系统
记录系统
检测器
柱室、 气化室
放大器 记录仪 数据处理仪
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10
Question
为什么能得到分离？ 所有组分都能分离吗？ 用其他淋洗剂可以吗？ 碳酸钠换成其他物质可以吗？ 气相色谱中用什么气体做载气? 色谱柱中有什么填料？
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
气相色谱仪
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计;6-压力表；4-针形阀；5-流量计;6-压力表； 7-进样器；8-色谱柱; 9-热导检测器；10-放大器； 11-温度控制器；12-记录仪；
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类) 气相色谱仪
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
实质 色谱法是一种物理化学分离方法，利
用不同物质在两相（固定相和流动相）中 具有不同的分配系数（或吸收系数，渗透 性等），当两相做相对运动时，这种物质 在两相中反复多次分配，从而使各物质得
到完全的分离。
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动画 – 步行上街
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
from complicated mixtures.
How can it happen, one may ask, that something apparently so commonplace as a separation method should be rewarded by a Nobel Prize? The answer is that from the very beginnings of chemistry until our own time, methods for separating substances have occupied a key position in this science. Even today, in Holland, chemistry is called "Scheikunde", or "the art of separation", and even today some of chemistry's most important advances are linked to the invention of new methods for separating
常 用 术
峰高( h) 峰底
语 峰底宽度 ( Wb )
半峰宽 ( W ½)
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第二节 色谱法基本概念
一、气相色谱流出曲线
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
Chapter 3
色谱分析法
1
苯加氢生成环己烷的反应，由于苯和环己烷的沸 点只相差0.6 °C，一般的蒸馏方法很难分离
而用填充柱气相色谱法，半米长的丁二酸乙二醇聚 酯固定相填充柱上，二者可以实现很好的分离。
因为它们在这种固定相上的分配系数差异较大，能 够实现很好的分离。
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第一节 色谱法概述 第二节 色谱法基本原理 第三节 气相色谱分离条件的选择 第四节 气相色谱仪 第五节 色谱定性、定量分析方法
分类
流动相
固 定
固
相体
液 体
液体
液固色谱 LSC Liquid-Solid Chromatography 液液色谱 LLC Liq-Liq Chromatography
气体
气固色谱 GSC Gas-Solid Chromatography 气液色谱 GLC Gas-Liquid Chromatography
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第二节 色谱法基本原理
色谱法基本理论 不能分离 不能完全分离
峰之间的距离---分配系数（热力学） 能完全分离
峰的宽窄---柱效率（动力学）
22
第二节 色谱法基本原理
色谱法基本理论
分配系数 一定温度下，组分在固定相和流动相之间 分配达平衡时的浓度比
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
一般分类分类 分离方法
液相色谱LC LBaidu NhomakorabeaL分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
---- 固定相对这两种组分的选择性
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第二节 色谱法基本概念
色谱曲线所提供的信息 色谱峰的个数 ---- 样品中所含组分的最小个数 保留值 ---- 定性 面积（峰高）---- 定量 峰间距 ---- 评价固定相（流动相）选择是否合适
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第二节 色谱法基本原理
气相色谱分离过程 气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程 气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程
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第一节 色谱法概述 (历史 实质 分类)
历史 俄国植物学家茨维特在1906 年使用的色谱原型装置 分离对象 --- 植物色素 色谱柱 --- 玻璃管 固定相 --- 碳酸钙 流动相 --- 石油醚
4
动画 ——茨维特实验
5
6
类胡萝卜素和 维生素
b. 1900 (in Vienna, Austria) d. 1967
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）：VR = tR×F0 死体积（VM）： VM = tM ×F0
F0为色谱柱出口处的载气流量，
单位：m L / min。
调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM
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第二节 色谱法基本概念
2. 相对保留值( r21) 组分2与组分1调整保留值之比
r21 = tR2 / tR1= VR2 / V R1
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
所用平衡
不同溶液之间分 配平衡 在液体与固定相 表面的分布 吸附
离子交换
分布/筛分
气配/气-液
气配/气-液
吸附
超临界流体与键 合表面的分配
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第二节 色谱法基本概念
一、气相色谱流出曲线
色谱峰