TH仪器分析-9色谱分析1-113805520.ppt

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1、仪器分析第9讲色谱分析法－1朱永法清华大学化学系2021/8/32概述Introduction色谱法（色层法，层析法）是一种重要的分离和分析方法，它是利用不同物质在两相中具有不同的分配系数(或吸附系数、渗透性)，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反复分配而实现分离的一种方法。气相色谱法（gaschromatography,GC）是采用气体作为流动相的一种色谱分析方法。固定相：不动的一相；流动相：携带混合物流过固定相的流体；2021/8/33历史Tswett研究植物色素分离，提出色谱法概念ts2021/8/34历史1941Martin和Synge提出

2、液-液色谱理论1952James和Martin发展了气相色谱法1967Kirkland等研制高效液相色谱法；1980年以后，出现毛细管电泳和毛细管电动色谱等一系列新的色谱分析方法。2021/8/35分类按流动相分气相色谱（GC，流动相为气体）液相色谱（LC，流动相为液体）超临界流体色谱（SFC，流动相为超临界液体）按机理分吸附色谱：物理吸附性能差异进行分离分配色谱：利用在两相中的分配系数差异进行分离；离子交换色谱：利用离子交换能力原理；排阻色谱：利用多孔物质对不同大小分子的排阻差异；2021/8/36分类按固定相在支持体中的形状分柱色谱：固定相在色谱柱中平板

3、色谱纸色谱：固定相为滤纸薄层色谱：吸附剂薄层作为固定相按分离效率分经典液相色谱高效液相色谱最新进展微柱色谱毛细管电动色谱2021/8/37色谱法的特点分离效能高，具有很高的理论塔板数；灵敏度高；分析速度快；不需要进行分离；可以进行组分分离；2021/8/38气相色谱法气相色谱：利用气体作为流动相的色谱分析方法；是分析气体和液体的最常用方法；特点：分析灵敏度高，检测限低，不需要分离直接测量，适用范围广，可定性和定量分析；2021/8/39基本概念与术语色谱流出曲线（chromatogram）指样品注入色谱柱后，信号随时间变化的曲线。WW1/21/2h0.607

4、h2空气峰2021/8/310常用术语（1）基线无组分通过色谱柱时，检测器的噪音随时间变化的曲线。（2）峰宽峰底宽W峰半宽W1/2标准偏差2021/8/311色谱参数示意图1/2h0.607hW1/22WtRt02021/8/312保留值保留时间tR:进样到出现色谱峰的时间保留体积VR:进样到出现色谱峰时消耗的流动相体积死时间t0:流动相流过色谱柱的时间死体积V0:色谱柱的空隙体积校正保留时间校正保留体积F——流动相流动线速度2021/8/313相对保留值相对保留值：两种物质的相对保留时间的比值。仅与柱温和固定相有关，与柱径，柱长，流动相速度无关202

5、1/8/314分配系数和分配比（容量因子）分配过程：组分在固定相和流动相之间发生的吸附，脱附，溶解，挥发的过程；分配系数：一定温度与压力下两相达平衡后，组分在固定相和流动相中浓度的比值分配比（容量因子）：一定温度与压力下两相达平衡后，组分在固定相和流动相中的质量的比值固定相质量流动相质量分配系数和容量因子的关系2021/8/315容量因子k与保留值的关系2021/8/316证明：当组分一半流出色谱柱时因此色谱基本保留方程推导部分了解即可2021/8/317分离效能指标1、选择性（相对保留值）相对保留值由两组分的热力学性质决定，与色谱柱的长短粗细无关。202

6、1/8/318分离效能指标2、峰宽度2021/8/319分离效能指标3.分离度分离度考虑了保留时间和峰宽度，是一个综合指标：定义为相邻两组分保留时间之差与两组分基线宽度总和之半的比值；R<1.0两峰明显重叠R=1.0两峰达97.7%分离R1.5两峰完全分开R=1.5基线分离2021/8/320色谱理论一、塔板理论目的——从理论上得到描述色谱流出曲线的方程，并通过这一方程各参数来研究影响分离的因素。假设（分离塔板）（1）色谱柱存在多级塔板（2）组分通过时在每级塔板两相间达到一次平衡（3)经过多次分配平衡后，各组分由于分配系数不同而得以分离。2021/8/32

7、1r——塔板数N——转移次数设：有A、B两组分，kA=2kB=1/2当N=0r=0r0r1r2。。。。。。。。rnA组分在两相分配达平衡后：流动相分量=固定相分量=2021/8/322塔板理论理论塔板数的经验表达式：由此可知，组分保留时间越长，峰形越窄，理论塔板数越大，因此n和H（塔板高度）可以做为描述柱效能的指标，高柱效有大的n值和小的H值L为色谱柱长度2021/8/323塔板理论为了消除死时间的影响，使用有效理论塔板数n有效和有效塔板高度H有效做为柱效能指标2021/8/324速率理论塔板理论的不足塔板理论虽然指出了理论板数n或理论板高度H对色谱柱效率的

8、影响，但是没有指出影响塔板高度的因素，因此无法在理论