2019年 第二章色谱法基本原理ppt课件.ppt

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1、第二章色谱基本原理2.1概论2.2色谱分配平衡2.3塔板理论2.4速率理论2.5影响谱带扩宽的其他因素2.6分离度及其影响因素2.7分析时间的最佳化2.1概论2.1.1色谱基本流程流动相进样器流速控制与测量色谱柱→→↓检测器数据记录与处理系统→→2.1.2色谱流出曲线及常用的术语和参数色谱流出曲线（色谱图）指色谱柱流出物通过检测器系统时所产生的响应信号对时间的曲线图称色谱流出曲线。2.1.2色谱流出曲线及常用的术语和参数（1）基线：实验条件下，只有纯流动相通过检测器时的记录信号基线稳定基线漂移基

2、线（低频）噪声基线（高频）噪声（2）色谱带：组分在柱内的浓度分布构型（3）色谱峰：组分通过检测器产生的响应信号记录的微分曲线。（4）峰高：色谱峰顶到基线的垂直距离（4）保留值：组分在色谱床中的滞留情况用时间表示保留时间tR死时间tM调整保留时间用体积表示死体积保留体积调整保留体积校正到柱温的流动相体积流速（mL/min）—室温下，皂膜流量计测得的流速—大气压（柱出口的压力）—室温时水的饱和水蒸气压—柱温—室温校正保留体积：柱内平均压力下的平均流速乘以保留时间所得到的体积。j－压力校正因子式中：为

3、大气压,为柱前压力柱内平均压力下的平均流速,净保留体积:比保留体积:指时每克固定液的净保留体积式中:为柱温，为固定液重量相对保留值r2,1：两个不同组分的调整保留值之比。（6）区域宽度:色谱峰的宽度标准偏差：0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半半峰宽：峰底宽度:2.2色谱的平衡2.2.1分配系数与柱温的关系组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度在一定温度下，分配体系达到平衡时，组分在两相的浓度之比称为分配系数K。K由组分和两相的热力学性质决定，随柱温而变化。当色谱体系和分离对象确定以后，K只与柱

4、温有关，其关系式为：相对于标准状态的自由能气体常数色谱柱柱温（k）一般情况组分在固定相的为负值，则与成反比。2.2.2分配比（分配容量、容量因子、容量比）指在一定的柱温下，组分在两相达到分配平衡时，分配在固定相和流动相的总量之比。式中，称为色谱体系相比()注意：1是指真正参与组分在两相分配的那一部分有效体积分配色谱—固定液的体积吸附色谱—吸附剂表面积离子交换色谱—离子交换剂的交换容量排阻色谱—多孔固定相孔容2为柱内流动相的体积（柱死体积）流动流动相停滞流动相实际测定时包括了进样器，连接管，检测器

5、的死体积。2.2.3分离因子（选择比、溶剂效率）对一定色谱柱，两相的体积比一定，则不同浓度溶液中溶质迁移所引起的自由能变化，对组分1和组分2有：两组分自由能变化的差值应为当时，，组分不能分离。主要由两相的性质决定。同时也会受柱温的影响。与柱长、柱径、流动相速度、柱填充情况无关。2.2.4分配等温线分配系数随组分浓度变化的规律称为分配等温线。典型的分配等温线有三种，线性、凸型、凹型。abck与C无关C增大，K减小C增大，K增大2.2.5基本保留方程式组分在柱内的移动速度取决于组分在两相中的分配。组

6、分在固定相时，迁移速度组分在流动相时，迁移速度所以，有保留组分谱带的迁移速度设色谱柱长对于溶质分子:对于流动相分子:(可从色谱图直接测定）若用保留体积代替，则因为：基本保留方程式所以②因为保留值与β有关,装置改变时保留值不同色谱基本保留方程式的物理意义①组分的保留值取决于组分的K和色谱体系的β,色谱装置(VM与Vs)一定时,相比β一定,组分保留值取决于K(组分的本性),故可作为定性的依据色谱流出曲线的意义：色谱峰数=样品中组份的最少个数；色谱保留值——色谱峰高或面积——色谱保留值或区域宽度——色

7、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。定性依据；定量依据；例1：在某色谱分析中得到下列数据：保留时间（tR）为5.0min，死时间（tm）为1.0min，液相体积（VS）为2.0mL，柱出口载气体积流速（FO）为50mL/min，试计算：（1）保留因子k（2）死体积Vm（3）分配系数K（4）保留体积VR解：（1）k=tRˊ/tm=（5.0-1.0）/1.0=4.0（2）Vm=FOtm=50×1.0=50mL（3）K=kVm/VS=4.0×50/2.0=100（4）

8、VR=FOtR=50×5.0=250mL2.3塔板理论（platetheory）1941年，马丁等人提出了塔板理论,把色谱分离过程比作分馏过程，把色谱柱比作一个分馏塔，并作了四个理想的假设：2流动相从柱入口每次以一个的体积不连续进入3组分的在所有的塔板上均为常数4忽略塔板间的纵向分子扩散1在柱内一小段长度H内，组分在两相瞬间达到分配平衡，这一小段柱称为一个“理论塔板”，它的长度称为理论塔板高度流动相HnHH＝LnK根据以上假定的条件，讨论组分在两相间的移动分配过程，假设：(2)加入柱内的流动相脉