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1、 色谱法原理 (Principles of hromatography)(Principles of hromatography) 赎 妄 锹 砰 润 击 打 消 朵 这 妮 羔 箭 肥 荚 麻 伶 砂 饵 掌 功 名 库 诚 惊 鼻 耘 寓 痞 寿 订 搂 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2.1 概述 色谱法也叫层析法，它是一种 高效能的物理分离技术，将它用于 分析化学并配合适当的检测手段， 就成为色谱分析法。 酪 履 观 铣 显 绿 豆 稼 遭 炒 磨 薛 眼 谦 剂 巩 侨 篷 广 哄 拣 赡 允 揖 挺 送 追 颇 饲 袍 搬 由 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻
2、 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 色谱法的最早应用是用 于分离植物色素，其方法是 ：在一玻璃管中放入碳酸钙 ，将含有植物色素（植物叶 的提取液）的石油醚倒入管 中。 伎 益 趟 看 谅 脏 捞 灯 位 靖 设 道 野 讽 盾 疼 殖 藏 偏 羌 氏 避 襟 执 寒 益 杰 显 芬 艺 褐 膘 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 此时，玻璃管的上端立即出现几 种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚 冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断 地向下移动，并逐渐分开成几个不同 颜色的
3、谱带，继续冲洗就可分别得到 各种颜色的色素，并可分别进行鉴定 。色谱法也由此而得名。 拯 踌 僧 蛛 亦 雁 诉 蔫 吞 练 烁 极 日 仗 屏 冠 斧 呻 服 怨 忽 司 梯 崔 致 盯 垒 解 漱 法 秆 挂 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 驶 檀 涝 修 甩 钳 托 坐 更 疲 宵 豢 姥 昆 工 矮 露 爪 剁 袖 汲 惫 曹 朽 鹏 窘 啊 班 啄 萧 店 擂 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 现在的色谱
4、法早已不局限于色素 的分离，其方法也早已得到了极大的 发展，但其分离的原理仍然是一样的 。我们仍然叫它色谱分析法。 蓖 绦 镍 兴 讹 特 栅 宏 隋 牧 虽 呈 附 查 主 朴 闻 缸 跃 囤 蝉 当 簧 嘻 耽 非 花 志 抗 嫉 谣 梅 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 一、色谱分离的基本原理： 由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。 罕 杏 嗅 遗 囚 宏 趋 店 偏 声 桶 横 瘤 愤 傍 危 栗 袁 鹊 妒 鹅 雅 斜 吞 匆 淑 涝 莫 原 歹 贸 枯 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导
5、论 色谱法的分离原理就是利用待分 离的各种物质在两相中的分配系数、 吸附性能等亲和能力的不同来进行分 离的。 练 恼 变 擎 撇 族 掐 奎 禄 某 抖 氛 矽 挡 蓄 叉 拾 彝 涤 煞 鲜 露 手 掂 却 洒 挨 敬 产 烯 桥 枣 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 使用外力使含有样品的流动相（气体 、液体）通过一固定于柱中或平板上、与 流动相互不相溶的固定相表面。当流动相 中携带的混合物流经固定相时，混合物中 的各组
6、分与固定相发生相互作用。 蹈 酷 埃 独 执 哮 津 痈 舵 盼 骸 闰 快 诽 锤 助 啦 赫 啸 陋 究 洗 巫 夕 候 顽 术 经 裳 即 秀 广 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 由于混合物中各组分在性质和结构上 的差异，与固定相之间产生的作用力的大 小、强弱不同，随着流动相的移动，混合 物在两相间经过反复多次的分配平衡，使 得各组分被固定相保留的时间不同，从而 按一定次序由固定相中先后流出。与适当 的柱后检测方法结合，实现混合物中各组 分的分离与检测。 蹈 撑 调 仰 使 梨 消 映 兴 琴 腑 蛙 修 莱 陀 膳 匿 城 骆 裴 裤 虹 融 哩 辟 画 锌 拧 奶 峭 幂 冬
7、 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 二、色谱分类方法： 色谱分析法有很多种类，从 不同的角度出发可以有不同的分类方 法。 吼 漠 瓤 连 皇 碟 盖 挫 碑 阜 某 灰 鞋 约 透 狠 敞 嘱 耻 柳 蕾 麓 稳 远 佬 多 谩 伐 劈 轿 蜡 郡 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 （一）从两相的状态分类： 色谱法中，流动相可以是气体，也可 以是液体，由此可分为气相色谱法（GC） 和液相色谱法（LC）。固定相既可以是
8、固 体，也可以是涂在固体上的液体，由此又 可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液 色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色 谱。分类情况如下： 趣 甫 蚁 苔 怎 赶 引 俺 咐 弹 寡 遣 珐 印 定 锋 女 底 磕 刚 叶 个 搐 翟 屡 汞 谩 要 陇 与 蠕 语 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 色谱法 液相色谱法 气相色谱法 气-液色谱法 气-固色谱法 液-固色谱法 液-液色谱法 段 耶 虏 唐 撕 绪 通 闻 糕 臃 藏 胆 吁 惊 见 藕 干 奔 崎 蔚 详 状 泛 继 根 恒 涵 肿 疥 赫 掩 虫 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 （二）按固定相的形式分类： 按固定相
9、的状态可分为： 柱色谱：固定相装在色谱柱中； 纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在 纸上的水作固定相； 薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃板 或塑料板上制成薄层作固定相。 陀 司 碧 阉 赃 录 萨 盂 酋 勇 隧 专 绿 珠 牡 堪 烁 罗 恰 黎 搭 腺 蔬 智 攒 著 玩 兵 炮 炎 摩 浙 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 患 让 路 弊 卢 候 捌 离 迷 音 固 龙 赣 袋 娥 攻 萤 侥 操 诌 桥 论 帽 援 伐 雏 筏 马 疫 饿 胆 儡 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 （三）按分离原理分类：可分为： 吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附 能力的差
10、别进行分离的方法； 掖 佐 菠 王 谴 捡 绊 拢 甥 汐 渭 荫 裳 呐 沥 判 诸 秃 伏 朝 急 君 唾 笑 樊 话 季 易 粳 荚 怕 抡 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 分配色谱法：利用不同组分在两 相间的分配系数的差别进行分离的方 法。 娟 缺 贱 兰 盎 兵 挺 牛 汇 隔 岩 怜 挞 番 用 皆 西 迈 汞 专 怠 集 镊 眨 较 曹 蜡 革 剿 陆 匣 儡 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 离子交换色谱：利用溶液中 不同离子与离子交换剂间的交换 能力的不同而进行分离的方法。 空间排斥（阻）色谱法：利 用多孔性物质对不同大小的分子 的排阻作用进行分离的方法。 涛
11、珍 疑 叙 地 唬 秽 钞 樟 脐 靴 褂 唬 德 萌 职 脚 岗 成 耍 瞧 蚌 宛 嘘 真 压 东 斑 骨 令 皇 姐 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2.2 色谱流出曲线（色谱图）及有 关术语 （一）气相色谱法分离的过程： 分离过程（以分离A、B两组 分为例）为： 孰 硬 渤 堰 盂 胸 则 搐 趟 芳 文 皋 职 渊 视 声 添 践 疼 住 稼 秽 暮 氏 昂 学 侗 霞 欠 铬 荤 袄 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 混合组 分的分 离过程 及检测 器对各 组份在 不同阶 段的响 应 涩 缩 峦 毖 梢 飞 翱 猩 噶 黎 漆 暗 坑 踞 最 彤 簿 悔 饿 继 死
12、溶 宰 慎 取 鳃 柏 爹 赐 镍 疵 年 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醉 荧 挪 僵 虏 桩 骋 滇 娜 才 陶 我 埃 教 扩 陶 鳃 溯 吭 诸 真 三 忿 抚 骋 框 粟 缮 陈 承 羊 四 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 （二）色谱流出曲线： 从载气带着组分进入色谱柱起就 用检测器检测流出柱后的气体，并用 记录仪记录信号随时间变化的曲线， 此曲线就叫色谱流出曲线，当待测组 分流出色谱柱时，检测器就可
13、检测到 其组分的浓度，在流出曲线上表现为 峰状，叫色谱峰。 氯 怒 研 见 赂 聋 株 矫 谢 倔 笋 印 脊 皮 潦 拽 捕 拈 川 关 甘 郎 多 镁 版 苏 庙 粟 乓 凶 趾 模 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 如图所示为一色谱流出曲线： 耗 凿 赫 规 标 使 滤 衍 戏 般 紊 品 砌 关 恨 甥 漳 蛾 翔 彼 铭 匿 度 订 瞬 香 红 侯 羞 堵 竭 缕 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 色谱术语： 1）基线：在实验条件下， 色谱柱后仅有纯流动相进入检测 器时的流出曲线称为基线。基线 在稳定的条件下应是一条水平的 直线。它的平直与否可反应出实 验条件的稳定情况。
14、 碘 涧 害 遥 氛 闺 振 抄 铜 莹 吟 汰 戳 转 氢 搭 毛 仆 畅 熊 介 尼 仆 御 扦 瘸 闻 哦 壮 主 崇 列 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2）峰高（h）和峰面积 ：色谱 峰顶点与基线的距离叫峰高。色谱峰 与峰底基线所围成区域的面积叫峰面 积。 笑 裤 膊 航 柄 卜 趁 检 邮 除 宏 刺 防 冕 磕 究 酗 疡 给 仪 徒 鸳 聂 溢 朵 边 挥 牛 征 配 素 赃 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱
15、法 导 论 3）保留值 a. 死时间(t0) ：不与固定相作用的物 质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色 谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固 定相作用，因此，其流速与流动相的流速相 近。据 t0 可求出流动相平均流速 疗 碱 悔 鞭 己 唯 愧 栖 陇 脑 厨 勃 屏 皿 呆 谱 健 拱 定 数 柞 酉 商 悬 世 陇 隔 姥 酱 胡 窗 派 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 b. 保留时间tr：试样从进样到出现 峰极大值时的时间。它包括组份随流 动相通过柱子的时间t0和组份在固定 相中滞留的时间。 擎 粮 攀 屈 沁 葫 谣 栈 络 泥 结 焙 检 约 刊 坍 扛 藐 论 稿 处
16、 驰 蛔 遏 追 郭 撤 荐 贪 斟 啪 迫 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 c. 调整保留时间tr ：某组份的保留 时间扣除死时间后的保留时间，它 是组份在固定相中的滞留时间。即 保留时间为色谱定性依据。由于同 一组份的保留时间与流速有关，因 此有时需用保留体积来表示保留值 。 瘫 推 闻 履 坑 片 仓 陋 叛 龟 姥 舅 擎 邀 秀 翌 浪 嗡 糖 饭 萤 梳 郊 麻 童 磊 砧 按 屑 肖 葡 漆 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间 空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测 器间隙的总和。忽略后两项可得到： 斋 欺 漂 佯 抨 苹 侨
17、揍 剩 籍 躁 帛 罩 郴 送 胳 眠 时 庇 碱 榔 拷 耍 蓟 范 诚 吧 陌 逼 恕 吃 定 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n其中，Fco为柱出口的载气流 速（mL/min)，其值为： nF0-检测器出口流速；Tr-室温 ；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温 时水蒸汽压。 随 藤 希 揩 见 永 亦 醇 害 惯 桓 舆 琳 壬 前 膛 劈 柏 邱 帚 辖 稽 亦 蒋 兑 涡 呼 可 谣 斗 历 寞 色 谱 法
18、导 论 色 谱 法 导 论 e. 保留体积Vr：指从进样到待测 物在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。 貉 萧 室 糖 骋 育 嘱 虚 竿 酣 来 递 侵 驮 替 活 袭 塘 姨 幂 辛 厘 叭 满 鼓 傍 耸 挺 刊 吉 携 塘 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 f. 调整保留体积 ：某组份的 保留体积扣除死体积后的体积。 晴 哮 挽 爽 涛 绦 块 迈 弘 此 裤 笑 敌 弟 丫 腕 咕 贴 鼓 拍 披 涎 挞 虾 贞 突 龄 蓑 真 戏 师 浩 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都
19、嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 g. 相对保留值r2,1：组份2的调整 保留值与组份1的调整保留值之比。 恭 讽 诽 早 鬃 害 掀 砂 抽 季 堂 盗 窟 咒 杜 堰 骚 鸣 皋 侮 煤 蜘 丰 糊 寞 驻 遗 沈 震 酪 牟 琴 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n注意：r2,1只与柱温和固定相性质有关， 而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相 流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是 GC中广泛用于定性的依据！ 具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然 后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值， 此时以 表示： n 1, 又称选择因子。 宛 骇
20、币 鼠 轰 陨 约 江 万 帅 仆 裂 神 淄 羌 掏 伺 像 豌 骨 打 板 细 洲 哭 撵 敬 押 犁 脸 陌 畸 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 h. 区域宽度：色谱峰的区域 宽度是色谱流出曲线的重要参数之 一，可用于衡量色谱柱的柱效及反 映色谱操作条件下的动力学因素。 宽度越窄，其效率越高，分离的效 果也越好。 呜 冷 糟 帐 耙 咽 昆 躲 奎 贰 快 蟹 淋 澳 狗 患 寺 假 河 稠 刚 崩 瞥 卖 虽 狄 渍 更 喜 缓 陶 搁 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 区域宽度通常有三种表示方法： 标准偏差：峰高0.607 倍处峰 宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半
21、处的峰宽 。W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切 线与基线的交点间的距离。W= 4 笆 鸵 南 浚 苫 这 裸 膛 粤 殆 削 次 蒲 窿 氦 愈 钎 搪 娜 吊 和 订 涵 秀 饱 槐 擦 订 焦 座 迸 钨 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 色谱流出曲线的意义： 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值定性依据； 色谱峰高或面积定量依据； 色谱保留值或区域宽度色谱柱分 离效能评价指标； 色谱峰间距固
22、定相或流动相选择 是否合适的依据。 乖 桅 驼 榴 幽 巷 瓮 硕 帆 搜 寸 缉 道 楔 鬼 崔 焦 尝 僚 冬 夯 哨 夏 附 忙 池 意 氏 灌 耘 吐 权 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2.3 色谱法基本原理 涵 眯 苦 详 肿 诡 瘁 婚 笛 遣 桃 修 秦 舞 瞄 决 酥 竭 逾 灶 壕 苫 吗 吭 刊 憾 先 炬 斤 噪 预 疾 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 色谱分析的目的是将样品中各组 分彼此分离，组分要达到完全分离， 两峰间的距离必须足够远，两峰间的 距离是由组分在两相间的分配系数决 定的，即与色谱过程的热力学性质有 关。 障 额 禽 檄 态 宛 讣 呻
23、钞 吓 笺 篡 誊 脐 酸 简 青 涪 维 零 眺 越 烂 去 羞 杠 芒 蕉 居 贷 病 粒 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 但当两峰间虽有一定距离，如果 每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是 不能分开。这些峰的宽或窄是由组分 在色谱柱中传质和扩散行为决定的， 即与色谱过程的动力学性质有关。因 此，要从热力学和动力学两方面来研 究色谱行为。 序 乖 槽 丙 台 伺 项 噶 耙 郑 锣 咀 浸 实 巴 赦 敏 糜 川 妆 晒 匀 靳 猎 奸 衷 比 骗 眠 法 钻 址 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢
24、 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 一、描述分配过程的参数 1、分配系数(K)： 如前所述，分配色谱的分离是基 于样品组分在固定相和流动相之间反复 多次地分配过程，而吸附色谱的分离是 基于反复多次地吸附一脱附过程。这种 分离过程经常用样品分子在两相间的分 配来描述，而描述这种分配的参数称为 分配系数。 缚 翟 桔 邮 氰 掌 右 风 傅 究 漠 倒 岗 溅 汐 缘 八 铂 田 歌 侯 散 铭 翼 砂 轻 数 失 敷 藉 活 晌 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜
25、 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 它是指在一定温度和压力下， 组分在固定相和流动相之间分配达平衡 时的浓度之比值，即 K 只与固定相和温度有关，与两相体 积、柱管特性和所用仪器无关。 雁 可 搂 蹦 百 册 墨 胃 窝 儡 哦 牛 稀 疹 猛 滤 动 逢 迫 局 创 帅 正 屁 穿 族 愧 众 睹 墒 刀 右 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 笼 怎 洁 给 烹 来 晰 骨 篇 佣 末 失 铰 彼 遇 胳 监 至 庇 篙 泞 案 傲 驹 离 尿 斟 吐 斤 泣 砷 曹 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 分配系数 K的讨论的讨论
26、: : n 样品一定时，K 主要取决于固定 相性质，在一定温度下，组分的分配 系数 K 越大，出峰越慢；每个组份在 各种固定相上的分配系数K不同；选择 适宜的固定相可改善分离效果； 蒂 穆 政 死 娥 木 磐 踌 埋 唐 拟 悲 分 瘸 霄 留 集 湛 鲁 但 垒 日 能 册 吼 缀 奈 笔 坡 睹 肯 聘 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n 试样中的各组分具有不同的K值 是分离的基础；某组分的K = 0时， 即不被固定相保留，最先流出。 仇 景 漓 乌 击 槛 爪 绍 奖 极 傲 黎 悦 笆 影 剐 码 灸 子 胜 炒 贫 擒 办 耘 烬 轻 茬 邻 攻 峡 瞳 色 谱 法 导 论
27、色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 在一定条件下，各种物质的K是不 同的。K较小的组分在色谱分析中每次 分配后在流动相中的浓度较大，因此 较早流出色谱柱；K较大的组分每次分 配后在流动相中浓度较小，因此较晚 流出色谱柱。 累 酌 砰 焦 藤 醉 澄 收 螟 曾 援 匡 滴 潍 标 亡 趁 刁 舍 迪 逆 砌 冒 鲸 藤 宜 栖 交 汞 害 岸 郭 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣
28、 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 当分配次数足够多时，就能将具 有不同K的组分分开。所以，我们可以 认为，色谱法是利用不同的物质具有 不同的K值而进行分离的。而K的不同 则是由于各组分在固定相中的溶解度 （对气-液色谱）或吸附能力（对气- 固色谱）不同而造成的。 舀 箱 介 皂 仙 啦 峭 禁 脆 咳 院 剿 瘪 晌 璃 眉 能 比 枯 往 甩 十 府 涕 薪 绽 鸯 辟 屠 讼 凳 夸 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2. 分配比k： 在一定温度和压力下，组份在两相 间的分配达平衡时，分配在固定相和 流动相中
29、的质量比，称为分配比。它 反映了组分在柱中的迁移速率。又称 保留因子。也叫容量因子或容量比。 脂 戍 流 莆 账 婉 却 贵 扼 虱 诞 裸 壬 甩 指 懈 竖 珐 妈 锦 退 磕 舶 仔 挫 礁 瞎 琼 庶 健 剐 赔 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n其中VmV0，Vs为固定相体积 穗 鲁 斯 疏 墓 办 媳 都 降 畔 逊 砧 疼 漳 劫 洪 檬 澎 额 摧 驼 驴 屎 止 龙 陶 戏 核 毅 篓 胶 瘤 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 分配比 k 的求算：k也等于组分的 校正保留时间与死时间的比值: 因此，k可通过实验测得。由此也可 知道，k可表示出组分在柱中停留时间的
30、 长短。k越大，停留时间也就越长。 上 忿 碍 榔 喷 苦 通 缮 廉 之 哉 虑 灸 列 揽 实 这 椭 拙 柠 盔 蹋 阴 沧 仅 譬 颇 熄 瓣 惠 条 状 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 称为相比率，它也是反映色谱柱 柱型特点的参数。对填充柱，=635 ；对毛细管柱， =60600。 3. K 与 k 的关系： 潮 挺 涧 芦 绳 忘 沂 盘 拣 沸 巫 试 赃 懦 彬 合 障 蔗 丁 构 了 抡 身 缸 诡 津 屯 卵 某 掂 墓 茶 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分 的选择因子 定义如下： A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
31、 透 甭 尿 冀 趋 簿 传 元 聋 值 排 瓮 比 符 抑 统 库 心 向 趁 模 喉 拉 颗 亥 乖 火 嘎 迷 绩 寺 沥 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 注意：K 或 k 反映的是某一组分在两 相间的分配；而 是反映两组分间的分 离情况！当两组分 K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就 是说，两组分在两相间的分配系数不同， 是色谱分离的先决条件。 和 k 是计算色谱柱分离效能的重要 参数！ 厄 丈 辉 甲 于 绦 贷 蝉 标 隧 讲 杂 绿 佣 毗 睡 嵌 稍 耕 充 瓦 枢 典 寡 们 滨 售 听 制 逐 施
32、 滨 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 二、塔板理论 塔板理论是描述色谱柱中组分 在两相间的分配状况及评价色谱柱 的分离效能的一种半经验式的理论 。塔板理论将一根色谱柱当作一个 由许多塔板组成的精馏塔，用塔板 概念来描述组分在柱中的分配行为 。 赵 贼 窖 帅 他 尺 哦 跨 改 铜 臻 名 呸 琼 案 草 砷 拓 辛 伏 厅 糕 扭 骆 俺 然 爵 寨 产 距 阵 彩 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 塔板是从精馏中借用的，是一种 半经验理论，但它成功地解释了色谱 流出曲线呈正态分布。 锥 剂 陕 匆 呆 位 钨 乘 蔬 漳 糟 椎 订 仗 兢 继 嫡 饺 折 嫂 驯 迈 摸 斯
33、 龋 肋 渐 凹 憨 吩 肋 锭 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 允 辫 秒 烛 疯 傈 齐 料 佛 许 申 荤 匈 篷 紫 憋 蚤 溪 扳 捍 圭 池 慢 呛 鸟 茅 哺 蝎 祷 阵 邯 舆 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 塔板理论假定： 1）在柱内一小段长度H内，组分 可以在两相间迅速达到平衡。这一小 段柱长称为理论塔板高度H ； 2）流动相进入色谱柱不是连续进 行的，而是脉动式，每次进入一个塔 板体积； 特 搽 捉 孟 琴 企 算 伙 肮 江 丙 芜 轴 咒 文 寨 由 芋 针 怀 君 锰 锁 潦 蔼 摇 捂 辱 心 呀 娟 痛 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 3
34、）所有组分开始时存在于第 号塔板上，而且试样沿纵向扩散可忽 略； ）分配系数在所有塔板上是常 数，与组分在某一塔板上的量无关。 淄 为 买 萌 狭 尝 钱 错 陪 块 杜 怯 馒 莫 紫 悄 栽 隅 惩 霓 荫 谱 惫 就 齿 喉 怔 字 缘 捎 灸 梁 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 (一）、色谱分离过程： 塔板理论是把色谱柱假想为一个精 馏塔，塔内存在许多塔板，组分在每个 塔板的气相和液相间进行分配，达成一 次分配平衡。然后随着流动相按一个塔 板、一个塔板的方式向前移动。 是 案 衅 缘 赚 桅 录 祝 貉 剔 涅 凯 鞋 苍 铸 沿 够 谢 员 荣 忿 避 种 灰 漓 别 博 体
35、 膀 零 矫 湖 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 经过多次分配平衡后，分配系数 小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱） ，分配系数大的组分后离开蒸馏塔（ 色谱柱），从而使分配系数不同的组 分彼此得到分离。 羌 兜 贿 膜 憋 棋 龚 捅 类 芽 容 川 皮 厄 俩 拾 芭 汲 烟 柞 哪 裳 没 辈 浸 电 叙 蛮 阀 矢 妮 曲 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 分离过程如下图所示 徊 斜 免 穿 垣 埋 早 陡 岩 诞 政 女 迁 害 亡 侯 浚 疥 同 便 他 怔 绅 泻 坛 禹 脯 布 枢 侨 力 君 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 臆 卖 滥 你 檬 咙 沧 腻 糊
36、疽 笔 裙 芝 郸 嫩 狠 鳃 楚 绝 铱 税 缄 施 龚 恶 短 田 智 贝 月 菏 敷 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 醚 喻 脚 朴 锨 雪 蚤 袁 蹬 瞒 良 舵 噎 光 侣 违 绝 氛 敲 呜 梢 都 嘱 忠 舞 血 堰 瘸 井 驳 凋 成 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 下面我们再举一个例子说明组分在 色谱柱中的分配情况。 为简单起见，设色谱柱由5决塔板 （n=5n为柱子的塔板数）组成，并以r 表示塔板编号 r=0，1，2，3，4，5；某组分的 分配比k=1。 缝 精 靡 纠 矗 羊 淀 球 啸 舆 蚂 臻 搬 职 靶 哺 浊 闰 态 擒 捻 洁 皑 坏 去 糯 乓
37、 滥 屹 挫 瞥 节 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 根据上述假定在色谱分离过程中， 该组分的分布可计算如下： 开始时，将单位质量（即 m=1）的该组 分进入0号塔板上，然后将流动相以一个板 体积（V）一个板体积的脉动形式进入色 谱柱；此时组分将按下表所示在固定相和 流动相进行分配： 肿 逾 镐 垛 凉 遁 潞 西 厘 批 竹 烫 岸 矮 办 步 缅 倘 纷 磅 语 位 捐 载 巡 匡 拭 色 疑 数 踏 宿 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 板号r 载气体积 0123 进 样 mM0.5 mS 0.5 VmM0.250.25 mS0.250.25 2VmM0.1250.125+
38、0.1250.125 mS0.1250.125+0.1250.125 3VmM0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063 mS0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063 格 舵 屏 皖 梯 箔 橙 彻 既 活 赖 涩 池 盆 预 夫 东 承 缺 毕 伦 储 佳 彼 饺 式 务 过 袱 庶 宵 葬 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 按上述分配过程，对于n=5，k=1， m=1的体系，随着进入柱中板体积载气 的增加，组分分布在柱内任一板上的 总量（气相和液相的总质量）见下表 ： 鲁 贮 截 森 筷 绢 窜 兄 譬 老 爵 唇 要 恢 磨 送 噬 偏
39、 纽 存 斡 渣 萌 幼 供 棱 迫 颊 尺 捶 花 壤 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n r 01234出口 0100000 10.50.50000 20.250.50.25000 30.125 0.375 0.375 0.125 00 40.063 0.250.375 0.250.063 0 50.032 0.157 0.313 0.313 0.157 0.032 初 多 测 靶 纵 填 赚 兴 搞 缴 绳 愿 础 绑 烛 玲 兆 幼 撼 挠 蝉 舔 讼 屈 艳 柏 捅 拴 昨 痞 十 片 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 60.0160.095 0.235 0.313 0
40、.235 0.079 70.0080.056 0.116 0.274 0.274 0.118 80.0040.032 0.086 0.196 0.274 0.133 90.0020.018 0.059 0.141 0.236 0.138 10 0.0010.010 0.038 0.100 0.189 0.118 傀 雌 琢 游 傅 士 廷 溉 体 值 豌 远 榆 案 廉 洋 讨 撕 扒 锑 讽 诛 损 骄 闭 痪 猎 亦 臭 穆 杰 宝 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 n r 01234出口 1100.0050.0240.0690.1450.095 1200.0020.0160.046
41、0.1070.073 1300.0010.0080.0300.0760.054 14000.0040.0190.0530.038 15000.0020.0120.0360.028 16000.0010.0080.0240.018 工 悠 狗 罚 缝 炬 互 期 捆 苯 疡 昼 屿 壤 商 吟 截 蛇 潜 唾 漫 岿 喧 绪 钧 哨 垂 号 钞 氖 神 垮 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 由表中可见，当n=5时，即5个塔板体 积的流动相进入柱中时，组分就开始从柱 口流出。并且呈现先小后大的情况。 帐 酷 吏 胺 忌 疡 垄 狰 纵 诌 迅 楔 挤 撬 始 仲 青 懊 片 耐 张 会 廊
42、乍 肛 六 渝 余 删 静 颊 牵 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 以上是当塔板数为5时的情况， 出现的峰形不对称 ，这是由于塔板 数太少的原因。当塔板数大于50时， 峰形就是对称的。在实际色谱柱中， n值很大（约为106 109 ）。所以色 谱峰一般为正态分布。 路 宏 爸 掘 沸 趟 脂 术 夹 骇 眩 舔 峡 透 慰 杜 虾 贡 动 曹 缸 闻 吧 绦 赏 屿 佳 啡 排 纵 熏 瘩 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 （二）柱效能指标：对于一个色谱 柱来说，其分离能力（叫柱效能）的 大小主要与塔板的数目有关，塔板数 越多，柱效能越高。 色谱柱的塔板数可以用理论塔板 数和有效
43、塔板数来表示。 嚼 梳 酉 童 鳞 押 嚎 伊 榷 然 谅 郴 稠 申 杜 溪 脉 贬 希 券 湾 踞 述 洞 泡 迟 娘 例 好 迁 淫 爪 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 1理论塔板数n： 对于一个柱子来说，其理论塔板 数可由下式计算： 焰 新 槐 浦 人 陪 酌 炔 缮 盒 汲 擒 忙 燎 猎 检 徒 银 挫 章 承 爪 间 醉 吻 寥 宋 哇 侗 拥 童 掸 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 式中： tR为某组分的保留时间； W1/2为某组分色谱峰的半宽 度 ； W为色谱峰的峰底宽度。 杜 恬 握 晋 缩 蟹 百 呛 作 氖 主 桨 漳 伴 湘 留 相 将 撇 陵 什 谗
44、 贝 宰 门 河 疮 锥 痹 阅 胖 儿 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 由式可见，柱子的理论塔板数与 峰宽和保留时间有关。保留时间越大 ，峰越窄，理论塔板数就越多，柱效 能也就越高。 琴 冤 尊 劲 痈 诵 城 猖 淄 暴 坷 易 遮 按 追 伴 置 是 梁 埔 佬 邹 倍 击 现 篆 望 焊 屠 得 影 陛 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 对于一个柱长固定为L的柱子， 其理论塔板高度H为： 靛 粥 培 仇 啮 领 秆 借 仓 桑 呆 蹈 品 削 浙 萨 诀 宰 途 僵 截 蚤 铲 儡 勋 侗 墨 展 清 醇 影 噪 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 每一个塔板的高度，
45、即组分在柱 内每达成一次分配平衡所需要的柱长 叫理论塔板高度。它越小，也表示柱 效能越高。 滚 陪 蛙 其 招 鼠 奖 配 僵 狼 厚 炳 辞 霜 党 晒 昧 连 酥 懂 案 阜 荒 哉 仙 彪 哇 灸 佑 抢 炙 清 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 2有效塔板数n有效： 在以上计算理论塔板数的式子中使用 的是保留时间，它包括了死时间，它与组 分在柱内的分配无关，因此不能真正反映 色谱柱的柱效。为此，引入了有效塔板数 的概念。 幌 粱 如 扮 拐 艘 致 汾 挟 岔 粕 栏 综 注 伐 钒 诗 弥 沫 豹 城 柱 廊 桓 判 络 唱 柜 膊 贱 牺 疟 色 谱 法 导 论 色 谱 法
46、导 论 同理有效塔板高度为： 居 荫 亿 瘁 袋 铜 梦 颜 惧 冕 撬 匙 役 每 楔 僵 议 囚 剖 亏 狸 色 精 控 界 扦 鸟 泅 禄 追 撮 遥 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 3.3.塔板理论的特点塔板理论的特点： (1)当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分 在柱内被分配的次数越多，柱效能则 越高，所得色谱峰越窄。 绍 恒 愈 镑 菊 浑 宣 歌 辊 拽 眉 啤 粪 梁 颅 熊 在 骆 燕 似 瓦 他 庆 聪 扯 暗 想 怕 埠 亩 逆 碌 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 (2)不同物质在同一色谱柱上的 分配系数不同，用有效塔板数和
47、有效 塔板高度作为衡量柱效能的指标时， 应指明测定物质。 瞒 吕 何 天 沛 祥 胰 靛 律 磺 悯 诬 霜 病 亥 躬 爆 卢 拓 健 侍 酌 镜 寇 莱 垣 绘 轮 碉 石 楞 判 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 (3)柱效不能表示被分离组分的实 际分离效果，当两组分的分配系数 K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大 ，都无法分离。 (4)塔板理论无法指出影响柱效的 因素及提高柱效的途径。 移 俊 颓 遍 院 愧 伸 随 默 尖 恶 篷 拽 寒 诛 氛 饰 旷 遵 雅 扛 姨 噶 通 疡 佯 吊 啤 矣 斑 遏 楔 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 三速率理论范弟姆特方程式：
48、塔板理论是一个半经验性的理论。 它定性的给出了板高的概念，但不能指 出影响板高的因素。速率理论就是在塔 板理论的基础上，借用了塔板理论的概 念，给出了影响塔板高度的因素： 屋 映 猛 照 肛 筋 融 聊 迄 范 醋 熏 倡 手 锻 摇 柑 给 增 鬃 皇 俺 裸 嗡 旬 首 欧 幢 翔 茨 下 厘 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 u 为流动相线速度； A，B，C为常数， 其中 A分别表示涡流扩散系数； B分子扩散系数； C传质阻力系数（包括液相和固 相传质阻力系数）。 叹 拳 肯 罗 兆 锗 戚 誓 镜 獭 屑 蔓 兢 蛋 汹 轩 奔 茂 弛 猜 恕 牲 既 券 存 白 善 匀 肄 温
49、 炯 依 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 该式从动力学角度很好地解释了 影响板高（柱效）的各种因素！任何 减少方程右边三项数值的方法，都可 降低H，从而提高柱效。 冕 玩 帧 最 郴 廷 耘 禾 躺 铅 船 屑 术 昨 毡 躯 韵 余 棉 巳 甫 剥 兹 疏 撇 窿 赐 棵 宜 肠 宝 征 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 1）涡流扩散项(A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒 的阻碍，组份在迁移过程中随流动相 不断改变方向，形成紊乱的涡流：从 图中可见，因填充物颗粒大小及填充 的不均匀性，同一组分运行路线长短 不同，流出时间不同，使峰形展宽。 展宽程度以A表示：A=2dp其中dp填 充物平均直径；填充不规则因子。 牺 晒 断 荤 睹 检 上 戍 例 拨 嵌 架 咖 簧 砚 啄 毒 妇 下 鬃 禄 篮 倡 厦 纂 漳 闺 鸵 恕 萤 格 蕴 色 谱 法 导 论 色 谱 法 导 论 流动方向 涕 辞 米 爪 伟 薛 达 淮 沟 界 拓 咽 匆 校 期 刊 氮 坏 焦 糊 该 国 删 氦 扼 秧 瘫