儀器分析第六章 色譜分析法

1、第六章第六章 色譜分析法導論色譜分析法導論 色譜法或色譜分析法，是一種分離分析色譜法或色譜分析法，是一種分離分析 技術，它利用混合物中各物質(zhì)在兩相間技術，它利用混合物中各物質(zhì)在兩相間 分配系數(shù)的差別，當溶質(zhì)在兩相間作相分配系數(shù)的差別，當溶質(zhì)在兩相間作相 對移動時，各物質(zhì)在兩相間進行多次分對移動時，各物質(zhì)在兩相間進行多次分 配，從而使各組分得到分離?？赏瓿蛇@配，從而使各組分得到分離?？赏瓿蛇@ 種分離的儀器稱為色譜儀。種分離的儀器稱為色譜儀。 本章教學內(nèi)容本章教學內(nèi)容 色譜分離儀的基本原理和基本概念色譜分離儀的基本原理和基本概念 色譜分離的理論基礎色譜分離的理論基礎 色譜定性和定量分析的方法色譜定

2、性和定量分析的方法 本章知識目標本章知識目標 熟悉色譜分析中的基本術語熟悉色譜分析中的基本術語; 了解色譜分析中的塔板理論和速率理論了解色譜分析中的塔板理論和速率理論; 熟悉影響色譜柱柱效、分離度的因素熟悉影響色譜柱柱效、分離度的因素; 熟悉色譜分析中的定性和定量方法。熟悉色譜分析中的定性和定量方法。 本章能力目標本章能力目標 熟練校正因子的計算方法熟練校正因子的計算方法; 掌握歸一化法、內(nèi)標法的定量計算方法掌握歸一化法、內(nèi)標法的定量計算方法; 掌握外標法，熟練繪制外標法工作曲線掌握外標法，熟練繪制外標法工作曲線 并進行定量計算并進行定量計算; 掌握填充柱的制備方法。掌握填充柱的制備方法。 第

3、一節(jié)第一節(jié) 色譜及分類色譜及分類 茨維特實驗茨維特實驗 固定相固定相CaCOCaCO3 3顆粒顆粒 流動相流動相石油醚石油醚 一、色譜法一、色譜法 色譜法是一種分離分析技術。它是利用各色譜法是一種分離分析技術。它是利用各 物質(zhì)在兩相中具有不同的分配系數(shù)，當兩物質(zhì)在兩相中具有不同的分配系數(shù)，當兩 相作相對運動時，這些物質(zhì)在兩相中進行相作相對運動時，這些物質(zhì)在兩相中進行 多次反復的分配來達到分離的目的多次反復的分配來達到分離的目的 。 色譜法以其具有高分離效能、高檢測性能、色譜法以其具有高分離效能、高檢測性能、 分析時間快速而成為現(xiàn)代儀器分析方法中分析時間快速而成為現(xiàn)代儀器分析方法中 應用最廣泛的

4、一種方法。應用最廣泛的一種方法。 固定相固定相在色譜柱中固定不動的相。可以在色譜柱中固定不動的相?？梢?是固體，還可以是液體。是固體，還可以是液體。 流動相流動相攜帶試樣混合物流過固定相的流攜帶試樣混合物流過固定相的流 體，是液體或氣體。體，是液體或氣體。 色譜柱色譜柱承載固定相的裝置。各種材質(zhì)和承載固定相的裝置。各種材質(zhì)和 尺寸。尺寸。 被分離組分被分離組分不再僅局限于有色物質(zhì)不再僅局限于有色物質(zhì) 基本術語：基本術語： 二、色譜法分類二、色譜法分類 1 1按兩相分子的聚集狀態(tài)按兩相分子的聚集狀態(tài) 流動相流動相固定相固定相 類型類型 液相色譜液相色譜 液體液體 固體固體 液液- -固色譜固色譜

5、 液體液體 液體液體 液液- -液色譜液色譜 氣體氣體 固體固體 氣氣- -固色譜固色譜 氣體氣體 液體液體 氣氣- -液色譜液色譜 氣相色譜氣相色譜 2 2按固定相的固定方式按固定相的固定方式 平面色譜平面色譜 紙色譜紙色譜 薄層色譜薄層色譜 高分子薄膜色譜高分子薄膜色譜 柱色譜柱色譜 填充柱色譜填充柱色譜 毛細管柱色譜毛細管柱色譜 3 3按分離機制分按分離機制分 分配色譜：利用分配系數(shù)的不同分配色譜：利用分配系數(shù)的不同 吸附色譜：利用物理吸附性能的差異吸附色譜：利用物理吸附性能的差異 離子交換色譜：利用離子交換原理離子交換色譜：利用離子交換原理 空間排阻色譜：利用排阻作用力的不同空間排阻色

6、譜：利用排阻作用力的不同 色譜法的特點色譜法的特點 分離效率高：復雜混合物，有機同系物、異構(gòu)體。分離效率高：復雜混合物，有機同系物、異構(gòu)體。 手性異構(gòu)體。手性異構(gòu)體。 靈敏度高：可以檢測出靈敏度高：可以檢測出g.gg.g-1 -1(10 (10-6 -6)-ng.g )-ng.g-1 -1(10 (10-9 -9) ) 級的物質(zhì)量。級的物質(zhì)量。 分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成分析速度快：一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成 一個試樣的分析。一個試樣的分析。 應用范圍廣：氣相色譜：沸點低于應用范圍廣：氣相色譜：沸點低于400400的各種有的各種有 機或無機試樣的分析。機或無機試樣的分析

7、。 液相色譜：高沸點、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離液相色譜：高沸點、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離 分析。分析。 不足之處：被分離組分的定性較為困難。不足之處：被分離組分的定性較為困難。 分離過程分離過程 當流動相中攜帶的混合物流經(jīng)固當流動相中攜帶的混合物流經(jīng)固 定相時，其與固定相發(fā)生相互作定相時，其與固定相發(fā)生相互作 用。由于混合物中各組分在性質(zhì)用。由于混合物中各組分在性質(zhì) 和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相之間 產(chǎn)生的作用力的大小、強弱不同產(chǎn)生的作用力的大小、強弱不同 ，隨著流動相的移動，混合物在，隨著流動相的移動，混合物在 兩相間經(jīng)過反復多次的分配平衡兩相間經(jīng)過反復多次的分配平衡

8、 ，使得各組分被固定相保留的時，使得各組分被固定相保留的時 間不同，從而按一定次序由固定間不同，從而按一定次序由固定 相中流出。相中流出。 第二節(jié)第二節(jié) 色譜流出曲線和術語色譜流出曲線和術語 一、一、 色譜流出線色譜流出線 從進樣到被測組分流出色譜柱進入檢測從進樣到被測組分流出色譜柱進入檢測 器連續(xù)測定，得到的器連續(xù)測定，得到的檢測信號隨時間變化檢測信號隨時間變化 的曲線稱為色譜流出曲線或色譜圖的曲線稱為色譜流出曲線或色譜圖。 二、色譜術語二、色譜術語 1 1基線：基線：操作條件穩(wěn)定操作條件穩(wěn)定 后，無樣品通過時檢測器后，無樣品通過時檢測器 所反映的信號一時間曲線。所反映的信號一時間曲線。 它

9、反映檢測器系統(tǒng)噪它反映檢測器系統(tǒng)噪 聲隨時間變化。穩(wěn)定的基聲隨時間變化。穩(wěn)定的基 線是一條直線。線是一條直線。 2 2色譜峰：從被測組分開始進入檢測器至色譜峰：從被測組分開始進入檢測器至 完全流出檢測器所形成的峰型部分稱色完全流出檢測器所形成的峰型部分稱色 譜峰?；€與色譜峰組成了一個完整的譜峰?；€與色譜峰組成了一個完整的 色譜圖。色譜圖。 色譜峰色譜峰 3 3保留值保留值 保留時間保留時間tM：不與固定相作用的物質(zhì)從進樣到出不與固定相作用的物質(zhì)從進樣到出 現(xiàn)峰極大值時的時間?，F(xiàn)峰極大值時的時間。 保留時間保留時間tR：試樣從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時試樣從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時 間。它包括

10、組份隨流動相通過柱子的時間間。它包括組份隨流動相通過柱子的時間 t tM M和組和組 份在固定相中滯留的時間。份在固定相中滯留的時間。 調(diào)整保留時間調(diào)整保留時間 ：某組份的保留時間扣除死時間某組份的保留時間扣除死時間 后的保留時間，它是組份在固定相中的滯留時間。后的保留時間，它是組份在固定相中的滯留時間。 RRM ttt R t 死體積死體積Vm：不被保留的組分通過色譜柱所消不被保留的組分通過色譜柱所消 耗的流動相的體積，又指色譜柱中未被固定相耗的流動相的體積，又指色譜柱中未被固定相 所占據(jù)的空隙體積（包括色譜儀中的所占據(jù)的空隙體積（包括色譜儀中的 管路、連管路、連 接頭的空間、檢測器的空間）

11、。接頭的空間、檢測器的空間）。 0MM VtF F0：流動相的體積流速：流動相的體積流速 保留體積保留體積VR：從進樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大從進樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大 點時所消耗的流動相的體積。點時所消耗的流動相的體積。 0RR VtF 0RRmR VVVtF 調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積 ：保留體積與死體積之差，即組分保留體積與死體積之差，即組分 停留在固定相時所消耗流動相的體積停留在固定相時所消耗流動相的體積 R V 相對保留值相對保留值 is ：一定實驗條件下組分一定實驗條件下組分i i與另一標與另一標 準組分準組分S S的調(diào)整保留時間之比。的調(diào)整保留時間之比。相對保留值只與柱相對保留值只

12、與柱 溫和固定相性質(zhì)有關，與其他色譜操作條件無關，溫和固定相性質(zhì)有關，與其他色譜操作條件無關， 色譜定性分析的重要參數(shù)色譜定性分析的重要參數(shù) 。 RiRi is RsRs tV tV 4. 色譜峰區(qū)域分析色譜峰區(qū)域分析 峰高峰高h：色譜峰頂?shù)交€的垂直距離。色譜峰頂?shù)交€的垂直距離。 半峰寬半峰寬W1/2 ：色譜峰高一半處的寬度。色譜峰高一半處的寬度。 峰底寬峰底寬W：從色譜峰兩側(cè)拐點上的切線與基線交點之從色譜峰兩側(cè)拐點上的切線與基線交點之 間的距離，也稱基線寬度。間的距離，也稱基線寬度。 標準偏差標準偏差 ：峰高峰高(h)的的0.607倍處色譜峰寬度的一半。倍處色譜峰寬度的一半。 與半峰寬及

13、峰底寬的關系為：與半峰寬及峰底寬的關系為： W1/2=2.354 W=4 區(qū)域?qū)挾龋簠^(qū)域?qū)挾龋?峰面積（峰面積（A）：）：由色譜峰與基線之間所圍成的面積由色譜峰與基線之間所圍成的面積 稱為峰面積。定量分析的基本依據(jù)。稱為峰面積。定量分析的基本依據(jù)。 對理想的對稱峰：對理想的對稱峰： A=1.065h W1/2 在相同的色譜操作條件下獲得的色譜峰在相同的色譜操作條件下獲得的色譜峰 的區(qū)域?qū)挾戎翟叫?，說明色譜柱的分離的區(qū)域?qū)挾戎翟叫。f明色譜柱的分離 效能越好，柱效越高。效能越好，柱效越高。 5. 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù) 分配系數(shù)分配系數(shù)K： 組分在固定相和流動相之間的組分在固定相和

14、流動相之間的 分配處于平衡狀態(tài)時，在兩相中的濃度之比。分配處于平衡狀態(tài)時，在兩相中的濃度之比。 s m c c K 溶質(zhì)在固定相中的濃度 溶質(zhì)在流動相中的濃度 K K 只與固定相和溫度有關，與兩相體積、柱管只與固定相和溫度有關，與兩相體積、柱管 特性和所用儀器無關。特性和所用儀器無關。 分配比分配比k： 在一定的溫度和壓力下，組分在在一定的溫度和壓力下，組分在 兩相間分配達平衡時，分配在固定相和流動相兩相間分配達平衡時，分配在固定相和流動相 中的質(zhì)量比。中的質(zhì)量比。 ssss mmmm mC VVK kK mC VV 組分在固定相中的質(zhì)量 組分在流動相中的質(zhì)量 =Vm/Vs，表示相比率，是柱型

15、特點參數(shù)，對，表示相比率，是柱型特點參數(shù)，對 于填充柱，于填充柱， 值一般為值一般為635，對于毛細管柱，對于毛細管柱， 值一般為值一般為60600。 選擇性因子選擇性因子 ： 指相鄰兩組分調(diào)整保留值之比。指相鄰兩組分調(diào)整保留值之比。 11 22 RR RR tV tV 值的大小反映了色譜柱對難分離組分對的分離值的大小反映了色譜柱對難分離組分對的分離 選擇性，選擇性， 值越大，相鄰兩組分色譜峰相距越遠，值越大，相鄰兩組分色譜峰相距越遠， 色譜柱的分離選擇性越高。當色譜柱的分離選擇性越高。當 等于或接近等于或接近1時，時， 說明相鄰兩組分不能分離。說明相鄰兩組分不能分離。 色譜流出曲線的意義色譜

16、流出曲線的意義 色譜峰數(shù)色譜峰數(shù)= =樣品中單組份的最少個數(shù)；樣品中單組份的最少個數(shù)； 色譜保留值色譜保留值定性依據(jù)；定性依據(jù)； 色譜峰高或面積色譜峰高或面積定量依據(jù)；定量依據(jù)； 色譜保留值或區(qū)域?qū)挾壬V保留值或區(qū)域?qū)挾壬V柱分離效能評價指標；色譜柱分離效能評價指標； 色譜峰間距色譜峰間距固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)。固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)。 第三節(jié)第三節(jié) 色譜分析基本理論色譜分析基本理論 兩組份峰間距足夠遠：兩組份峰間距足夠遠： 由各組份在兩相間的分配系數(shù)決定，由各組份在兩相間的分配系數(shù)決定， 即由色譜過程的即由色譜過程的熱力學性質(zhì)熱力學性質(zhì)決定。決定。 每個組分峰寬足夠?。好?/p>

17、個組分峰寬足夠?。?由組份在色譜柱中的傳質(zhì)和擴散決由組份在色譜柱中的傳質(zhì)和擴散決 定，即由色譜過程的定，即由色譜過程的動力學性質(zhì)動力學性質(zhì)決定。決定。 熱力學理論：塔板理論熱力學理論：塔板理論平衡理論平衡理論 動力學理論：速率理論動力學理論：速率理論VanderVander方程方程 基本理論基本理論 一、塔板理論一、塔板理論 塔板模型：將一根色譜柱視為一個精餾塔板模型：將一根色譜柱視為一個精餾 塔，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等塔，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等 的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用 H H表示，稱為塔板高度。表示，稱為塔板高度。 塔板理論假設：

18、在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很塔板理論假設：在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很 快達到分配平衡，然后隨著流動相按一個一個塔板快達到分配平衡，然后隨著流動相按一個一個塔板 的方式向前轉(zhuǎn)移。對一根長為的方式向前轉(zhuǎn)移。對一根長為L L的色譜柱，溶質(zhì)平的色譜柱，溶質(zhì)平 衡的次數(shù)衡的次數(shù)n n稱為理論塔板數(shù)。稱為理論塔板數(shù)。 L n H 塔板理論要點塔板理論要點 當溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù)當溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù) n n大于大于5050時，可得到基本對稱的峰形曲線。時，可得到基本對稱的峰形曲線。 當試樣進入色譜柱后，只要各組分在兩相當試樣進入色譜柱后，只要各組分在兩相 間的分配系數(shù)有微

19、小差異，經(jīng)過反復多次間的分配系數(shù)有微小差異，經(jīng)過反復多次 的分配平衡后，仍可獲得良好的分離。的分配平衡后，仍可獲得良好的分離。 n與半峰寬度及峰底寬的關系式為：與半峰寬度及峰底寬的關系式為： 22 1/2 5.54 ()16 () RR tt n WW 有效塔板數(shù)和有效塔板高度有效塔板數(shù)和有效塔板高度 單位柱長的塔板數(shù)越多，表明柱效越高。單位柱長的塔板數(shù)越多，表明柱效越高。 用不同物質(zhì)計算可得到不同的理論塔板數(shù)。用不同物質(zhì)計算可得到不同的理論塔板數(shù)。 常用有效塔板數(shù)常用有效塔板數(shù)n n有效 有效表示柱效： 表示柱效： 22 1 2 5 5416 RR / tt n.()() WW L H n

20、有效 有效 有效 例題例題1 1： 在柱長為在柱長為2m的的5%5%的阿皮松柱、柱溫為的阿皮松柱、柱溫為 1000C，記錄紙速度為，記錄紙速度為2.0cm/min的色譜條件下，的色譜條件下， 測定苯的保留時間為測定苯的保留時間為1.5min，半峰寬為，半峰寬為0.20cm， 求理論塔板數(shù)。求理論塔板數(shù)。 解解(1) ： 23 1.5 5.54()1.2 10 0.1 n 3 2000 1.7 1.2 10 Hmm 1/2 0.2 0.1min 2.0 W 解解(2) ： 23 3.0 5.54()1.2 10 0.2 n 3 2000 1.7 1.2 10 Hmm 1.5 2.03.0 R t

21、cm 二、速率理論二、速率理論 速率方程（也稱范速率方程（也稱范. .弟姆特方程式）弟姆特方程式） B HACu u u 為流動相線速度；為流動相線速度； A，B，C為常數(shù)為常數(shù) A分別表示渦流擴散系數(shù)；分別表示渦流擴散系數(shù)； B分子擴散系數(shù)；分子擴散系數(shù)； C傳質(zhì)阻力系數(shù)（包括液相和固相傳質(zhì)阻力系數(shù)）傳質(zhì)阻力系數(shù)（包括液相和固相傳質(zhì)阻力系數(shù)） 減小減小A、B、C三項可提高柱效三項可提高柱效 1渦流擴散項渦流擴散項 A = 2dp dp：固定相的平均顆粒直徑：固定相的平均顆粒直徑 ：固定相的填充不均勻因子：固定相的填充不均勻因子 固定相顆粒越小固定相顆粒越小dp，填充的越均勻，填充的越均勻，A

22、， H，柱效柱效n。表現(xiàn)在渦流擴散所引起的色譜表現(xiàn)在渦流擴散所引起的色譜 峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。 2分子縱向擴散項分子縱向擴散項 B = 2Dg ：彎曲因子，填充柱色譜，：彎曲因子，填充柱色譜，1。 Dg：組分分子在氣相中的擴散系數(shù)：組分分子在氣相中的擴散系數(shù)（cm2s-1） 擴擴散導致色譜峰變寬，散導致色譜峰變寬，H(n)，分離變差，分離變差 液相色譜中的分子縱向擴散可以忽略。液相色譜中的分子縱向擴散可以忽略。 對氣相色譜，采用相對分子質(zhì)量較大的對氣相色譜，采用相對分子質(zhì)量較大的N2、Ar 為流動相并適當加大流動相流速，可降低分子縱為流動相并適當加大流動相流

23、速，可降低分子縱 向擴散項的影向擴散項的影響響. 3傳質(zhì)阻力項傳質(zhì)阻力項 22 2 2 0.12 () 13(1) pf ms gs dd kk CCC kDkD k為容量因子；為容量因子； Dg 、Ds為擴散系數(shù)。為擴散系數(shù)。 固定相液膜越薄，擴散系數(shù)越大，固定相傳質(zhì)固定相液膜越薄，擴散系數(shù)越大，固定相傳質(zhì) 阻力就越小，但固定相液膜不宜過薄，否則會阻力就越小，但固定相液膜不宜過薄，否則會 減少樣品容量，降低柱的壽命。減少樣品容量，降低柱的壽命。 減小擔體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣，減小擔體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣， 可降低傳質(zhì)阻力?？山档蛡髻|(zhì)阻力。 三、分離度三、分離度 1色譜柱的

24、總分離效能色譜柱的總分離效能 (a)(a)兩色譜峰距離近且峰形兩色譜峰距離近且峰形 寬，彼此嚴重相重疊，柱寬，彼此嚴重相重疊，柱 效和選擇性都差；效和選擇性都差； (b)(b)雖能很好分離，但峰形雖能很好分離，但峰形 很寬，表明選擇性好，但很寬，表明選擇性好，但 柱效低；柱效低； (c)(c)分離情況最為理想，既分離情況最為理想，既 有良好的選擇性，又有高有良好的選擇性，又有高 的柱效。的柱效。 2.2.分離度分離度(R)(R)的表達式的表達式 R值越大，表明兩組分的分離程度越高值越大，表明兩組分的分離程度越高; R=1.0時，分離程度可達時，分離程度可達98; R1.0時兩峰有部分重疊時兩峰

25、有部分重疊; R=1.5時，分離程度達到時，分離程度達到99.7; 所以，通常用所以，通常用R=1.5作為相鄰兩色譜峰完作為相鄰兩色譜峰完 全分離的指標。全分離的指標。 22 11 1 12122 2() ()() RRRR tttt R WWWW R=1.5 R=0.75 R=1.0 響應信號 保留時間保留時間 t, min 3. 色譜分離方程色譜分離方程 n 1 () 4 R 有有效效 2 111 222 () RnL RnL 分離度分離度R與塔板數(shù)有關與塔板數(shù)有關; ; 分離度分離度R與保留因子與保留因子 有關系；有關系； 越大，柱選擇性越好，對分離有利越大，柱選擇性越好，對分離有利。

26、11 22 RR RR tV tV 例例2：兩物質(zhì)：兩物質(zhì)A和和B在在30cm長的色譜柱上的保留時長的色譜柱上的保留時 間分別為間分別為16.4和和17.63min，有一不與固定相作用，有一不與固定相作用 的物質(zhì)，其在此柱上的保留時間為的物質(zhì)，其在此柱上的保留時間為1.30 min。物。物 質(zhì)質(zhì)A和和B的峰底寬分別為的峰底寬分別為1.11和和1.21min。試問：。試問： 1）柱分離度）柱分離度R； 2）柱平均理論塔板數(shù)）柱平均理論塔板數(shù)nav 3）平均塔板高度）平均塔板高度Hav 4）若要求）若要求R達到達到1.5，則柱長至少應為多少？，則柱長至少應為多少？ 2(17.63 16.40)mi

27、n 1)1.06 (1.11 1.21)min s R 23 23 333 16.40 2)16()3.49 10 1.11 17.63 16()3.40 10 1.21 (3.49 103.40 10 )/2 3.44 10 A B av n n n 3 3 30 3)8.7 10 3.44 10 av L Hcm n 3 1 1 2 22 1.063.44 10 1.5 nR Rnn 即 3 2 6.9 10n 33 6.9 108.7 1060Ln Hcm 4) 完全分離完全分離, R=1.5 【例【例3】有一根】有一根1.5m長的柱子，分離組分長的柱子，分離組分1和和2，得到，得到 如

28、圖如圖6-5所示的色譜圖。圖中橫坐標為記錄紙走紙距離。所示的色譜圖。圖中橫坐標為記錄紙走紙距離。 (1)求此兩種組分在該色譜柱上的分離度和該色譜柱的求此兩種組分在該色譜柱上的分離度和該色譜柱的 有效塔板數(shù)。有效塔板數(shù)。 (2)如要使如要使1、2完全分離，色譜柱應該要加到多長？完全分離，色譜柱應該要加到多長？ 2 2,1 1 495 1.1 455 R R t t 求出分離度：求出分離度： 21 12 2()2 (4945) 0.8 ()55 RR tt R WW 有效塔板數(shù)：有效塔板數(shù)： 22 2 495 16 ()16 ()1239 5 R t n W 有效 【解】（【解】（1 1）先求出組

29、分）先求出組分2 2對組分對組分1 1的相對保的相對保 留值留值 2,12,1( (即即 值值) ) 3 1.5 1.21 10 1239 L Hm n 有效 有效 2222 1.1 16()16 1.5()4356 11.1 1 nR 有效 3 4356 1.21 105.27LnHm 有效有效 （2 2）該柱有效塔板高度：）該柱有效塔板高度： 完全分離的條件是分離度完全分離的條件是分離度R=1.5R=1.5 此時色譜柱的有效塔板數(shù)：此時色譜柱的有效塔板數(shù)： 要使有效塔板數(shù)為要使有效塔板數(shù)為43564356塊，柱長塊，柱長 第四節(jié)第四節(jié) 定性和定量分析定性和定量分析 色譜法是分離復雜混合物的

30、重要方法色譜法是分離復雜混合物的重要方法, 同時還能將分離后的物質(zhì)直接進行定性同時還能將分離后的物質(zhì)直接進行定性 和定量分析。和定量分析。 一、定性分析一、定性分析 色譜定性分析色譜定性分析: : 確定色譜圖上每一個峰所代表的物質(zhì)。確定色譜圖上每一個峰所代表的物質(zhì)。 依據(jù)依據(jù): : 在色譜條件一定時，任何一種物質(zhì)都有確定在色譜條件一定時，任何一種物質(zhì)都有確定 的保留時間。的保留時間。 方法方法: : 在相同色譜條件下，通過比較已知物和未知在相同色譜條件下，通過比較已知物和未知 物的保留值或在固定相上的位置，即可確定未知物物的保留值或在固定相上的位置，即可確定未知物 是何種物質(zhì)。是何種物質(zhì)。 方

31、法的發(fā)展方法的發(fā)展: :色譜與質(zhì)譜或其它光譜法聯(lián)用，是目前色譜與質(zhì)譜或其它光譜法聯(lián)用，是目前 解決復雜混合物中未知物定性分析的最有效的技術。解決復雜混合物中未知物定性分析的最有效的技術。 二、定量分析二、定量分析 A iii mf A h iii mf h 色譜定量分析色譜定量分析: :在一定的色譜條件下，組分在一定的色譜條件下，組分i i的的 質(zhì)量質(zhì)量(mi)(mi)或其在流動相中的濃度，或其在流動相中的濃度， 依據(jù)依據(jù): :組分組分i i的質(zhì)量的質(zhì)量(m(mi i) )或其在流動相中的濃度，與或其在流動相中的濃度，與 檢測器響應信號檢測器響應信號( (峰面積峰面積A Ai i或峰高或峰高h

32、 hi i) )呈正比。呈正比。 Ah ii ff和分別為峰面積和峰高的校正因子。分別為峰面積和峰高的校正因子。 1響應信號的測量響應信號的測量 峰高：峰頂與基線之間的距離，測量比較簡單，峰高：峰頂與基線之間的距離，測量比較簡單， 特別適于較窄的色譜峰特別適于較窄的色譜峰 峰面積：峰面積： （1 1）自動測量：色譜工作站。）自動測量：色譜工作站。 （2 2）手工法測量：）手工法測量： 手工測量手工測量 對稱的峰對稱的峰: : 近似計算公式為：近似計算公式為： A = 1.064 hW1/2 不對稱峰不對稱峰: 近似計算公式為近似計算公式為: A = h（W 0.15 + W 0.85 ）/ 2

33、 W0.15和和W0.85分別是峰高分別是峰高0.15和和0.85處的峰寬值處的峰寬值 2 2定量校正因子定量校正因子 (1) 絕對校正因子絕對校正因子: 組分組分i的峰面積和峰高的絕的峰面積和峰高的絕 對校正因子分別為對校正因子分別為： i i i m f A i i i m f h 絕對校正因子是指某組分絕對校正因子是指某組分i通過檢測器的量與檢測通過檢測器的量與檢測 器對該組分的響應信號之比。器對該組分的響應信號之比。mi的單位用克、摩爾的單位用克、摩爾 或體積表示時相應的校正因子，分別稱為質(zhì)量校正或體積表示時相應的校正因子，分別稱為質(zhì)量校正 因子因子(fm)，摩爾校正因子，摩爾校正因子

34、(fM)和體積校正因子和體積校正因子(fv) (2) 相對校正因子相對校正因子 相對校正因子：指組分相對校正因子：指組分i與基準組分與基準組分s的絕對校的絕對校 正因子之比正因子之比. isi i sis fA m f fAm 由于絕對校正因子很少使用，因此，一般文獻由于絕對校正因子很少使用，因此，一般文獻 上提到的校正因子，就是相對校正因子。上提到的校正因子，就是相對校正因子。 表表6-1 6-1 一些化合物的相對校正因子一些化合物的相對校正因子 化合物化合物 沸點沸點/ C 相對分相對分 子質(zhì)量子質(zhì)量 熱導池檢測器熱導池檢測器氫焰檢測器氫焰檢測器 fMfvfm 甲烷甲烷-160162.80

35、0.451.03 乙烷乙烷-89301.960.591.03 丙烷丙烷-42441.550.681.02 丁烷丁烷-0.5581.180.680.91 乙烯乙烯-104282.080.590.98 丙烯丙烯-48421.550.63 3. 定量方法定量方法 分類：分類： （1 1）外標法）外標法 （2 2）內(nèi)標法）內(nèi)標法 （3 3）歸一化法）歸一化法 （1）外標法）外標法 把待測組分的純物質(zhì)配成不同濃度的標準系列；把待測組分的純物質(zhì)配成不同濃度的標準系列； 在一定操作條件下分別向色譜柱中注入相同體積在一定操作條件下分別向色譜柱中注入相同體積 的標準樣品，測得各峰的峰面積或峰高，繪制的標準樣品，

36、測得各峰的峰面積或峰高，繪制 Ac或或h-c的標準曲線；的標準曲線； 在完全相同的條件下注入相同體積的待測樣品，在完全相同的條件下注入相同體積的待測樣品， 根據(jù)所得的峰面積或峰高從曲線上查得含量。根據(jù)所得的峰面積或峰高從曲線上查得含量。 外標法也稱為標準曲線法外標法也稱為標準曲線法 外標法不使用校正因子，準確性較高；外標法不使用校正因子，準確性較高； 操作條件變化對結(jié)果準確性影響較大；操作條件變化對結(jié)果準確性影響較大； 對進樣量的準確性控制要求較高；對進樣量的準確性控制要求較高； 適用于日常控制分子或大量同類量試樣的適用于日?？刂品肿踊虼罅客惲吭嚇拥?快速分析?？焖俜治?。 特點及要求：特點及

37、要求： （2）內(nèi)標法）內(nèi)標法 應用前提：應用前提：當只需測定試樣中某幾個組分，當只需測定試樣中某幾個組分， 或試樣中所有組分不可能全部出峰時，可采用或試樣中所有組分不可能全部出峰時，可采用 內(nèi)標法；內(nèi)標法； 準確稱取試樣，加入一定量某種純物質(zhì)作為內(nèi)準確稱取試樣，加入一定量某種純物質(zhì)作為內(nèi) 標物，然后進行色譜分析標物，然后進行色譜分析; 由被測物和內(nèi)標物在色譜圖上相應的峰面積由被測物和內(nèi)標物在色譜圖上相應的峰面積 (或峰高或峰高)和相對校正因子，求出某組分的含量。和相對校正因子，求出某組分的含量。 isi sis Afm Afm ii is ss A f mm A f 100%100% iiis

38、 i ss mA fm w mA fm 1 s f 100% is ii s Am wf Am 在實際工作中，一般以內(nèi)標物作為基準在實際工作中，一般以內(nèi)標物作為基準 物質(zhì)，此時含量計算式可簡化為物質(zhì)，此時含量計算式可簡化為 m f A m A f 【例題【例題4 4】用氣相色譜法測定試樣中一氯乙烷、】用氣相色譜法測定試樣中一氯乙烷、 二氯乙烷和三氯乙烷的含量。采用甲苯作內(nèi)標物，二氯乙烷和三氯乙烷的含量。采用甲苯作內(nèi)標物， 稱取稱取2.880g2.880g試樣，加入試樣，加入0.2400g0.2400g甲苯，混合均勻甲苯，混合均勻 后進樣，測得其校正因子和峰面積如下表所示，后進樣，測得其校正因子和峰面積如下表所示， 試計算各組分的含量。試計算各組分的含量。 is f 2 /A