最新色谱分析法导论-(3)教学讲义PPT课件.ppt

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1、色谱分析法导论-(3)一、色谱分析概论问题问题1：什么是色谱法？问题2：为什么色谱法能将混合物分开？问题3：色谱法的分类？问题4：各种色谱法的应用范围？1、什么是色谱法？茨维特的实验茨维特：俄国植物学家，主要从事植物色素的研究工作，在1906年发表的文章中，首次提出了色谱的概念。3、色谱法的分类按流动相状态的不同，可分为气相色谱法(GC)液相色谱法(LC)超临界流体色谱(SFC)什么是气相色谱法？以气体为流动相的色谱法GasChromatogaphy，简称GC按固定相状态的不同可分为：气固色谱(GSC)气液色谱(GLC)适合分离分析易汽化（在-190℃-500℃范

2、围内有0.2-10mmHg的蒸气压的）稳定、不易分解、不易反应的样品，特别适合用于同系物、同分异构体的分离。什么是液相色谱法？以液体为流动相的色谱法LiquidChromatogaphy，简称LC适合分离分析高沸点、热不稳定、离子型的样品。应用举例(HPLC)按固定相使用的形式可分为柱色谱（ColumnChromatography）将固定相装在色谱柱内纸色谱（PaperChromatography）用滤纸做固定相或固定相载体的色谱薄层色谱（ThinLayChromatography）固定相均匀涂在玻璃板或塑料板上关于分配平衡分配系数K(distributionco

3、efficient)分配比k又称为容量因子、容量比、分配容量，是指在一定温度和压力下，平衡状态时组分在固定相中的量与在流动相中的量之比值。是衡量柱子对组分保留能力的重要参数。相比β色谱柱内固定相和流动相体积之比是柱型及结构的重要特征。4.色谱相关术语关于色谱峰关于保留值关于分配平衡关于色谱峰的术语峰峰高基线峰宽半峰宽峰面积标准偏差σ色谱峰宽（区域宽度）峰底宽Wb在色谱峰两边的转折点所画的切线与基线相交的截距。标准偏差σ拐点间距离的一半0.607h半峰宽度峰高一半处的峰宽度W1/2=2.354σ峰底宽Wb=4σ拐点处峰宽Wσ=2σ（4）色谱图的信息a.色谱峰个数判断

4、试样中所含组分的最少数b.色谱保留值定性c.色谱峰面积或峰高定量A=KCd.保留值与区域宽度评价柱分离效能依据e.两峰间距评价两组分能否分离关于保留值的术语死时间(tM):无保留组分出峰时间保留时间(tR):从进样开始到色谱峰最大值出现所需时间调整保留时间(t’R):死体积(VM):保留体积(VR):调整保留体积(V’R):相对保留值ɑ：二、色谱分析法基本理论研究理论的目的解决色谱峰的分离问题三个色谱基本理论问题色谱热力学问题——发展高选择性色谱柱色谱动力学问题——发展高效能色谱柱分离条件的最优化问题——分离条件优化1、色谱动力学理论研究流出曲线展宽的本质及曲线形

5、状变化的影响因素塔板理论速率理论（1）塔板理论推导塔板理论将色谱柱比作精馏塔，通过概率理论得到流出曲线方程：为标准偏差当t=tR时，C=Cmax，峰高正比于进样量C0，是峰高定量的理论基础。当n越大，柱效越大，Cmax/C0越大。即保留时间一定时，塔板数越多，峰越高。Cmax反比于tR，tR小，Cmax大，保留时间小的组分峰高且窄。tR大，Cmax小，保留时间大的组分峰低且宽。对色谱流出曲线方程的讨论柱效由流出曲线方程导出：H=L/nn是峰相对展宽的量度n是柱效的量度n是常数时，W与tR成正比n越大，H越小，表明组分在柱中达到的分配平衡次数越多，对分离越有利，但

6、还不能预言各组分有被分离的可能性。塔板理论的贡献塔板理论有助于我们形象的理解色谱的分离过程。导出色谱流出曲线方程，它符合高斯分布，与实验现象相吻合。导出理论塔板数的计算公式，作为柱效的评价指标。塔板理论的局限塔板高度H是一个抽象的物理量，它的色谱本质是什么？它与哪些参变量有关，又怎样影响峰的扩张？对实验的指导意义有限。不能解释流速对理论塔板数的影响。有些假设不合理，如没有考虑纵向扩散对色谱分离的影响等。（2）速率理论概述速率理论是1956年荷兰学者VanDeemter等提出，因此又称作范第姆特方程。运用流体分子规律研究色谱过程中产生色谱峰扩展的因素，导出了理论塔板

7、高度与流动相线速度的关系，揭示了影响塔板高度的动力学因素。气相色谱中速率方程的导出速率理论讨论的是色谱峰展宽原因，即影响塔板数n的因素，也就是影响塔板高度H的因素。H=A+B/u+Cu涡流扩散项A=2λdp涡流扩散项均匀性因子粒径涡流扩散项A由不等路径造成的色谱峰扩展。由于柱填料粒径大小不同，粒度分布范围不一致及填充的不均匀，形成宽窄、长短不同的路径，因此流动相沿柱内各路径形成紊乱的涡流运动，有些溶质分子沿较窄且直的路径运行，以较快的速度通过色谱柱，发生分子超前，反之，有些分子发生滞后，从而使色谱峰产生扩散。分子扩散项B/u项其中B=2γDg弯曲因子扩散系数分子扩

8、散项由于分