色譜法分離原理2PPT課件

1、18.1 18.1 概述 色譜法或?qū)游龇? (chromatography) )，是一種物理或物理化學(xué)分離分析方法。 原理：利用物質(zhì)在固定相和流動相中的分配系數(shù)不同，使混合物中的各組分分離。 以前學(xué)過的分離方法有： 1.1.沉淀法 是利用物質(zhì)溶解度的不同而進(jìn)行分離。 2.2.蒸餾法 是利用有機(jī)物沸點(diǎn)的差異進(jìn)行分離。 3.3.萃取法 是利用組分在水相和有機(jī)相（互不相溶）中的分配素數(shù)不同進(jìn)行而分離。第1頁/共76頁 一一 色譜分析法簡介色譜分析法簡介 色譜法創(chuàng)始于20世紀(jì)初，1906年俄國植物學(xué)家Tsweet將碳酸鈣放在豎立的玻璃管中，從頂端倒入植物色素的石油醚浸取液，并用石油醚沖洗。 Micha

2、el Tswett(1872-1919),a Russian botanist , discovered the basic principles of column chromatography. He separatedplantpigments by eluting a mixture of the pigme-nts on a column of calcium carbonate. Thevarious pigments separated into colored ba-nds; hence the name chromatography.第2頁/共76頁植物色素分離圖示第3頁/共

3、76頁二 色譜法分離原理 分離原理:物質(zhì)的分配系數(shù)差異。三 色譜法分類 色譜法可從不同的角度進(jìn)行分類：1.按流動相與固定相的分子聚集狀態(tài)分類 在色譜法中流動相可以是氣體、液體和超臨界流體(gas chromatography,GC、liquid chromatography,LC、supercritical fluid chromatography,SFC)。 按固定相為固體(如吸附劑)或液體，氣相色譜法又可分為GSC與GLC；液相色譜法又可分為LSC及LLC。第4頁/共76頁2.2.按操作形式分類 柱色譜法(column chromatography)是將固定相裝柱管內(nèi)構(gòu)成色譜柱，色譜過程在

4、色譜柱內(nèi)進(jìn)行。按色譜柱的粗細(xì)等，又可分為填充柱(packed column)色譜法、毛細(xì)管柱(capillary column)色譜法及微填充柱(microbore packedcolumn)色譜法等類別。 第5頁/共76頁3.按色譜過程的分離機(jī)制分類 可 分 為 分 配 色 譜 法 ( p a r t i t i o n chromatography)、吸附色譜法(adsorption chromatography)、離子交換色譜法(ion exchange chromatography，IEC)、空間排阻色譜法(steric exclusionchromatography，SEC)及親合色

5、譜法(affinity chromatography)等類型。第6頁/共76頁色譜法簡單分類如下表:色譜法氣相色譜法填充柱色譜法毛細(xì)管色譜法（GC）GLCGSC液相色譜法（LC）平板色譜柱色譜法經(jīng)典液相柱色譜法高效液相色譜法（HPLC）薄層色譜法（TLC）紙色譜法SECLSCLLCLLCSECLSCIECLLC高效毛細(xì)管電泳法（HPCE）超臨界流體色譜法（SFC）第7頁/共76頁18.2 色譜法基礎(chǔ)知識、基本概念和術(shù)語18.2.1 色譜流出曲線: 024681012024681002468101202468100246810120246810第8頁/共76頁 一 基線 在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅

6、有純流動相進(jìn)入檢測器時的流出曲線稱為基線。 使基線發(fā)生細(xì)小的波動的現(xiàn)象稱為噪音。 基線在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是一條水平的直線。它的平直與否可反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定情況。 第9頁/共76頁二 峰高（h h） 色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。可用mm,mV,mA表示。 h第10頁/共76頁 寬度越窄，其效率越高，分離的效果也越好。區(qū)域?qū)挾韧ǔＳ腥N表示方法：標(biāo)準(zhǔn)偏差 ：峰高0.607 倍處峰寬處的一半。半峰寬W1/2：峰高一半處的峰寬。 W1/2=2.354 峰底寬W：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線與基線的交點(diǎn)間的距離。 W= 4 三 區(qū)域?qū)挾鹊?1頁/共76頁 四 色譜峰面積A 色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰

7、面積。 對于對稱的色譜峰 A=1.065hW1/2 對于非對稱的色譜峰 A=1.065h(W0.15+W0.85)/2第12頁/共76頁 五 保留值 組分在色譜柱中停留的數(shù)值，可用時間t t 和所消耗流動相的體積來表示。固定相、流動相固定，條件一定時，組分的保留值是個定值。(1)(1)比移值 Rf=ux/u=nm/(nm+ns)(2)(2)死時間( (tM) ) 不與固定相作用的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間。它與色譜柱的空隙體積成正比。第13頁/共76頁 (3)保留時間tR 試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間。 (4) 調(diào)整保留時間 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

8、的滯留時間。即 RMRtttRtMtLu 柱長死時間第14頁/共76頁(5) (5) 死體積VM 色譜柱管內(nèi)固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測器間隙的總和。 忽略后兩項(xiàng)可得到：(6) (6) 保留體積VR 指從進(jìn)樣到待測物在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時所通過的流動相的體積。MMcoVt F其中，F(xiàn)co為柱出口的載氣流速（mL/min) RRcoVtF第15頁/共76頁 (7) 調(diào)整保留體積 某組份的保留體積扣除死體積后的體積。 tM VM與被測組分無關(guān)，因而 更合理地反映了物質(zhì)在柱中的保留情況。 (8)相對保留值r2,1 組份2的調(diào)整保留值與組份1的調(diào)整保留值之比。MRRRcoVVVtF

9、RMcoVtFRV222,111RRRRtVrtVRVRt.RiRii sRsRstVtV第16頁/共76頁 r2,1只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱內(nèi)徑、柱長L、填充情況及流動相流速無關(guān)，因此，在色譜分析中，尤其是GC中廣泛用于定性的依據(jù)！ 具體做法：固定一個色譜峰為標(biāo)準(zhǔn)s，然后再求其它峰 i 對標(biāo)準(zhǔn)峰的相對保留值，此時以 表示：( )( )RSt it s 1, 又稱選擇因子第17頁/共76頁 （9 9） 保留指數(shù) 規(guī)定正構(gòu)烷烴保留指數(shù)為分子中碳原子個數(shù)乘以100100，如正己烷、正庚烷的保留指數(shù)分別為600600和700700。 被測物質(zhì)的保留指數(shù)I IX X可采用兩個相鄰正構(gòu)烷烴的保留

10、指數(shù)進(jìn)行測定 將碳數(shù)為n n和n+1n+1的正構(gòu)烷烴加到被測物質(zhì)x x中進(jìn)行色譜分析，測得它們的保留值第18頁/共76頁保留指數(shù)計算方法)lglglglg100,111RnRnRnRxxRnRxRnRxRnRnttttnIxtttttt（的保留指數(shù)被測物質(zhì)，且和利用上式求出未知物的保留指數(shù)與文獻(xiàn)值對照利用上式求出未知物的保留指數(shù)與文獻(xiàn)值對照n ）tR(n+1)第19頁/共76頁 六 分配系數(shù)和分配比 在一定溫度下，組分在流動相和固定相之間所達(dá)到的平衡叫分配平衡，組分在兩相中的分配行為常采用分配系數(shù)K和分配比k來表示。1 1 分配系數(shù)(K)： 它是指在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分

11、配達(dá)平衡時的濃度之比值，即smccK 溶質(zhì)在固定相中的濃度溶質(zhì)在流動相中的濃度第20頁/共76頁 K與，與兩相體積、柱管特性和所用儀器無關(guān)。 實(shí)驗(yàn)條件固定時，K主要取決于固定相性質(zhì)。 某組分的K = 0時，表明組分不被保留即惰性組分第21頁/共76頁 2. 2. 分配比： 在一定溫度和壓力下，組份在兩相間的分配達(dá)平衡時，分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比，稱為分配比。它反映了組分在柱中的遷移速率。又稱保留因子。也叫容量因子或容量比。 smmmssmmcVkc V組分在固定相中的質(zhì)量組分在流動相中的質(zhì)量k也等于組分的校正保留時間與死時間的比值RMtkt第22頁/共76頁 3.3. K 與與 k 的關(guān)

12、系：的關(guān)系： 稱為相比率，它也是反映色譜柱柱型特點(diǎn)的 參 數(shù) 。 對 填 充 柱 ， = 6 3 5； 對 毛 細(xì) 管 柱 ，=60600。 注意：注意：K K 或或 k k 反映的是某一組分在兩相反映的是某一組分在兩相間的分配；而間的分配；而 是反映兩組分間的分離情況！是反映兩組分間的分離情況！當(dāng)兩組分當(dāng)兩組分 K K 或或 k k 相同時，相同時， =1=1 時，兩組分時，兩組分不能分開；當(dāng)兩組分不能分開；當(dāng)兩組分 K K 或或 k k 相差越大時，相差越大時， 越大，分離得越好。也就是說，兩組分在兩相越大，分離得越好。也就是說，兩組分在兩相間的分配系數(shù)不同，是色譜分離的先決條件。間的分配

13、系數(shù)不同，是色譜分離的先決條件。 和和 k k 是計算色譜柱分離效能的重要參數(shù)是計算色譜柱分離效能的重要參數(shù)！/sssmmmmscmVVKkkcmVV第23頁/共76頁 例1:1:從色譜測得組分1 1流出時間為16min30s，組分2 2流出時間為26min，空氣流出時間為1min30s，求： （1 1） 組分2 2對組分1 1的相對保留時間 （2 2） 色譜柱對組分1 1的容量比 （3 3） 組分2 2的分子在固定相中停留時間 解解 ：(1) 2,1=(tR2-tM)/(tR1-tM) =(26.0-1.5)/(16.5-1.5)=1.63 (2) k=(tR1-tM)/tM=(16.5-1

14、.5)/1.5=10.0 (3) tR2=26.0-1.5=24.5min第24頁/共76頁色譜流出曲線的意義色譜流出曲線的意義色譜峰數(shù)樣品中單組份的最少個數(shù)；色譜保留值定性依據(jù)；色譜峰高或面積定量依據(jù)；色譜保留值或區(qū)域?qū)挾壬V柱分離效能評價指標(biāo)；色譜峰間距固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)第25頁/共76頁18.3 色譜法基本理論18.3.1 塔板理論塔板理論 在50年代，色譜技術(shù)發(fā)展的初期，Martin等人把色譜分離過程比作分餾過程，并把分餾中的半經(jīng)驗(yàn)理論塔板理論用于色譜分析法。 第26頁/共76頁塔板理論假定：1）塔板之間不連續(xù)；2）塔板之間無分子擴(kuò)散；3）組分在各塔板內(nèi)兩相間的分配瞬間達(dá)

15、至平衡， 達(dá)一次平衡所需柱長為理論塔板高度H；4）某組分在所有塔板上的分配系數(shù)相同；5）流動相以不連續(xù)方式加入，即以一個一個的塔 板體積加入。第27頁/共76頁 ( (一）色譜分離過程：第28頁/共76頁第29頁/共76頁( (二) ) 色譜流出曲線方程21222RRVVNVRNMceV12max2RNMcV22maxRRVVNVcce22maxRRttNtcce第30頁/共76頁 ( (三) )柱效 對一個色譜柱來說，若色譜柱長度固定L L，每一個塔板高度H H越小，塔板數(shù)目越多，分離的效果越好，柱效越高。塔板數(shù)用n n 表示。 n =L/H 或 H=L/n H越小，n越多，分離效果越好，用

16、H,n評價柱效。 由塔板理論導(dǎo)出n與W，W1/2 的關(guān)系。 n=5.54(tR/W1/2)2 =16(tR/W)2 第31頁/共76頁 有時n n大，分離效果也不好，因用tR內(nèi)含tm，后來改用有效塔板數(shù)。n 有效= 5.54 (tR/ W1/2)2=16 (tR/W)2 H有效n 有效n理 = 5.54 (tR/W1/2)2=16 (tR/W)2 H理n 理第32頁/共76頁(1)當(dāng)色譜柱長度一定時，塔板數(shù) n 越大(塔板高度 H 越小)，被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時，

17、應(yīng)指明測定物質(zhì)。(3)柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù) K 相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。第33頁/共76頁 塔板理論的成功之處，提出了計算理論塔板高度、塔板塔板理論的成功之處，提出了計算理論塔板高度、塔板數(shù)的公式及評價柱效的方法，具有開創(chuàng)性，但有一定局限數(shù)的公式及評價柱效的方法，具有開創(chuàng)性，但有一定局限性性: :塔板理論無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。塔板理論無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。第34頁/共76頁 前面已知，用塔板理論來說明色譜柱內(nèi)各組分的分離過程并不合理，因?yàn)樯V柱內(nèi)并沒有塔板。當(dāng)同一試樣進(jìn)入同一色譜柱，當(dāng)流動相速度變化時

18、，得到不同的色譜圖。測得的n和H也不同，充分說明塔板理論不足以說明色譜柱的分離過程。18.3.2 速率理論范弟姆特方程式： 第35頁/共76頁18.3.2.1 氣相色譜的速率理論1 渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)(12) 在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過程中隨流動相不斷改變方向，形成紊亂的“渦流”：從圖中可見，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性同一組分運(yùn)行路線長短不同流出時間不同峰形展寬。第36頁/共76頁 展寬程度以1 12 2表示：1 12 2 =2 =2 dpLdpL 其中dpdp填充物平均直徑； 填充不規(guī)則因子。 減小1 12 2 ：固定相顆粒應(yīng)適當(dāng)細(xì)小、均勻填充要均勻。 對于空

19、心毛細(xì)管柱，無渦流擴(kuò)散，即1 12 2=0=0。 第37頁/共76頁 待測組分是以“塞子”的形式被流動相帶入色譜柱的，在“塞子”前后存在濃度梯度，由濃稀方向擴(kuò)散，產(chǎn)生了縱向擴(kuò)散，使色譜峰展寬。 （2 2）分子擴(kuò)散項(xiàng)2 22 2 （縱向擴(kuò)散項(xiàng)） 第38頁/共76頁 22 是填充柱內(nèi)流動相擴(kuò)散路徑彎曲的因素，也稱彎曲因子，它反映了固定相的幾何形狀對分子擴(kuò)散的阻礙情況。 D為組分在流動相中擴(kuò)散系數(shù)（cm2s-1）。 Dg 氣相擴(kuò)散系數(shù)比液相擴(kuò)散系數(shù)Dm大的多（約105倍）第39頁/共76頁 減小縱向擴(kuò)散項(xiàng)22采取措施： 適當(dāng)提高流動相流速u u，減小保留時間 用相對分子質(zhì)量較大的氣體作流動相。 適當(dāng)

20、降低柱溫c c . .1DMr第40頁/共76頁 3 32 2流動相傳質(zhì)阻力系數(shù) 組分從流動相移動到固定相表面進(jìn)行兩相之間的質(zhì)量交換時所受到的阻力，質(zhì)量交換慢，引起色譜峰變寬。（3 3）流動相傳質(zhì)阻力項(xiàng)3 32 2和固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng)4 42 2 222320.01(1)pgdkL ukD采用粒度小的填充物和相對分子質(zhì)量小的氣體作載氣, ,可減少3 32 2, ,提高柱效。第41頁/共76頁 4 42 2 固定項(xiàng)傳質(zhì)阻力系數(shù) 即組分從兩相界面移動到固定相內(nèi)部，達(dá)分配平衡后，又返回到兩相界面，在這過程中所受到的阻力為固定相傳質(zhì)阻力。組分在固定相中擴(kuò)散系數(shù)固定液的膜厚度22423(1)fSdkL u

21、kD第42頁/共76頁減小42采取措施： 降低固定液的含量, ,可以降低液膜厚度, ,但k k隨之變小, ,又會使42增大。 當(dāng)固定液含量一定時, ,液膜厚度隨載體比表面積增加而降低, ,因此, ,一般采用比表面積較大的載體來降低液膜厚度。 降低固定液液膜厚度( (42df2) )并且液膜要均勻；若膜厚，擴(kuò)散，費(fèi)時；但不能太薄，否則包不住載體。 提高柱溫, ,雖然可以增大D1, ,但會使值減小, ,為了保持適當(dāng)?shù)闹? ,應(yīng)該控制適宜的柱溫。 第43頁/共76頁 u 為流動相線速度； A，B，C為常數(shù)，其中A分別表示渦流擴(kuò)散系數(shù)；B分子擴(kuò)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)）。在流

22、動相流速一定時:、最小時，才小，n 才最高，柱效高。、最大時，才大，n 才最小，柱效低。BHACuu第44頁/共76頁為提高柱效，小，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：）采用適當(dāng)小而均勻的載體，柱填充應(yīng)均勻。）固定液液膜薄而均勻，并且不宜流失。）載氣流速小的時候，u u是影響的主要因素，選r r大的載氣，；載氣流速大的時候，C Cu u是影響的主要因素，選r r小的載氣，H H2 2，NeNe）采用適當(dāng)?shù)闹鶞亍?氣相色譜氣相色譜 uDskkdDdkkuDdHfgpgp)1(32)1(01. 02222222第45頁/共76頁18.3.2.2 液相色譜的速率理論速率理論雖然實(shí)在研究氣液色譜時提出的, ,但作適當(dāng)修

23、改, ,也使用于液相色譜, ,其板高方程可寫成如下形式: : 式中Ce、Cm、Cd、Cs、Csm為有關(guān)項(xiàng)的板高系數(shù), ,當(dāng)填料一定時均為定值; ;DM和DS分別是組分在流動相和固定相的擴(kuò)散系數(shù); ;df為固定相層的厚度. .12221sfsmpdMMepsMMPC dC dC DDHuC dDDC d uu ()()()() ()第46頁/共76頁 表示渦流擴(kuò)散項(xiàng).LC與GC相似,渦流擴(kuò)散項(xiàng)和填料的粒徑有關(guān). 填料粒徑越小,渦流擴(kuò)散項(xiàng)越小,反之亦然 項(xiàng)是流動區(qū)域內(nèi),流動相的傳質(zhì)阻力.它指出流動相通過同一流路時,在接近固定相表面的流速比在流動相中間的要慢一些.(1) 增大DM即組分在流動相的擴(kuò)散

24、系數(shù);(2) 減小填料的粒徑;(3) 減小流動相的流速.1epC d2MMPDC d u第47頁/共76頁項(xiàng)表示分子擴(kuò)散項(xiàng).在液相色譜中,由于組分在液體中的擴(kuò)散系數(shù)比在氣相中小45個數(shù)量級,因此在液相色譜中,分子擴(kuò)散項(xiàng)通常可以忽略不計.(1)減小減小DM即組分在流動相的擴(kuò)散系數(shù)即組分在流動相的擴(kuò)散系數(shù);(2)增大流動相的流速增大流動相的流速. 項(xiàng)為固定相傳質(zhì)阻力.該項(xiàng)與氣液色譜中固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng)相同.(1)增大增大DS即組分在固定相的擴(kuò)散系數(shù)即組分在固定相的擴(kuò)散系數(shù);(2)減小減小df即固定相層的厚度即固定相層的厚度;(3)減小流動相的流速減小流動相的流速.第48頁/共76頁項(xiàng)是流動相停滯區(qū)域

25、內(nèi)的傳質(zhì)阻力.固定相孔穴中的流動相,一般是不移動的.流動相中溶質(zhì)分子與固定相進(jìn)行交換時,必須首先擴(kuò)散進(jìn)入滯留區(qū).如固定相的微孔小且深,就會大大減慢傳質(zhì)速率.(1)增大增大DM即組分在流動相的擴(kuò)散系數(shù)即組分在流動相的擴(kuò)散系數(shù);(2)減小填料的粒徑減小填料的粒徑;(3)減小流動相的流速減小流動相的流速.第49頁/共76頁綜合分析，提高液相色譜柱效的因素可歸納為：增大增大DM和和DS即組分在流動相和固定相的擴(kuò)散系即組分在流動相和固定相的擴(kuò)散系數(shù)數(shù);減少填料的孔穴深度減少填料的孔穴深度;采用低黏度的流動相采用低黏度的流動相;適當(dāng)提高柱溫適當(dāng)提高柱溫;減小填料的粒徑減小填料的粒徑減小流動相的流速減小流動

26、相的流速減小減小df即固定相層的厚度即固定相層的厚度LC塔板高度的形式與塔板高度的形式與GC一致，其主要區(qū)別在于一致，其主要區(qū)別在于擴(kuò)展擴(kuò)展項(xiàng)可以忽略，影響柱效的主要因素是傳質(zhì)項(xiàng)。項(xiàng)可以忽略，影響柱效的主要因素是傳質(zhì)項(xiàng)。第50頁/共76頁HuGC（a）LC（b）GCGC（a a）u u有一最低點(diǎn)有一最低點(diǎn)u u最佳最佳；u u小小或或u u大大，H H都大都大LCLC（b b）u u沒有最低點(diǎn)；沒有最低點(diǎn)； u u大大，H H增大不多，因增大不多，因此可用較高的流速，提高分析速度此可用較高的流速，提高分析速度第51頁/共76頁二 液相色譜中的柱外譜帶展寬柱外展寬：指色譜柱外各種因素引起的峰擴(kuò)展

27、. . a.a.柱前展寬：主要由進(jìn)樣所引起；b.b.柱后展寬：主要由接管、檢測器流通池體積所引起. . 由于流動相在管壁鄰近處的流速明顯快于管中心區(qū)域的流速, ,從而導(dǎo)致柱外譜帶展寬. .為此，連接管的體積、檢測器的死體積應(yīng)盡可能小. . 第52頁/共76頁柱外效應(yīng)對板高的總影響Hex可用下式表示: : 式中, , 是流動相的線性流速, ,單位用cms-1;r是管子半徑, ,單位用cm;DM是溶質(zhì)在流動相中的擴(kuò)散系數(shù), ,單位用cm2s-1. . 采用低黏度的流動相采用低黏度的流動相; ; 適當(dāng)提高柱溫適當(dāng)提高柱溫; ; 采用半徑小的管道采用半徑小的管道. .224exMr uHDu第53頁/

28、共76頁18.4 組分分離基本分離方程 柱效能和選擇性柱效能和選擇性 柱效能柱效能指色譜柱在分離過程中的分離效能，常用n，來描述。 選擇性選擇性描述兩個相鄰組分在同一固定相中熱力學(xué)分布行為的重要參數(shù)，用r2,1相對保留值表示.第54頁/共76頁色譜分離中的四種典型情況色譜分離中的四種典型情況分離效果差，柱效低，分離效果差，柱效低，選擇性（選擇性（ ）差）差 完全分離，柱效高，完全分離，柱效高，峰窄，選擇性（峰窄，選擇性（ ）差差 ；完全分離，選擇性完全分離，選擇性（ ）好，柱效低，峰）好，柱效低，峰寬寬完全分離，柱效高，完全分離，柱效高，選擇性（選擇性（ ）好）好第55頁/共76頁一一 分離度

29、分離度色譜柱的總分離效能指標(biāo)色譜柱的總分離效能指標(biāo) 1.1.定義：相鄰兩個峰的保留值之差與兩峰寬度平均值之比v分子反映了溶質(zhì)在兩相中分配行為對分離的影響，分子反映了溶質(zhì)在兩相中分配行為對分離的影響，是色譜分離的是色譜分離的熱力學(xué)因素?zé)崃W(xué)因素。v分母反映了動態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴(kuò)寬對分離的影分母反映了動態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴(kuò)寬對分離的影響，是色譜分離的響，是色譜分離的動力學(xué)因素動力學(xué)因素。2121()/ 2RRttRWW18.4.1 分離度第56頁/共76頁 兩個峰兩個峰t tR R 相差越大，相差越大，Y Y越窄，值越大，越窄，值越大，說明分離較高。說明分離較高。 .5 .5 兩個組分能完全分開。兩

30、個組分能完全分開。 .0 .0 兩組分能分開，滿足分析要兩組分能分開，滿足分析要求。求。 .0 .0 兩峰有部分重疊。兩峰有部分重疊。2121()/2RRttRYY第57頁/共76頁 分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系1 1）分離度）分離度R 與柱效的關(guān)系與柱效的關(guān)系 由色譜方程可得：由色譜方程可得：2111222()RnLRnL22141knRk18.4.2 分離方程第58頁/共76頁 2 2）分離度R與選擇因子 的關(guān)系 改變 的方法有：降低柱溫、改變流動相及固定相的性質(zhì)和組成。 3 3）分離度R 分配比 k 的關(guān)系 改變 k 的方法有：適當(dāng)增加柱溫( (GC) )、改

31、變流動相性質(zhì)和組成( (LC)以及固定相含量。22222116()()1knRk22141knRk第59頁/共76頁 例題1 已知物質(zhì)A和B在一根30.00 cm長的柱上的保留時間分別為16.40 min和17.63 min。不被保留組分通過該柱的時間為1.30 min。峰底寬度分別為1.11 min和1.21 min，計算： （1）柱的分離度； （2）柱的平均塔板數(shù)；第60頁/共76頁解:(1)柱的分離度 (2)柱的平均塔板數(shù) n=16(16.40/1.11)2 = 3493 n=16(17.63/1.21)2 = 3397 n平均=(3493 + 3397)/2 = 3445212117.

32、63 16.401.06()/ 2(1.11 1.21)/ 2RRbbttRWW第61頁/共76頁 例2:用一根2m長色譜柱將組分A、B分離，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 空氣保留時間30s；A峰保留時間230s；B峰保留時間250s；兩峰的峰底寬25s。 求：色譜柱的理論塔板數(shù)n；A、B各自的分配比；相對保留值；兩峰的分離度R；若將兩峰完全分離，柱長應(yīng)該是多少？ 第62頁/共76頁 解解 ：n=16(tR/W)2=16(250/25)2=1600 kA=tRA/tM=(230-30)/30=6.7 kB=tRB/tM=(250-30)/30=7.3 = tRB/ tRA=220/200=1.1 R=( t

33、RB - tRA)/W=(220-200)/25=0.8 L=nH 對同一個色譜柱,H是一定的 LnR2 L=2(1.5/0.8)27m第63頁/共76頁18.5.1 定性分析 定性分析的任務(wù)是確定色譜圖上各個峰代表什么物質(zhì)。 1.1.利用保留值與已知物對照定性（1 1）利用保留時間定性 在相同色譜條件下，將標(biāo)準(zhǔn)物和樣品分別進(jìn)樣，兩者保留值相同，可能為同一物質(zhì)。 18.5 定性和定量分析第64頁/共76頁第65頁/共76頁（2 2）利用峰高增量定性 若樣品復(fù)雜，流出峰距離太近，或操作條件不易控制，可將已知物加到樣品中，混合進(jìn)樣，若被測組分峰高增加了，則可能含該已知物。（3 3）利用雙色譜系統(tǒng)定性 通過改變色譜條件來改變分離選擇性，使不同物質(zhì)顯示不同保留值。例：選用極性差別較大的兩種不同固定液來制備色譜柱，不同物質(zhì)具有不同保留值第66頁/共76頁2 其它定性方法沸點(diǎn)規(guī)律 在一定色譜條件下, ,同族具有相同碳數(shù)的碳鏈異構(gòu)體, ,其調(diào)整保留時間的對數(shù)與其沸點(diǎn)呈線性關(guān)系 lg tR=A2Tb+C2 A2、C2 均為常數(shù)；Tb 為組分的沸點(diǎn)（K） 根據(jù)同族同碳數(shù)碳鏈異