第2章_色譜分析法基礎(chǔ)

1、第二章第二章 色譜分析法基礎(chǔ)色譜分析法基礎(chǔ)張艷玲張艷玲內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院E-mail: 第二章第二章 色譜分析法基礎(chǔ)（武大第色譜分析法基礎(chǔ)（武大第1818章）章）第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1.1 1.1 色譜法簡(jiǎn)介色譜法簡(jiǎn)介(ppt-5)(ppt-5)1.2 1.2 色譜法的分類色譜法的分類(ppt-7)(ppt-7)1.3 1.3 色譜法的特點(diǎn)色譜法的特點(diǎn)(ppt-9)(ppt-9)第二節(jié)第二節(jié) 色譜法基本原理色譜法基本原理2.1 2.1 色譜分離過程及相關(guān)術(shù)語（色譜分離過程及相關(guān)術(shù)語（ppt-12ppt-12）2.2 2.2 色譜理論基礎(chǔ)色譜理論基礎(chǔ)(ppt-25)(

2、ppt-25)2.3 2.3 分離度及色譜基本分離方程式分離度及色譜基本分離方程式(ppt-46)(ppt-46)第三節(jié)第三節(jié) 色譜定性和定量分析色譜定性和定量分析3.1 3.1 定性分析定性分析(ppt-56)(ppt-56)3.2 3.2 定量分析定量分析(ppt-62)(ppt-62)2教學(xué)目標(biāo)及要求教學(xué)目標(biāo)及要求 1 1、了解色譜法的分類、特點(diǎn)。、了解色譜法的分類、特點(diǎn)。 2 2、掌握色譜分離法基本原理及有關(guān)術(shù)語的含義和物理意義。掌握色譜分離法基本原理及有關(guān)術(shù)語的含義和物理意義。 3 3、理解塔板理論、速率理論；、理解塔板理論、速率理論；掌握分配系數(shù)、分配比的物理掌握分配系數(shù)、分配比的

3、物理意義。掌握柱效率的物理意義及其計(jì)算方法；意義。掌握柱效率的物理意義及其計(jì)算方法；理解速率理理解速率理論方程對(duì)色譜分離的指導(dǎo)意義。論方程對(duì)色譜分離的指導(dǎo)意義。4 4、掌握分離度的含義、計(jì)算及影響分離度的重要色譜參數(shù)。掌握分離度的含義、計(jì)算及影響分離度的重要色譜參數(shù)。 5 5、掌握色譜定性及定量分析方法。掌握色譜定性及定量分析方法。 3n 經(jīng)典的分離方法經(jīng)典的分離方法：沉淀、蒸餾和萃?。怀恋?、蒸餾和萃??；p 現(xiàn)代分析中，大量采用現(xiàn)代分析中，大量采用色譜和電泳分離色譜和電泳分離方法。迄方法。迄今為止，今為止，色譜方法是最為有效的現(xiàn)代分離分析手段色譜方法是最為有效的現(xiàn)代分離分析手段！第一節(jié)第一節(jié)

4、概概 述述 色譜法是一種色譜法是一種物理化學(xué)物理化學(xué)分離方法。將這種分離方法分離方法。將這種分離方法與適當(dāng)?shù)呐c適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段檢測(cè)手段相結(jié)合，應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域，就相結(jié)合，應(yīng)用于分析化學(xué)領(lǐng)域，就是色譜分析法。是色譜分析法。41.1 1.1 色譜法簡(jiǎn)介色譜法簡(jiǎn)介 l 19031903年，俄國(guó)植物學(xué)家茨維特年，俄國(guó)植物學(xué)家茨維特 （Mikhail Tswett Mikhail Tswett ）最先發(fā)明）最先發(fā)明。 在色譜法中，將裝填在玻璃或金在色譜法中，將裝填在玻璃或金屬管內(nèi)固定不動(dòng)的物質(zhì)稱為屬管內(nèi)固定不動(dòng)的物質(zhì)稱為固定相固定相（碳酸鈣），在管內(nèi)自上而下連續(xù)（碳酸鈣），在管內(nèi)自上而下連續(xù)流動(dòng)的液體或

5、氣體稱為流動(dòng)的液體或氣體稱為流動(dòng)相流動(dòng)相（石（石油醚），裝填有固定相的玻璃管或油醚），裝填有固定相的玻璃管或金屬管稱為金屬管稱為色譜柱色譜柱。5p色譜法分離原理：色譜法分離原理：根據(jù)混合物中各組分在根據(jù)混合物中各組分在固定相固定相和和流動(dòng)相流動(dòng)相中具有不同的中具有不同的分分配系數(shù)配系數(shù)，當(dāng)兩相作，當(dāng)兩相作相對(duì)移動(dòng)相對(duì)移動(dòng)時(shí)，各組分在兩相間進(jìn)行時(shí)，各組分在兩相間進(jìn)行反復(fù)反復(fù)多次分配多次分配，就使性質(zhì)或結(jié)構(gòu)不同的各組分產(chǎn)生了明顯的分，就使性質(zhì)或結(jié)構(gòu)不同的各組分產(chǎn)生了明顯的分離效果，從而依先后順序流出色譜柱。根據(jù)色譜流出曲線離效果，從而依先后順序流出色譜柱。根據(jù)色譜流出曲線給出的各種信息，可對(duì)各組分

6、進(jìn)行分析和測(cè)定。給出的各種信息，可對(duì)各組分進(jìn)行分析和測(cè)定。 兩相及兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ)兩相及兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了色譜法的基礎(chǔ)。61.1 1.1 色譜法簡(jiǎn)介色譜法簡(jiǎn)介 1.2 1.2 色譜法的分類色譜法的分類1 1、按兩相物理狀態(tài)分類、按兩相物理狀態(tài)分類 1 1）氣相色譜氣相色譜：氣氣固色譜（固色譜（GSCGSC）、氣）、氣液色譜（液色譜（GLCGLC）2 2）液相色譜液相色譜：液液固色譜（固色譜（LSCLSC）、液）、液液色譜（液色譜（LLCLLC）3 3）超臨界流體色譜超臨界流體色譜72 2、按固定相的形式分類、按固定相的形式分類1 1）柱色譜柱色譜：填充柱色譜、毛細(xì)：填充柱色譜

7、、毛細(xì)管柱色譜管柱色譜2 2）平板色譜平板色譜：薄層色譜、紙色：薄層色譜、紙色譜譜3 3、 按組份在固定相上的分離機(jī)理分類按組份在固定相上的分離機(jī)理分類1 1）吸附色譜吸附色譜：不同組份在固定相的吸附作用不同；：不同組份在固定相的吸附作用不同；2 2）分配色譜分配色譜：不同組份在固定相上的溶解能力不同；：不同組份在固定相上的溶解能力不同；3 3）按其它作用原理按其它作用原理：離子交換色譜、凝膠色譜（尺寸排阻色譜）等。：離子交換色譜、凝膠色譜（尺寸排阻色譜）等。1.2 1.2 色譜法的分類色譜法的分類81.3 1.3 色譜法的特點(diǎn)色譜法的特點(diǎn)分離效率高分離效率高： 復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體

8、（手性異構(gòu)體）復(fù)雜混合物，有機(jī)同系物、異構(gòu)體（手性異構(gòu)體）2. 2. 靈敏度高靈敏度高： 可以檢測(cè)出可以檢測(cè)出1010-11-111010-9-9克的物質(zhì)，適于作痕量分析。需要克的物質(zhì)，適于作痕量分析。需要的樣品量極少，一般以微克計(jì)，有時(shí)僅以納克計(jì)。的樣品量極少，一般以微克計(jì)，有時(shí)僅以納克計(jì)。 3. 3. 分析速度快分析速度快： 一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一次色譜分析。一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一次色譜分析。94. 4. 應(yīng)用范圍廣應(yīng)用范圍廣： 分析有機(jī)物、無機(jī)物、高分子和生物大分子；不僅可分析有機(jī)物、無機(jī)物、高分子和生物大分子；不僅可以分析氣體，也可以分析液體和固體物質(zhì)。以分析氣

9、體，也可以分析液體和固體物質(zhì)。 不足之處：不足之處： 對(duì)未知物的定性較為困難。對(duì)未知物的定性較為困難。101.3 1.3 色譜法的特點(diǎn)色譜法的特點(diǎn)第二章第二章 色譜分析法基礎(chǔ)色譜分析法基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述1.1 1.1 色譜法簡(jiǎn)介色譜法簡(jiǎn)介1.2 1.2 色譜法的分類色譜法的分類1.3 1.3 色譜法的特點(diǎn)色譜法的特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 色譜法基本原理色譜法基本原理2.1 2.1 色譜分離過程及相關(guān)術(shù)語色譜分離過程及相關(guān)術(shù)語2.2 2.2 色譜理論基礎(chǔ)色譜理論基礎(chǔ)2.3 2.3 分離度及色譜基本分離方程式分離度及色譜基本分離方程式第三節(jié)第三節(jié) 色譜定性和定量分析色譜定性和定量分析3.1 3.1

10、 定性分析定性分析3.2 3.2 定量分析定量分析112.1 2.1 色譜分離過程及有關(guān)術(shù)語色譜分離過程及有關(guān)術(shù)語2.1.1 2.1.1 色譜分離過程色譜分離過程混合組分的分離過程混合組分的分離過程及檢測(cè)器對(duì)各組份在及檢測(cè)器對(duì)各組份在不同階段的響應(yīng)不同階段的響應(yīng)12p色譜過程是多組分混合物在流動(dòng)相帶動(dòng)下通過色譜固定色譜過程是多組分混合物在流動(dòng)相帶動(dòng)下通過色譜固定相，實(shí)現(xiàn)各組分分離的。相，實(shí)現(xiàn)各組分分離的?；咎攸c(diǎn)：基本特點(diǎn)：1 1、混合物中不同組分在柱內(nèi)產(chǎn)生、混合物中不同組分在柱內(nèi)產(chǎn)生差速遷移差速遷移提供了實(shí)現(xiàn)提供了實(shí)現(xiàn)分離的可能性。分離的可能性。2 2、同種組分分子沿柱子的、同種組分分子沿柱

11、子的擴(kuò)散分布擴(kuò)散分布（開始時(shí)的一條很窄的（開始時(shí)的一條很窄的線逐漸展寬）線逐漸展寬）不利于實(shí)現(xiàn)不同組分之間的分離。不利于實(shí)現(xiàn)不同組分之間的分離。 132.1.1 2.1.1 色譜分離過程色譜分離過程2.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語(P481)(P481) 檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的微分曲線，即色譜流出曲線檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的微分曲線，即色譜流出曲線，也稱色譜圖，也稱色譜圖 。142.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語1 1、色譜峰：、色譜峰：當(dāng)某組分從色譜柱中流出時(shí)，檢測(cè)器對(duì)該組分的當(dāng)某組分從色譜柱中流出時(shí)，檢測(cè)器對(duì)該組分的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化所形成的峰形曲線。響

12、應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化所形成的峰形曲線。152.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語2 2、基線：、基線：在正常操作條件下，色譜柱后沒有組分進(jìn)入檢測(cè)器在正常操作條件下，色譜柱后沒有組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線稱為基線。穩(wěn)定的基時(shí)，檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線稱為基線。穩(wěn)定的基線為水平直線。圖中線為水平直線。圖中CDCD所示。所示。162.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語3 3、峰高：、峰高：色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離。以色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離。以h h表示，圖中表示，圖中ABAB。17標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 ：0.6070.607倍峰高處色譜峰寬度的一半倍峰高處色

13、譜峰寬度的一半 ，圖中，圖中EFEF的一半的一半 。半峰寬半峰寬W W1/21/2：峰高一半處的峰寬，圖中峰高一半處的峰寬，圖中GH GH 。W W1/21/2 = 2.354 = 2.354 或以或以2 2X X1/21/2(mm(mm或或cm)cm)、時(shí)間、時(shí)間2 2t t1/21/2(min(min或或s)s)或流動(dòng)相體積或流動(dòng)相體積2 2V V1/21/2(mL)(mL)表示。表示。峰底寬峰底寬W Wb b：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線與基線的交點(diǎn)間的距離，圖中與基線的交點(diǎn)間的距離，圖中IJ IJ 。 W Wb b = 4 = 4 4 4、區(qū)域?qū)挾龋骸^(qū)域?qū)挾龋河糜诤饬恐?/p>

14、效及反映色譜操作條件下的動(dòng)力用于衡量柱效及反映色譜操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。通常有三種表示方法：學(xué)因素。通常有三種表示方法：182.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語0tLu 死時(shí)間死時(shí)間柱長(zhǎng)柱長(zhǎng)1 1） 死時(shí)間死時(shí)間t t0 0：不被固定相吸附或不被固定相吸附或溶解的組分（如空氣、甲烷）從進(jìn)溶解的組分（如空氣、甲烷）從進(jìn)樣到出現(xiàn)其色譜蜂最大值所需的時(shí)樣到出現(xiàn)其色譜蜂最大值所需的時(shí)間，圖中間，圖中O O A A 所示。所示。 t t0 0也是也是流動(dòng)相流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間。據(jù)。據(jù) t t0 0 可可求出流動(dòng)相平均流速：求出流動(dòng)相平均流速： 5 5、保留值、保留

15、值R R：是試樣各組分在色譜柱中保留行為的量度，是試樣各組分在色譜柱中保留行為的量度，它它反映組分與固定相間作用力大小反映組分與固定相間作用力大小，通常用保留時(shí)間和保，通常用保留時(shí)間和保留體積表示。它是色譜定性分析和色譜過程熱力學(xué)特性的留體積表示。它是色譜定性分析和色譜過程熱力學(xué)特性的重要參數(shù)。重要參數(shù)。 192.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語2) 2) 保留時(shí)間保留時(shí)間t tR R：指某組分通過色譜柱所需時(shí)間，即試樣從指某組分通過色譜柱所需時(shí)間，即試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，圖中進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，圖中O O B B所示。所示。 在一定色譜體系和操作條件下，任何一

16、種化合物都有在一定色譜體系和操作條件下，任何一種化合物都有一個(gè)確定的保留時(shí)間，這是色譜定性的依據(jù)。一個(gè)確定的保留時(shí)間，這是色譜定性的依據(jù)。 205 5、保留值、保留值R R3 3） 調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間 t tR R ：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組分在固定相中的滯留時(shí)間。圖中分在固定相中的滯留時(shí)間。圖中A A B B所示，即所示，即 t tR R = t= tR R t tO Ot tR R 反映了組分在色譜反映了組分在色譜過程中，與固定相相互過程中，與固定相相互作用所消耗的時(shí)間，是作用所消耗的時(shí)間，是各組分產(chǎn)生差速遷移的各組分產(chǎn)生差速遷移的物理化學(xué)基礎(chǔ)。物

17、理化學(xué)基礎(chǔ)。 215 5、保留值、保留值R R4 4）死體積）死體積V V0 0：色譜柱內(nèi)載氣所占的體積。色譜柱內(nèi)載氣所占的體積。其中，其中，F(xiàn) Fcoco為柱出口的載氣流速（為柱出口的載氣流速（mL/min)mL/min)。5 5）保留體積）保留體積V VR R：指從進(jìn)樣到待測(cè)物在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)指從進(jìn)樣到待測(cè)物在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所通過的流動(dòng)相的體積。所通過的流動(dòng)相的體積。6 6）調(diào)整保留體積）調(diào)整保留體積 V VR R：扣除死體積后的保留體積?？鄢荔w積后的保留體積。 coRRFtVcoRRRFtVVV0co00FtV 225 5、保留值、保留值R R7 7）相對(duì)保留值）相對(duì)保留值

18、r r2,12,1或或 ：組份組份2 2的調(diào)整保留值與組份的調(diào)整保留值與組份1 1的調(diào)整的調(diào)整保留值之比。保留值之比。(P485)(P485)注意：注意： r r2,12,1只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱內(nèi)徑、柱長(zhǎng)只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱內(nèi)徑、柱長(zhǎng)L L、填充情況及流動(dòng)相流速無關(guān)，因此，在色譜分析中，尤、填充情況及流動(dòng)相流速無關(guān)，因此，在色譜分析中，尤其其是是GCGC中廣泛用于定性的依據(jù)中廣泛用于定性的依據(jù)！121212121 ,2RRRRRRRRVVttVVttr235 5、保留值、保留值R R色譜流出曲線的意義（重要信息色譜流出曲線的意義（重要信息 ）：）： 色譜峰數(shù)色譜峰數(shù)樣品

19、中單組份的最少個(gè)數(shù)；樣品中單組份的最少個(gè)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(píng)價(jià)指標(biāo)；色譜柱分離效能評(píng)價(jià)指標(biāo)； 色譜峰間距色譜峰間距固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)。固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)。242.1.2 2.1.2 色譜常用術(shù)語色譜常用術(shù)語2.2 2.2 色譜理論基礎(chǔ)色譜理論基礎(chǔ)基本要求：基本要求：實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離。實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離。 基本理論：基本理論：1 1）各組分在兩相間的分配情況（兩組分峰間距足）各組分在兩相間的分配情況（兩組分峰間距足夠遠(yuǎn)）：

20、由各組份在兩相間的分配系數(shù)決定夠遠(yuǎn)）：由各組份在兩相間的分配系數(shù)決定色色譜過程的譜過程的熱力學(xué)熱力學(xué)性質(zhì)決定。性質(zhì)決定。2 2）各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況（每個(gè)組分峰寬）各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況（每個(gè)組分峰寬足夠小）：由組分在色譜柱中的傳質(zhì)和擴(kuò)散決定足夠?。河山M分在色譜柱中的傳質(zhì)和擴(kuò)散決定色譜過程的色譜過程的動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)決定。性質(zhì)決定。252.2.1 2.2.1 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù)1 1、分配系數(shù)、分配系數(shù)(Distribution constant, (Distribution constant, K K) )(P478)(P478)描述組分在固定相和流動(dòng)相間的分配

21、過程或吸附描述組分在固定相和流動(dòng)相間的分配過程或吸附- -脫附過程脫附過程的參數(shù)，稱為分配系數(shù)。的參數(shù)，稱為分配系數(shù)。mscc組分在流動(dòng)相中的濃度組分在固定相中的濃度K26K K 只 與 固只 與 固定相和溫度定相和溫度有關(guān)，與兩有關(guān)，與兩相體積、柱相體積、柱管特性和所管特性和所用儀器無關(guān)用儀器無關(guān)。K K值表明了組分值表明了組分與固定相間作用與固定相間作用力的大小力的大小。K K值值大，說明組分與大，說明組分與固定相的親和力固定相的親和力大，即組分在柱大，即組分在柱中滯留的時(shí)間長(zhǎng)中滯留的時(shí)間長(zhǎng)，移動(dòng)速度慢。，移動(dòng)速度慢。 2. 2. 分配比分配比(Retention factor or ca

22、pacity factor, (Retention factor or capacity factor, k k) )： 在一定溫度和壓力下，組分在兩相間的分配達(dá)平衡時(shí)在一定溫度和壓力下，組分在兩相間的分配達(dá)平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量比。它，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量比。它反映了組分在柱反映了組分在柱中的遷移速率中的遷移速率。其中其中V Vm m V V0 0，V V s s為固定相體積。為固定相體積。mmssmsVcVcmmk 組分在流動(dòng)相中的質(zhì)量組分在流動(dòng)相中的質(zhì)量組分在固定相中的質(zhì)量組分在固定相中的質(zhì)量272.2.1 2.2.1 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù) k k又

23、稱為保留因子，又稱為保留因子，（P484P484）是衡量色譜柱是衡量色譜柱對(duì)被分離組分保留能力的重要參數(shù)。某組分的對(duì)被分離組分保留能力的重要參數(shù)。某組分的k k值可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得值可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，它等于該組分的調(diào)整保留時(shí)間，它等于該組分的調(diào)整保留時(shí)間與死時(shí)間的比值與死時(shí)間的比值 ，即，即)1 (00000kttVVtttttkRRRR或282.2.1 2.2.1 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù)3. K 3. K 與與 k k 的關(guān)系：的關(guān)系： 稱為相比稱為相比，它也是，它也是反映色譜柱柱型及其結(jié)構(gòu)的重要特反映色譜柱柱型及其結(jié)構(gòu)的重要特性性。對(duì)填充柱，。對(duì)填充柱， =6=63535；對(duì)毛細(xì)管柱，

24、；對(duì)毛細(xì)管柱， =50=5015001500。 kVVkV/mV/mccKsmmmssmsmsVVK1Kk即：292.2.1 2.2.1 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù)注意：注意： K K 或或 k k 反映的是某一組分在兩相間的分配，反映的是某一組分在兩相間的分配，它們都與組分及兩相的性質(zhì)有關(guān)，并隨柱溫、柱壓它們都與組分及兩相的性質(zhì)有關(guān)，并隨柱溫、柱壓的變化而變化。的變化而變化。K K與兩相體積無關(guān)與兩相體積無關(guān)，而，而k k則隨固定相則隨固定相的量而改變的量而改變，k k值越大，組分分配在固定相中的量值越大，組分分配在固定相中的量越多（保留時(shí)間越長(zhǎng)），相當(dāng)于柱的容量越大，因越多（保留

25、時(shí)間越長(zhǎng)），相當(dāng)于柱的容量越大，因此此k k又稱容量因子又稱容量因子。 302.2.1 2.2.1 描述分配過程的參數(shù)描述分配過程的參數(shù)1. 1. 塔板理論（塔板理論（Plate theory)Plate theory)P488P488 1952 1952年，年，MartinMartin等人提出。等人提出。 用塔板概念來描述組分在柱中用塔板概念來描述組分在柱中的分配行為。塔板是從精餾塔中借的分配行為。塔板是從精餾塔中借用的，是一種半經(jīng)驗(yàn)理論，但它成用的，是一種半經(jīng)驗(yàn)理論，但它成功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分布。布。312.2.2 2.2.2 峰間距、峰形狀和峰寬的

26、理論描述峰間距、峰形狀和峰寬的理論描述1. 1. 塔板理論（塔板理論（Plate theory)Plate theory)塔板理論的假定：塔板理論的假定：（1 1）在柱內(nèi)一小段長(zhǎng)度）在柱內(nèi)一小段長(zhǎng)度H H內(nèi)，組分可以在兩相間迅速達(dá)到平內(nèi)，組分可以在兩相間迅速達(dá)到平衡。這一小段柱長(zhǎng)稱為理論塔板高度衡。這一小段柱長(zhǎng)稱為理論塔板高度H H。（2 2）以氣相色譜為例，載氣進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)進(jìn)行的，而）以氣相色譜為例，載氣進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)進(jìn)行的，而是脈動(dòng)式，每次進(jìn)氣為一個(gè)塔板體積（是脈動(dòng)式，每次進(jìn)氣為一個(gè)塔板體積（VmVm）。）。（3 3）所有組分開始時(shí)存在于第）所有組分開始時(shí)存在于第0 0號(hào)塔板上，

27、而且試樣沿軸號(hào)塔板上，而且試樣沿軸（縱）向擴(kuò)散可忽略。（縱）向擴(kuò)散可忽略。（4 4）分配系數(shù)在所有塔板上是常數(shù)，與組分在某一塔板上的）分配系數(shù)在所有塔板上是常數(shù)，與組分在某一塔板上的量無關(guān)。量無關(guān)。 為簡(jiǎn)單起見，設(shè)色譜往由為簡(jiǎn)單起見，設(shè)色譜往由5 5塊塔板（塊塔板（n n5 5，n n為柱子的塔板為柱子的塔板數(shù)）組成，并以數(shù)）組成，并以r r表示塔板編號(hào)，表示塔板編號(hào)，r=0r=0，1 1，2 2，n nl l；某組；某組分的分配比分的分配比k=1k=1 根據(jù)呈正態(tài)分布的色譜流出曲線可以導(dǎo)出計(jì)算根據(jù)呈正態(tài)分布的色譜流出曲線可以導(dǎo)出計(jì)算塔板數(shù)塔板數(shù)n n的公式，用以的公式，用以評(píng)價(jià)一根柱子的柱效

28、評(píng)價(jià)一根柱子的柱效。理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)：可見理論塔板數(shù)由組分保留值和峰寬決定?？梢娎碚撍鍞?shù)由組分保留值和峰寬決定。 若柱長(zhǎng)為若柱長(zhǎng)為L(zhǎng) L，則每塊理論塔板高度，則每塊理論塔板高度H H為為 由上述兩式知道，由上述兩式知道，理論塔板數(shù)理論塔板數(shù)n n越多、理論塔板高度越多、理論塔板高度H H越小、色譜峰越窄，則柱效越高越小、色譜峰越窄，則柱效越高。222/1)(16)(54.5bRRWtWtnnLH 341. 1. 塔板理論（塔板理論（Plate theory)Plate theory) 但上述兩式包含死時(shí)間但上述兩式包含死時(shí)間t t0 0 ，它與組分在柱內(nèi)的分配，它與組分在柱內(nèi)的分配無關(guān)，

29、因此不能真正反映色譜柱的柱效。通常以無關(guān)，因此不能真正反映色譜柱的柱效。通常以有效塔有效塔板數(shù)板數(shù)n neffeff 和有效塔板高度和有效塔板高度H Heff eff 表示表示：effeffbRReffnLHWtWtn222/1)(16)(54.5351. 1. 塔板理論（塔板理論（Plate theory)Plate theory)有關(guān)塔板理論的說明：有關(guān)塔板理論的說明：1 1）說明柱效時(shí)，必須注明該柱效是針對(duì)何種物質(zhì)、固定液）說明柱效時(shí)，必須注明該柱效是針對(duì)何種物質(zhì)、固定液種類及其含量、流動(dòng)相種類及流速、操作條件等；種類及其含量、流動(dòng)相種類及流速、操作條件等；2 2）應(yīng)定期對(duì)柱效進(jìn)行評(píng)價(jià)，

30、以防柱效下降、延長(zhǎng)柱壽命。）應(yīng)定期對(duì)柱效進(jìn)行評(píng)價(jià)，以防柱效下降、延長(zhǎng)柱壽命。3 3）塔板理論）塔板理論（意義）把色譜柱看成一個(gè)精餾塔，借用精餾（意義）把色譜柱看成一個(gè)精餾塔，借用精餾塔中塔中“塔板塔板”概念來描述組分在柱內(nèi)的分配平衡和分離過程概念來描述組分在柱內(nèi)的分配平衡和分離過程、導(dǎo)出流出曲線的數(shù)學(xué)模型、解釋了流出曲線形狀和位置、導(dǎo)出流出曲線的數(shù)學(xué)模型、解釋了流出曲線形狀和位置、提出了計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效的參數(shù)提出了計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效的參數(shù)。361. 1. 塔板理論（塔板理論（Plate theory)Plate theory)2. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theor

31、y）P492P492 19561956年，荷蘭化學(xué)工程師年，荷蘭化學(xué)工程師van Deemtervan Deemter提出了色譜過程動(dòng)力提出了色譜過程動(dòng)力學(xué)速率理論。學(xué)速率理論。 van Deemtervan Deemter方程：方程：H H塔板高度；塔板高度；u u流動(dòng)相線速度；流動(dòng)相線速度；A A，B B，C C為常數(shù)，其中為常數(shù)，其中A A渦流擴(kuò)散系數(shù)；渦流擴(kuò)散系數(shù)；B B分子擴(kuò)散系數(shù)；分子擴(kuò)散系數(shù)；C 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)） 該式從動(dòng)力學(xué)角度很好地解釋了影響板高（柱效）的各種該式從動(dòng)力學(xué)角度很好地解釋了影響板高（柱效）的各

32、種因素！因素！CuuBAH 372.2.2 2.2.2 峰間距、峰形狀和峰寬的理論描述峰間距、峰形狀和峰寬的理論描述1 1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)）渦流擴(kuò)散項(xiàng)A A A=2 A=2 d dp pd dp p填充物平均顆粒直徑；填充物平均顆粒直徑； 填充不規(guī)則因子。填充不規(guī)則因子。 可見，可見，固定相顆粒越小固定相顆粒越小d dp p，填充，填充的越均勻，的越均勻，AA，HH，柱效，柱效nn。表現(xiàn)。表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象在渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰比較窄減輕，色譜峰比較窄。對(duì)于空心毛細(xì)對(duì)于空心毛細(xì)管柱，無渦流擴(kuò)散，即管柱，無渦流擴(kuò)散，即A=0A=0。流動(dòng)方向流動(dòng)方向382. 2

33、. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）2 2）分子擴(kuò)散項(xiàng)）分子擴(kuò)散項(xiàng) B/u (Longitudinal diffusion term)B/u (Longitudinal diffusion term) B=2 B=2 D D 彎曲因子，它表示柱填充物對(duì)分子擴(kuò)散的阻礙情況彎曲因子，它表示柱填充物對(duì)分子擴(kuò)散的阻礙情況DD組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)。組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)。討論：討論：q 流動(dòng)相分子量大流動(dòng)相分子量大，D Dg g小，即小，即B B小小q D Dg g 隨隨柱溫降低柱溫降低而減小，隨而減小，隨柱壓降低（短柱）柱壓降低（短柱）而減小而減小q u u 增

34、加增加，組分停留時(shí)間短，縱向擴(kuò)散??；，組分停留時(shí)間短，縱向擴(kuò)散?。?B/u)(B/u)q 對(duì)于液相色譜，因?qū)τ谝合嗌V，因D Dm m 較小，較小，B B 項(xiàng)可勿略。項(xiàng)可勿略。)/ 1(流動(dòng)相MDg392. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）3 3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)）傳質(zhì)阻力項(xiàng) Cu (Mass-transfer term)Cu (Mass-transfer term)a a）氣液色譜）氣液色譜：包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)：包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)C Cg g和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)C Cl l)1 (32)1 (01. 022222lfgplgDdkkDdk

35、kCCC固液界面固液界面流動(dòng)相流動(dòng)相固定液固定液組分分子組分分子C Cl lC Cg g402. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）討論：討論：F 減小填充顆粒減小填充顆粒直徑直徑d dp p；F 用用分子量小的流動(dòng)相分子量小的流動(dòng)相，使，使D Dg g增加；增加；F 減小液膜厚度減小液膜厚度d df f，C Cl l下降。下降。F 增加柱溫，可增加增加柱溫，可增加D Dl l，但，但k k值也減小，值也減小，F(xiàn) 為保持合適為保持合適C Cl l值，應(yīng)值，應(yīng)控制柱溫控制柱溫。412. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）

36、b b）液液色譜）液液色譜：包括流動(dòng)相傳質(zhì)阻力系數(shù)：包括流動(dòng)相傳質(zhì)阻力系數(shù)C Cm m和固定相和固定相傳質(zhì)阻力系數(shù)傳質(zhì)阻力系數(shù)C Cs s。s2fsm2psmmsmDdDd)(CCC smsm422. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）討論：討論：v 流動(dòng)相傳質(zhì)阻力包括：流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力流動(dòng)相傳質(zhì)阻力包括：流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力m m、滯留的、滯留的流動(dòng)相傳質(zhì)阻力流動(dòng)相傳質(zhì)阻力smsm。分別與填充物大小。分別與填充物大小 d dp p、擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)(D(Dm m) )、微孔大小及其數(shù)量等有關(guān)。微孔大小及其數(shù)量等有關(guān)。 降低方法降低方法：細(xì)顆粒細(xì)顆粒、孔

37、徑大的固定相孔徑大的固定相、增加組分在流動(dòng)相、增加組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)中的擴(kuò)散系數(shù)D Dm m 、粘度低的流動(dòng)相粘度低的流動(dòng)相、短柱短柱v 固定相傳質(zhì)阻力與液膜厚度固定相傳質(zhì)阻力與液膜厚度d df f、容量因子、容量因子 k k 和擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)D Ds s等有關(guān)。等有關(guān)。 降低方法降低方法：與氣液色譜中的表述相同。：與氣液色譜中的表述相同。432. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）4 4）流速）流速u u 由由van Deemtervan Deemter方程方程 H = A + B/u + CuH = A + B/u + Cu知道：知道： 當(dāng)當(dāng)

38、u u一定時(shí)，僅在一定時(shí)，僅在A A、B B、C C 較小時(shí)，較小時(shí)，H H 較小，柱較小，柱效較高；反之則柱效較低，色譜峰將展寬。效較高；反之則柱效較低，色譜峰將展寬。 以以u(píng) u 對(duì)對(duì)H H 作圖，可得作圖，可得H-u H-u 曲線（如圖），從該曲曲線（如圖），從該曲線得到：線得到：442. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）板高，板高，H(cm)H(cm)H HminminA+B/u+CuA+B/u+CuC Cm mu uC Cs su uA AB/uB/uH = A + B/u + CuH = A + B/u + CuCBuCuBdudHopt02

39、BCAH2min452. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory） 渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)A A與流速與流速u u無關(guān)；無關(guān)； 低流速區(qū)低流速區(qū)（u u?。?，?。?，B/uB/u大，分子擴(kuò)散項(xiàng)占主導(dǎo)，大，分子擴(kuò)散項(xiàng)占主導(dǎo)，應(yīng)選擇分子應(yīng)選擇分子量大的氣體如量大的氣體如N N2 2和和ArAr為載氣為載氣，可減小擴(kuò)散系數(shù)，提高柱效；，可減小擴(kuò)散系數(shù)，提高柱效； 高流速區(qū)高流速區(qū)（u u大），大），CuCu大，傳質(zhì)阻力項(xiàng)占主導(dǎo)，大，傳質(zhì)阻力項(xiàng)占主導(dǎo)，應(yīng)選擇分子應(yīng)選擇分子量小的氣體如量小的氣體如H H2 2和和HeHe為載氣為載氣，可增加擴(kuò)散系數(shù)，提高柱效；，可增加擴(kuò)散系數(shù)

40、，提高柱效； 曲線的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)最佳線速曲線的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)最佳線速u uoptopt（ ）下）下的最小板高的最小板高H Hminmin（ ）；）； LC LC 的的H Hmin min 和和u uopt opt 均比均比GC GC 的小一個(gè)數(shù)量級(jí)，即在的小一個(gè)數(shù)量級(jí)，即在LC LC 中，較中，較低流速可獲得較大的柱效。低流速可獲得較大的柱效。BC2A C/B 462. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory） 速率理論速率理論是在塔板理論的基礎(chǔ)上，把色譜分配過程與組是在塔板理論的基礎(chǔ)上，把色譜分配過程與組分在兩相中的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程相聯(lián)系，提出色譜峰受渦流擴(kuò)分在兩相中

41、的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程相聯(lián)系，提出色譜峰受渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力等因素控制，散、分子擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力等因素控制，從動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好從動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好解釋影響板高的各種因素，對(duì)選擇合適的色譜分離條件具有解釋影響板高的各種因素，對(duì)選擇合適的色譜分離條件具有指導(dǎo)意義指導(dǎo)意義。它比較全面地概括了柱填充物顆粒度，填充均勻。它比較全面地概括了柱填充物顆粒度，填充均勻性，固定液液膜厚度，載氣種類及流速等對(duì)柱效能和色譜峰性，固定液液膜厚度，載氣種類及流速等對(duì)柱效能和色譜峰變寬的影響。變寬的影響。 472. 2. 速率理論（速率理論（Rate theoryRate theory）2.3 2.3 分離度及色譜基本分

42、離方程式分離度及色譜基本分離方程式48（一）分離度（一）分離度R R (Resolution)(Resolution)P499P499 同時(shí)反映色譜柱效能和選擇性的一個(gè)綜合指標(biāo)同時(shí)反映色譜柱效能和選擇性的一個(gè)綜合指標(biāo)。也稱總。也稱總分離效能指標(biāo)。分離效能指標(biāo)。R R定義為相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組定義為相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰峰底寬度平均值之比分色譜峰峰底寬度平均值之比 ，即，即利用此式，可直接從色譜流出曲線上求出分離度利用此式，可直接從色譜流出曲線上求出分離度R R。 R R 越大，相鄰組分分離越好越大，相鄰組分分離越好。當(dāng)。當(dāng)R R=1 =1 時(shí)，分離程度可達(dá)時(shí)，分離

43、程度可達(dá)98%98%；當(dāng)；當(dāng)R R=1.5 =1.5 時(shí)，分離程度可達(dá)時(shí)，分離程度可達(dá)99.7%99.7%，因此，因此R R=1.5 =1.5 通常用作是否分開的判據(jù)通常用作是否分開的判據(jù)。21122112)(2)(21bbRRbbRRWWttWWttR492.3 2.3 分離度及色譜基本分離方程式分離度及色譜基本分離方程式（二）色譜基本分離方程式（二）色譜基本分離方程式(P500)(P500) 對(duì)于相鄰的難分離組分，由于它們的分配系數(shù)對(duì)于相鄰的難分離組分，由于它們的分配系數(shù) K K 相差小相差小，可合理假設(shè)，可合理假設(shè)k k1 1 k k2 2 = k= k，W Wb1 b1 W Wb2b2

44、。因此可導(dǎo)出。因此可導(dǎo)出R R與與n n（n neffeff）、）、 r r2,12,1和和 k k 的關(guān)系：的關(guān)系：1 ,21 ,214rrnReff)1()1(41 , 21 , 2kkrrnR或：502.3 2.3 分離度及色譜基本分離方程式分離度及色譜基本分離方程式(P16)(P16)附：具體推導(dǎo)過程如下：附：具體推導(dǎo)過程如下：2122122112)(21bRRbRRbbRRWttWttWWttR（帶入上式得）222224)(16ReffbbRefftnWWtn1 , 21 , 2212144rrntttnReffRRReff2)1(kknneff又)1()1(41 ,21 ,2kkr

45、rnR51（二）色譜基本分離方程式（二）色譜基本分離方程式有關(guān)色譜基本方程式的討論：有關(guān)色譜基本方程式的討論：1 1）分離度）分離度R R與柱效的關(guān)系與柱效的關(guān)系 由色譜基本方程式可得：由色譜基本方程式可得： 可通過增加柱長(zhǎng)提高可通過增加柱長(zhǎng)提高R R。但分析時(shí)間也相應(yīng)增加，且峰寬。但分析時(shí)間也相應(yīng)增加，且峰寬也展寬！也展寬！為提高柱效為提高柱效，用，用減小塔板高度減小塔板高度H H的方法比增加柱長(zhǎng)更的方法比增加柱長(zhǎng)更有效。有效。2121221)(LLnnRR52（二）色譜基本分離方程式（二）色譜基本分離方程式2 2）分離度）分離度R R與選擇性與選擇性r r2,1 2,1 值的關(guān)系值的關(guān)系

46、r r2,1 2,1 越大，柱選擇性越好，對(duì)分離有利。越大，柱選擇性越好，對(duì)分離有利。 r r2,12,1 的微小的微小變化可引起變化可引起 R R 較大改變。較大改變。 改變改變r(jià) r2,12,1的方法：的方法：降低柱溫、改變流動(dòng)相及固定相的性降低柱溫、改變流動(dòng)相及固定相的性質(zhì)和組成質(zhì)和組成。 3 3）分離度）分離度R R分配比分配比k k的關(guān)系的關(guān)系 k k，R R ，但當(dāng)，但當(dāng)k10k10，則，則R R的增加不明顯。通常的增加不明顯。通常k k 在在210 210 。 改變改變k k 的方法：的方法：增加柱溫增加柱溫(GC)(GC)、流動(dòng)相性質(zhì)和組成、流動(dòng)相性質(zhì)和組成(LC)(LC)以及

47、固定相含量以及固定相含量。53（二）色譜基本分離方程式（二）色譜基本分離方程式70%CH70%CH3 3OHOH+30H+30H2 2O O60%CH60%CH3 3OHOH+40H+40H2 2O O50%CH50%CH3 3OHOH+50H+50H2 2O O40%CH40%CH3 3OHOH+60H+60H2 2O O溶劑溶劑( (流動(dòng)相流動(dòng)相) )組成對(duì)色譜分離的影響組成對(duì)色譜分離的影響1 1：9,10-9,10-蒽醌；蒽醌；2 2：2-2-甲基甲基-9,10-9,10-蒽醌；蒽醌；3 3：2-2-乙基乙基-9,10-9,10-蒽醌蒽醌4 4：1,4-1,4-二甲基二甲基-9,10-9

48、,10-蒽醌；蒽醌；5 5：2-2-特丁基甲基特丁基甲基-9,10-9,10-蒽醌；蒽醌；改變組成改變組成 使使 k k 最佳最佳54色譜分離中的問題色譜分離中的問題 由于分析物組成復(fù)雜，以某組成的流動(dòng)相可能使部分待測(cè)物由于分析物組成復(fù)雜，以某組成的流動(dòng)相可能使部分待測(cè)物得到好的分離，但同時(shí)出現(xiàn)其它待測(cè)物的分離不令人滿意！實(shí)際得到好的分離，但同時(shí)出現(xiàn)其它待測(cè)物的分離不令人滿意！實(shí)際工作中采用程序升溫（工作中采用程序升溫（GCGC）和梯度淋洗（）和梯度淋洗（LCLC）來解決這個(gè)問題。）來解決這個(gè)問題。55 概念、表示方法及計(jì)算公式匯總概念、表示方法及計(jì)算公式匯總參參 數(shù)數(shù) 符符 號(hào)號(hào) 測(cè)定或計(jì)算

49、測(cè)定或計(jì)算 死時(shí)間死時(shí)間( (遷移時(shí)間遷移時(shí)間) ) ，不參，不參與分配組分與分配組分 0 0t t 色色譜譜圖圖 保留時(shí)間，組分保留時(shí)間，組分1 1 和和 2 2 R2R2R1R1t t，t t 色色譜譜圖圖 調(diào)整保留時(shí)間，組分調(diào)整保留時(shí)間，組分 1 1 R1R1t t0 0t tt tt tR1R1R1R1 峰寬，組分峰寬，組分1 1和和 2 2 W Wb1b1，W Wb2b2 色色譜譜圖圖 柱長(zhǎng)柱長(zhǎng) L L 直接直接測(cè)測(cè)量量 流速流速 F Fcoco 直接直接測(cè)測(cè)量量 流流( (固固) )定相體積定相體積 V Vm m，V Vs s 填填充充制制備備 記錄記錄 流流( (固固) )定相濃

50、度定相濃度 c cm m，c c s s分析分析和和制制備備記錄記錄 參參 數(shù)數(shù) 符符 號(hào)號(hào) 測(cè)定或計(jì)算測(cè)定或計(jì)算 線速線速 u u 流動(dòng)相體積流動(dòng)相體積 m mV V 分配比分配比 分配系數(shù)分配系數(shù) 選擇因子選擇因子 分離度分離度 有效塔板數(shù)有效塔板數(shù) 有效板高有效板高 121,2RRttr2112)(2bbRRWWttR1 ,21 ,214rrnReffeffeffbReffnLHWtn2)(1621 ,21 ,22)1(16rrRneff1,2r0tLu coomFtV000tttttkRRmSmmSSVVKVcVckmSmmmSccK kVVkKSm573.1 3.1 定性分析定性分析

51、（P505P505） 確定試樣中的各組分，即每個(gè)色譜峰各代表的何種化合物。確定試樣中的各組分，即每個(gè)色譜峰各代表的何種化合物。第三節(jié)第三節(jié) 色譜定性和定量分析色譜定性和定量分析58定定性性的的依依據(jù)據(jù)保留值：保留值：保留時(shí)間（保留時(shí)間（t tR R）、保留體積（）、保留體積（V VR R）、）、 相對(duì)保留值相對(duì)保留值即選擇性因子即選擇性因子（r ri,si,s, , ）、）、 保留指數(shù)保留指數(shù) 檢測(cè)器給出選擇性響應(yīng)信號(hào)檢測(cè)器給出選擇性響應(yīng)信號(hào)其他結(jié)構(gòu)分析儀器聯(lián)用其他結(jié)構(gòu)分析儀器聯(lián)用1 1、與已知物對(duì)照定性、與已知物對(duì)照定性 在一定操作條件下，各組分保留時(shí)間是一定值。在一定操作條件下，各組分保留

52、時(shí)間是一定值。1 1）利用保留時(shí)間定性）利用保留時(shí)間定性 分別以試樣和標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)樣，分析各自的色譜圖；對(duì)照分別以試樣和標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)樣，分析各自的色譜圖；對(duì)照2 2）利用峰高增量定性）利用峰高增量定性 通過在樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物，看試樣中哪個(gè)峰增加來確定通過在樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物，看試樣中哪個(gè)峰增加來確定3.1.1 3.1.1 保留值定性保留值定性593.1.1 3.1.1 保留值定性保留值定性603 3）根據(jù)相對(duì)保留值）根據(jù)相對(duì)保留值 r ri,si,s 定性定性 在樣品和標(biāo)準(zhǔn)中分別加入同一種基準(zhǔn)物在樣品和標(biāo)準(zhǔn)中分別加入同一種基準(zhǔn)物 s s，將樣品的，將樣品的r ri,si,s和標(biāo)準(zhǔn)物的和標(biāo)準(zhǔn)物的r ri,

53、si,s 相比較來確定樣品中是否含有相比較來確定樣品中是否含有 i i 組組分。只要固定相性質(zhì)與柱溫確定，相對(duì)保留值就是一個(gè)分。只要固定相性質(zhì)與柱溫確定，相對(duì)保留值就是一個(gè)定值。定值。4 4）雙柱或多柱定性）雙柱或多柱定性 可克服在一根柱上，不同物質(zhì)可能出現(xiàn)相同的保留可克服在一根柱上，不同物質(zhì)可能出現(xiàn)相同的保留時(shí)間的情況。時(shí)間的情況。2. 2. 其他定性方法其他定性方法1 1）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)式定性）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)式定性碳數(shù)規(guī)律碳數(shù)規(guī)律：在一定溫度下，同系物的調(diào)整保留時(shí)間：在一定溫度下，同系物的調(diào)整保留時(shí)間t tR R的對(duì)數(shù)與分子中碳數(shù)的對(duì)數(shù)與分子中碳數(shù)n n成正比：成正比： lgt lgtR R= An

54、+ C (n= An + C (n 3)3)沸點(diǎn)規(guī)律沸點(diǎn)規(guī)律：同族具相同碳數(shù)的異構(gòu)物，其調(diào)整保留時(shí)間：同族具相同碳數(shù)的異構(gòu)物，其調(diào)整保留時(shí)間t tR R的對(duì)數(shù)與分子中沸點(diǎn)的對(duì)數(shù)與分子中沸點(diǎn)T Tb b成正比：成正比： lg lg t tR R=AT=ATb b + C + C613.1.1 3.1.1 保留值定性保留值定性2. 2. 其他定性方法其他定性方法2 2）保留指數(shù)（）保留指數(shù)（KovatsKovats指數(shù)）定性指數(shù)）定性 ( (p485p485, , 18.2.7.6)18.2.7.6) 該指數(shù)該指數(shù)定性的重現(xiàn)性最佳定性的重現(xiàn)性最佳，當(dāng)固定液和柱溫一定時(shí)，當(dāng)固定液和柱溫一定時(shí)，定性可

55、不需要標(biāo)準(zhǔn)物。它是定性可不需要標(biāo)準(zhǔn)物。它是把物質(zhì)的保留行為用兩個(gè)靠把物質(zhì)的保留行為用兩個(gè)靠近它的基準(zhǔn)物來標(biāo)定得到的近它的基準(zhǔn)物來標(biāo)定得到的。623.1.1 3.1.1 保留值定性保留值定性 設(shè)正構(gòu)烷烴的設(shè)正構(gòu)烷烴的KovatsKovats指數(shù)為碳數(shù)指數(shù)為碳數(shù) 100100。測(cè)定時(shí)，將碳數(shù)。測(cè)定時(shí)，將碳數(shù)為為n n 和和n+1n+1的正構(gòu)烷烴加入到樣品的正構(gòu)烷烴加入到樣品 x x 中進(jìn)行色譜分析，此時(shí)中進(jìn)行色譜分析，此時(shí)測(cè)得這三個(gè)物質(zhì)的調(diào)整保留值分別為：測(cè)得這三個(gè)物質(zhì)的調(diào)整保留值分別為： t tR R(C(Cn n) ) t tR R(x) (x) t tR R(C(Cn+1n+1) ) 利用此

56、式求出未知物利用此式求出未知物KovatsKovats指數(shù)指數(shù)I Ix x，然后與文獻(xiàn)值對(duì)照。，然后與文獻(xiàn)值對(duì)照。)(lg)(lg)(lg)(lg1001nRnRnRRxCtCtCtxtnI632 2）保留指數(shù)（）保留指數(shù)（KovatsKovats指數(shù)）定性指數(shù)）定性正構(gòu)烷烴碳數(shù)正構(gòu)烷烴碳數(shù)調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間 t tr r, min, min2,2-2,2-二甲基丁烷二甲基丁烷苯苯甲苯甲苯KovatsKovats指數(shù)的計(jì)算圖示指數(shù)的計(jì)算圖示(Squalane, 60(Squalane, 60o oC)C)64氣相色譜：氣相色譜： 熱導(dǎo)檢測(cè)器（熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCDTCD）-通用型通用型 氫火

57、焰離子化檢測(cè)器（氫火焰離子化檢測(cè)器（FICFIC）-有機(jī)化合物有機(jī)化合物液相色譜：液相色譜： 示差折光檢測(cè)器（示差折光檢測(cè)器（RIRI）-通用型通用型 紫外檢測(cè)器（紫外檢測(cè)器（UVUV）-含芳環(huán)、共軛結(jié)構(gòu)的化合物含芳環(huán)、共軛結(jié)構(gòu)的化合物653.1.2 3.1.2 選擇性檢測(cè)響應(yīng)定性選擇性檢測(cè)響應(yīng)定性色譜色譜- -質(zhì)譜：質(zhì)譜：GC-MS, HPLC-MSGC-MS, HPLC-MS色譜色譜- -傅立葉變換紅外光譜（傅立葉變換紅外光譜（FTIRFTIR）色譜色譜- -核磁共振波譜（核磁共振波譜（NMRNMR）色譜色譜- -發(fā)射光譜（發(fā)射光譜（EMEM）663.1.3 3.1.3 色譜色譜- -結(jié)構(gòu)

58、分析儀器聯(lián)用結(jié)構(gòu)分析儀器聯(lián)用3.2 3.2 定量分析定量分析（P507P507）u3.2.1 3.2.1 定量依據(jù)定量依據(jù)-是根據(jù)檢測(cè)器對(duì)待測(cè)物的響應(yīng)是根據(jù)檢測(cè)器對(duì)待測(cè)物的響應(yīng)（峰高或峰面積）與待測(cè)（峰高或峰面積）與待測(cè)物的量成正比物的量成正比的原理進(jìn)行定量的。的原理進(jìn)行定量的。 峰面積峰面積A A的測(cè)量：的測(cè)量： 對(duì)稱峰對(duì)稱峰：峰高：峰高h(yuǎn) h與半峰寬的積：與半峰寬的積： A=1.065 A=1.065 h h W W1/21/2 不對(duì)稱峰不對(duì)稱峰：峰高與平均峰寬的積：峰高與平均峰寬的積： A=1/2 A=1/2 h h (W(W0.150.15+W+W0.850.85) )673.2 3.

59、2 定量分析定量分析u3.2.2 3.2.2 定量方法定量方法68定定量量的的方方法法（1 1）外標(biāo)法）外標(biāo)法 （2 2）內(nèi)標(biāo)法）內(nèi)標(biāo)法（3 3）歸一化法）歸一化法（1 1）外標(biāo)法（）外標(biāo)法（標(biāo)準(zhǔn)校正法標(biāo)準(zhǔn)校正法或標(biāo)準(zhǔn)曲線法）或標(biāo)準(zhǔn)曲線法）這是一個(gè)這是一個(gè)絕對(duì)定量校正法絕對(duì)定量校正法，標(biāo)樣與測(cè)定組分為同一化合物，分離，標(biāo)樣與測(cè)定組分為同一化合物，分離、檢測(cè)條件的穩(wěn)定性對(duì)定量結(jié)果影響很大。、檢測(cè)條件的穩(wěn)定性對(duì)定量結(jié)果影響很大。單點(diǎn)校正方法：配制一個(gè)與測(cè)定組分濃度相近的標(biāo)樣，根據(jù)單點(diǎn)校正方法：配制一個(gè)與測(cè)定組分濃度相近的標(biāo)樣，根據(jù)物質(zhì)物質(zhì)含量與峰面積成線性關(guān)系含量與峰面積成線性關(guān)系，當(dāng)測(cè)定試樣與標(biāo)

60、樣體積相等時(shí)，當(dāng)測(cè)定試樣與標(biāo)樣體積相等時(shí)， fi = mi/Ai = ms/Asfi：?jiǎn)挝环迕娣e相應(yīng)化合物量的比例系數(shù)，即組分：?jiǎn)挝环迕娣e相應(yīng)化合物量的比例系數(shù)，即組分i的定量校正因子的定量校正因子mi, ms：試樣和標(biāo)樣中測(cè)定化合物的質(zhì)量：試樣和標(biāo)樣中測(cè)定化合物的質(zhì)量Ai, As：相應(yīng)的峰面積：相應(yīng)的峰面積693.2.2 3.2.2 定量方法定量方法外標(biāo)法的特點(diǎn)：外標(biāo)法的特點(diǎn)：p進(jìn)樣量和操作條件必須進(jìn)樣量和操作條件必須嚴(yán)格控制（定量進(jìn)樣或已知進(jìn)樣體嚴(yán)格控制（定量進(jìn)樣或已知進(jìn)樣體積；標(biāo)樣和測(cè)定試樣在同一色譜分離、檢測(cè)條件下分析）積；標(biāo)樣和測(cè)定試樣在同一色譜分離、檢測(cè)條件下分析）p外標(biāo)法外標(biāo)法適