《气相色谱法和高效液相色谱法PPT学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气相色谱法和高效液相色谱法PPT学习教案.pptx（77页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学 1气相色谱法和高效(o xio)液相色谱法第一页，共77页。2应用(yngyng)举例(HPLC)第1页/共77页第二页，共77页。3 第一节 概 述n n 色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特（Tsweett)分离植物色素时采用。后来不仅用于分离有色物质，还用于分离无色物质，并出现了种类繁多的各种色谱法。许多气体、液体和固体样品都能找到合适(hsh)的色谱法进行分离和分析。目前色谱法已广泛应用于许多领域，成为十分重要的分离分析手段。第2页/共77页第三页，共77页。4茨维特的实验(shyn)第3页/共77页第四页，共77页。5石油醚碳酸钙颗粒色素玻璃柱概述(i sh)n n 色谱
2、法：利用组分 色谱法：利用组分(z(z fn)fn)在两相间分配 在两相间分配系数不同而进行分离 系数不同而进行分离的技术 的技术n n 流动相：在管内自 流动相：在管内自上而下连续流动的流 上而下连续流动的流体（液体或气体）。体（液体或气体）。n n 固定相：装填在 固定相：装填在玻璃管或金属管中固 玻璃管或金属管中固定不动的一相。定不动的一相。n n 色谱柱：装填有固 色谱柱：装填有固定相的玻璃管或金属 定相的玻璃管或金属管。管。第4页/共77页第五页，共77页。6概述(i sh)n n 不管属于哪一类色谱法，其共同的基本特点是具备两个相：不动的一相，称一为固定相；另一相是携带样品流过固定
3、相的流动体，称为流动相。当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质(xngzh)和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。第5页/共77页第六页，共77页。7色谱法分类(fn li)n n 1 1按两相状态分类 按两相状态分类n n 气相色谱（气相色谱（GC GC）：流动相为气体的色谱法。）：流动相为气体的色谱法。n n 根据固定相是固体吸附剂还是 根据固定相是固体吸附剂还是(hi shi)(hi shi)固定液 固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液
4、体），又（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（可分为气固色谱（GS C GS C）和气液色谱（）和气液色谱（GLC GLC）n n 液相色谱（液相色谱（LC LC）：流动相为液体的色谱法。同理，）：流动相为液体的色谱法。同理，液相色谱亦可分为液固色谱（液相色谱亦可分为液固色谱（LSC LSC）和液液色谱）和液液色谱（LLC LLC）n n 超临界流体色谱（超临界流体色谱（SFC SFC）：流动相为超临界流体的）：流动相为超临界流体的色谱法。色谱法。第6页/共77页第七页，共77页。8色谱法分类(fn li)n n 2 2按分离机理分类 按分离机理分类n n 利用 利用(
5、lyng)(lyng)组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分 组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。离的方法，称为吸附色谱法。n n 利用 利用(lyng)(lyng)组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法 组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。称为分配色谱法。n n 利用 利用(lyng)(lyng)组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到 组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。分离的方法，称为离子交换色谱法。n n 利用 利用(lyng)(lyng
6、)大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的 大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。方法，称为凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法。n n 最近，又有一种新分离技术，利用 最近，又有一种新分离技术，利用(lyng)(lyng)不同组分与固定相（固定化 不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白 分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离。质的分离。第7页/共77页第八页，共77页。9色谱法分析(fnx)的基本原理n n一、分配系数Kp和分配比k n n1分配系数 Kp n n
7、 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。它是指在一定(ydng)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 第8页/共77页第九页，共77页。10色谱法分析(fnx)的基本原理n n 2.分配比kn n 分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间(xingjin)分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。即 第9页/共77页第十页，共77页。11色谱法分析(fnx)的基本原理n n
8、k k值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的容量大，因此又称分配容量或容量因子。它 柱的容量大，因此又称分配容量或容量因子。它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。k k值也决定于组分及固定相热力学性质。它不仅随 值也决定于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、柱压变化 柱温、柱压变化(binhu)(binhu)而变化 而变化(binhu)(binhu)，而且还，而且还与流动相及固定相的体积有关。与流动相及固定相的体积有关。n n 式中 式中Cs Cs，Cm Cm分别为组分在固定相和流动相的浓
9、度；分别为组分在固定相和流动相的浓度；Vm Vm为柱中流动相的体积，即柱内固定相颗粒间的 为柱中流动相的体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积，近似等于死体积。空隙体积，近似等于死体积。Vs Vs为柱中固定相的 为柱中固定相的体积，在各种不同的类型的色谱中有不同的含义。体积，在各种不同的类型的色谱中有不同的含义。例如：在分配色谱中，例如：在分配色谱中，Vs Vs表示固定液的体积；在 表示固定液的体积；在尺寸排阻色谱中，则表示固定相的孔体积。尺寸排阻色谱中，则表示固定相的孔体积。第10页/共77页第十一页，共77页。12色谱法分析(fnx)的基本原理n n 3.3.分配 分配(fnpi)(fnpi)
10、系数 系数K K与分配 与分配(fnpi)(fnpi)比 比k k的关系 的关系n n 其中 其中 称为相比率，它是反映各种色谱柱型特点的又 称为相比率，它是反映各种色谱柱型特点的又一个参数。一个参数。第11页/共77页第十二页，共77页。13第二节 色谱(s p)流出曲线及有关术语一流出曲线(qxin)和色谱峰第12页/共77页第十三页，共77页。14色谱(s p)流出曲线及有关术语n n色谱(s p)流出曲线：n n从载气带着组分进入色谱(s p)柱起就用检测器检测流出柱后的气体，并用记录器记录信号随时间变化的曲线，此曲线就叫色谱(s p)流出曲线，当待测组分流出色谱(s p)柱时，检测器
11、就可检测到其组分的浓度，在流出曲线上表现为峰状，叫色谱(s p)峰。第13页/共77页第十四页，共77页。15色谱(s p)流出曲线及有关术语n n 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线的线性范围内，色谱峰 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线的线性范围内，色谱峰如果对称 如果对称(duchn)(duchn)，可用，可用Gauss Gauss正态分布函数表示：正态分布函数表示：n n 式中：式中：C C不同时间 不同时间t t时某物质的浓度，时某物质的浓度，C0 C0进样浓度，进样浓度，tr tr保留时 保留时间，间，标准偏差。标准偏差。第14页/共77页第十五页，共77页。16色谱色谱(
12、s p)(s p)流出曲线及有关术语流出曲线及有关术语n n 二、基线 二、基线n n 是柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录值，是柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录值，即图中 即图中Ot Ot线稳定的基线应该是一条水平直线 线稳定的基线应该是一条水平直线(zhxin)(zhxin)n n 三、峰高（三、峰高（h h）n n 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h h表示，如图中 表示，如图中BA BA 第15页/共77页第十六页，共77页。17保留值 保留值n n 1 1保留时间 保留时间tR tR n n 试样从进样开始 试样从进样开始(ki
13、sh(kish)到柱后出现峰极大点时所经历 到柱后出现峰极大点时所经历的时间，称为保留时间，如图中 的时间，称为保留时间，如图中 OB OB它相应于样品 它相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间 到达柱末端的检测器所需的时间 第16页/共77页第十七页，共77页。18保留值保留值n n 2 2死时间 死时间tM tM n n 不被固定 不被固定(gdng)(gdng)相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极 相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间。如图中 大值所需的时间称为死时间。如图中 OA OA。n n 3 3调整保留时间 调整保留时间tR tRn
14、 n 某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即 某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即 tR=tR-tM tR=tR-tM第17页/共77页第十八页，共77页。19保留值n n 由于组份在色谱柱中的保留时间tR包含了组份随流动相通过柱子所需的时间和组份在固定相中滞留所需的时间，所以(suy)tR实际上是组份在固定相中停留的总时间保留时间可用时间单位（如s）或距离单位（如cm）表示。n n 保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组份的保留时间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体积等参数进行定性检定第18页/共77页第十九页，共77页。20保留值n
15、n 4 4保留体积 保留体积 VR VRn n 指从进样开始到被测组份在柱后出现浓 指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留 度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间 体积与保留时间t t。的关系如下：。的关系如下：VR=tRqv,0 VR=tRqv,0 n n qv,0 qv,0为色谱 为色谱(s p(s p)柱出口载气流量，以 柱出口载气流量，以mL/min mL/min计。计。第19页/共77页第二十页，共77页。21保留值n n 5死体积(tj)VM n n 指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空
16、间的总和当后两项很小而可忽略不计时，死体积(tj)可由死时间与流动相体积(tj)流速qv,0（mLmin）计算：n n VM=tMqv,0 n n 6调整保留体积(tj)VRn n 某组份的保留体积(tj)扣除死体积(tj)后，称该组份的调整保留体积(tj)，即n n VR=VR-VM=tRqv,0第20页/共77页第二十一页，共77页。22保留值n n 7 7相对保留值 相对保留值21 21 n n 某组份 某组份2 2的调整保留值与组份 的调整保留值与组份1 1的调整保留值之比，称 的调整保留值之比，称为相对保留值：为相对保留值：n n 由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，而与柱 由
17、于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它是色 径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它是色谱法中，特别是气相色谱法中，广泛 谱法中，特别是气相色谱法中，广泛(gu(gu ngfn)ngfn)使用的 使用的定性数据。必须注意，相对保留值绝对不是两个组份保 定性数据。必须注意，相对保留值绝对不是两个组份保留时间或保留体积之比。留时间或保留体积之比。第21页/共77页第二十二页，共77页。23区域区域(qy)(qy)宽度宽度n n色谱峰的区域宽度是组份在色谱色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数，它反映了柱中谱带扩张的函数，它反映了色谱操
18、作条件的动力学因素度色谱操作条件的动力学因素度量色谱峰区域宽度通常有三种方量色谱峰区域宽度通常有三种方法：法：n n 1.1.标准偏差标准偏差 n n 流出曲线上二拐点间距离之半，流出曲线上二拐点间距离之半，即即0.6070.607倍峰高处色谱峰宽的一倍峰高处色谱峰宽的一半半(ybn)(ybn)。n n 2.2.半峰宽半峰宽Wh/2 Wh/2 n n 即峰高一半即峰高一半(ybn)(ybn)处对应的峰处对应的峰宽，它与标准偏差宽，它与标准偏差的关系是：的关系是：n n Wh/2 Wh/2=2.354=2.354第22页/共77页第二十三页，共77页。24色谱色谱(s p)(s p)流出曲线及有
19、关术语流出曲线及有关术语n n 3.峰宽Wn n 即色谱峰两侧(lin c)拐点上的切线在基线上的截距，如图中IJ的距离它与标准偏差的关系是：n n W=4 第23页/共77页第二十四页，共77页。25塔板理论(lln)n n 最早由Martin等人提出塔板理论，把色谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时引入理论塔板数作为(zuwi)衡量柱效率的指标。第24页/共77页第二十五页，共77页。26塔板理论(lln)n n 由塔板理论推导出的理论塔板数 由塔板理论推导出的理论塔板数n n的计算公式如下 的计算公式如下(rxi)(rxi)：n n 而理论塔板高度
20、（而理论塔板高度（H H）即：）即：n n 从上两式可以看出，色谱峰 从上两式可以看出，色谱峰Y Y越小，越小，n n就越大，而 就越大，而H H就越小，柱效能越高。因此，就越小，柱效能越高。因此，n n和 和H H是描述柱效能的 是描述柱效能的指标。指标。第25页/共77页第二十六页，共77页。27塔板理论(lln)n n 由于死时间tm包括在tR中，而实际上tm不参与柱内分配，所计算的n值偏大，H偏小，与实际柱效能相差甚远。所以(suy)，采用有效理论塔板数n有效和有效塔板高H有效评价柱效能更为合理。第26页/共77页第二十七页，共77页。28n n 塔板理论(lln)的贡献n n 塔 塔
21、板 板理 理论 论有 有助 助于 于我 我们 们形 形象 象的 的理 理解 解色 色谱 谱(s(s p)p)的分离过程。的分离过程。n n 导 导出 出色 色谱 谱(s(s p)p)流 流出 出曲 曲线 线方 方程 程，它 它符 符合 合高 高斯 斯分布，与实验现象相吻合。分布，与实验现象相吻合。n n 导 导出 出理 理论 论塔 塔板 板数 数的 的计 计算 算公 公式 式，作 作为 为柱 柱效 效的 的评 评价指标。价指标。第27页/共77页第二十八页，共77页。29n n 塔板理论(lln)的局限n n 塔 塔板 板高 高度 度H H是 是一 一个 个抽 抽象 象的 的物 物理 理量 量
22、，它 它的 的色 色谱 谱本 本质 质(bnzh)(bnzh)是 是什 什么 么？它 它与 与哪 哪些 些参 参变 变量 量有 有关 关，又 又怎 怎样 样影 影响 响峰的扩张？对实验的指导意义有限。峰的扩张？对实验的指导意义有限。n n 不能解释流速对理论塔板数的影响。不能解释流速对理论塔板数的影响。n n 有 有些 些假 假设 设不 不合 合理 理，如 如没 没有 有考 考虑 虑纵 纵向 向扩 扩散 散对 对色 色谱 谱分 分离的影响等。离的影响等。第28页/共77页第二十九页，共77页。30速率(sl)理论n n 1956 1956年荷兰学者 年荷兰学者Van Deemter Van D
23、eemter等在研究气液色谱时，提出了色谱过程动力学 等在研究气液色谱时，提出了色谱过程动力学理论 理论 速率理论。他们吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分 速率理论。他们吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响 在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响(y(y ngxi ngxi ng)ng)板高的各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。板高的各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。Van Van Deemter Deemter方程的数学简化式为 方程的数学简化式为 n n 式中 式中u u为
24、流动相的线速度；为流动相的线速度；A A，B B，C C为常数，分别代表涡流扩散项系数、分子 为常数，分别代表涡流扩散项系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。扩散项系数、传质阻力项系数。n n 现分别叙述各项系数的物理意义。现分别叙述各项系数的物理意义。第29页/共77页第三十页，共77页。311）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(shjin)不同峰形展宽。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。可见，使用(sh
25、yng)细粒的固定相并填充均匀可减小A，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0。流动(lidng)方向第30页/共77页第三十一页，共77页。32涡流涡流(wli)(wli)扩散项扩散项n n A=2dp涡流(wli)扩散项均匀(jnyn)性因子粒径第31页/共77页第三十二页，共77页。33n n 涡流(wli)扩散项An n 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(wli)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
26、，从而使色谱峰产生扩散。第32页/共77页第三十三页，共77页。34速率(sl)理论n n 2.2.分子扩散项 分子扩散项B/u B/u（纵向扩散项）（纵向扩散项）n n 纵向分子扩散是由浓度梯度造成的。组分从柱 纵向分子扩散是由浓度梯度造成的。组分从柱入口加入，其浓度分布的呈 入口加入，其浓度分布的呈“塞子 塞子”状。如图所示。状。如图所示。它随着流动相向前 它随着流动相向前(xin(xin qin)qin)推进，由于存在浓度 推进，由于存在浓度梯度，梯度，“塞子 塞子”必然自发地向前 必然自发地向前(xin(xin qin)qin)和向后扩 和向后扩散，造成谱带展宽。分子扩散项系数为：散，
27、造成谱带展宽。分子扩散项系数为：B 2Dg 第33页/共77页第三十四页，共77页。35B/u 分子(fnz)扩散项 B=2 Dg：弯曲因子，填充柱色谱，1。Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2s-1）(1)存在着浓度差，产生纵向扩散;(2)扩散导致色谱峰变宽，H(n)，分离变差;(3)分子扩散项与流速有关，流速，滞留(zhli)时间，扩散;(4)扩散系数：Dg(M载气)-1/2；M载气，B值。第34页/共77页第三十五页，共77页。36速率(sl)理论n n 3传质阻力项Cun n由于气相色谱以气体为流动(lidng)相，液相色谱以液体为流动(lidng)相，它们的传质过程不完全相同
28、，现分别讨论之。n n对于气液色谱，传质阻力系数C包括气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数Cl两项，即 n n CCgCl 第35页/共77页第三十六页，共77页。37速率(sl)理论n n 气相传质 气相传质(chun zh)(chun zh)过程是指试样组分从气相移动到固定相表面的过程。这一过 过程是指试样组分从气相移动到固定相表面的过程。这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。有的分子还来不及进 程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。有的分子还来不及进入两相界面，就被气相带走；有的则进入两相界面又来不及返回气相。这样，使 入两相界面，就被气相带走；有的则
29、进入两相界面又来不及返回气相。这样，使得试样在两相界面上不能瞬间达到分配平衡，引起滞后现象，从而使色谱峰变宽。得试样在两相界面上不能瞬间达到分配平衡，引起滞后现象，从而使色谱峰变宽。对于填充柱，气相传质 对于填充柱，气相传质(chun zh)(chun zh)阻力系数 阻力系数Cg Cg为 为n n 式中 式中k k为容量因子。由上式看出，气相传质 为容量因子。由上式看出，气相传质(chun zh)(chun zh)阻力与填充物粒度的平方 阻力与填充物粒度的平方成正比、与组分在载气流中的扩散系数成反比。因此，采用粒度小的填充物和相 成正比、与组分在载气流中的扩散系数成反比。因此，采用粒度小的填
30、充物和相对分子质量小的气体（如氢气）做载气，可使 对分子质量小的气体（如氢气）做载气，可使Cg Cg减小，提高柱效。减小，提高柱效。第36页/共77页第三十七页，共77页。38n n 4 4）流速）流速u un n 由方程 由方程(fngchng)H=A+B/u+Cu(fngchng)H=A+B/u+Cu知道：知道：n n 当 当u u一 一定 定时 时，仅 仅在 在A A、B B、C C 较 较小 小时 时，H H 较 较小 小，柱 柱效 效较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。n n 以 以u u对 对H H作 作图 图，可 可得 得H-u H-u曲 曲线
31、 线（如 如图 图），从 从该 该曲 曲线 线得到：得到：第37页/共77页第三十八页，共77页。39板高，H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u第38页/共77页第三十九页，共77页。40四、分离四、分离(fnl)(fnl)度与基本色谱分离度与基本色谱分离(fnl)(fnl)方程式方程式n n 图说明了柱效和选择性对分离的影 图说明了柱效和选择性对分离的影响。图中（响。图中（a a）两色谱峰距离近并）两色谱峰距离近并且峰形宽。两峰严重相叠，这表示 且峰形宽。两峰严重相叠，这表示(bi(bi osh)osh)选择性和柱效都很差。选择性和柱效都很差。图中（图中（b b）虽然两峰距
32、离拉开了，）虽然两峰距离拉开了，但峰形仍很宽，说明选择性好，但 但峰形仍很宽，说明选择性好，但柱效低。图中（柱效低。图中（c c）分离最理想，）分离最理想，说明选择性好，柱效也高。说明选择性好，柱效也高。第39页/共77页第四十页，共77页。41分离(fnl)度与色谱分离(fnl)基本方程式n n 由此可见，单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中分离 由此可见，单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中分离(fnl)(fnl)情 情况，故需引人一个综合性指标 况，故需引人一个综合性指标 分离 分离(fnl)(fnl)度 度R R。分离。分离(fnl)(fnl)度是既能反 度是既能反映柱
33、效率又能反映选择性的指标，称总分离 映柱效率又能反映选择性的指标，称总分离(fnl)(fnl)效能指标。分离 效能指标。分离(fnl)(fnl)度又叫分辨率，它定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽 度又叫分辨率，它定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和之半的比值，即 总和之半的比值，即n n R R值越大，表明相邻两组分分离 值越大，表明相邻两组分分离(fnl)(fnl)越好。一般说，当 越好。一般说，当R R 1 1时，两峰有部 时，两峰有部分重叠；当 分重叠；当R R 1 1时，分离 时，分离(fnl)(fnl)程度可达 程度可达98 98；当；当R R 1.
34、5 1.5时，分离 时，分离(fnl)(fnl)程度可达 程度可达99.7 99.7。通常用。通常用R=1.5 R=1.5作为相邻两组分已完全分离 作为相邻两组分已完全分离(fnl)(fnl)的标志。的标志。第40页/共77页第四十一页，共77页。422 色谱(s p)定量分析n n(1)色谱定量基础(jch)n n 色 谱 定 量 分 析 是 基 于 被 测物 质 的 量 与 峰 面 积 成 正 比。在一定色谱条件下有：第41页/共77页第四十二页，共77页。43校正因子的测量校正因子的测量(cling)(cling)与计算与计算n n 相对校正因子 相对校正因子n n 由 由于 于绝 绝对
35、 对校 校正 正因 因子 子与 与仪 仪器 器的 的灵 灵敏 敏度 度有 有关 关，又 又由 由于 于灵 灵敏 敏度 度与 与实 实验 验条 条件 件相 相关 关，且 且每 每一 一检 检测 测器 器的 的灵 灵敏 敏度 度都 都是 是不 不同 同的 的，它 它不 不容 容易 易(rngy)(rngy)测 测量 量准 准确 确，亦 亦无 无通 通用 用性 性，所 所以 以实 实际 际工 工作 作中 中使 使用相对校正因子。用相对校正因子。第42页/共77页第四十三页，共77页。44n n 相对相对(xingdu)(xingdu)校正因子的校正因子的表达式表达式n n 质量 质量(zhling)
36、(zhling)校正因子 校正因子 n n 摩尔校正因子 摩尔校正因子 n n 相对响应值 相对响应值 被测组分(zfn)的质量标准物质量分子量第43页/共77页第四十四页，共77页。45n n 相对校正 相对校正(jiozhng)(jiozhng)因子的测量 因子的测量n n 理论上相对校正因子与试样、标准物质、检测器类型、理论上相对校正因子与试样、标准物质、检测器类型、载气类型有关，与其它色谱条件无关。载气类型有关，与其它色谱条件无关。n n 无纯物质时或对结果准确度要求不高时，相对校正因 无纯物质时或对结果准确度要求不高时，相对校正因子可通过查表得。子可通过查表得。n n 即无纯物，手册
37、 即无纯物，手册(sh(sh uc)uc)上又无数据时，可用一些计 上又无数据时，可用一些计算方法估算这些物质的相对校正因子。算方法估算这些物质的相对校正因子。第44页/共77页第四十五页，共77页。46定量(dngling)方法n n 校正 校正(jiozhng)(jiozhng)归一化法 归一化法 含归 含归一化 一化n n 内标法 内标法 含内标标准曲线法 含内标标准曲线法n n 外标法 外标法 含单点校正 含单点校正(jiozhng)(jiozhng)第45页/共77页第四十六页，共77页。47n n 校正(jiozhng)归一化法推导(tudo)：第46页/共77页第四十七页，共77
38、页。48n n应用范围：当试样中各组分都能流出色谱柱，且在检测器上均有响应，各组分峰没有重叠时，可用此法。n n优点：简便、准确，当操作条件如进样量等变化时，对定量结果影响很小，该法适合于常量物质(wzh)的定量。n n缺点：对该法的苛刻要求限制了它的使用。第47页/共77页第四十八页，共77页。49 归一化法 归一化法n n 若 若各 各组 组分 分的 的定 定量 量(dngling)(dngling)校 校正 正因 因子 子相 相近 近或 或相同，则上式可简化为：相同，则上式可简化为：第48页/共77页第四十九页，共77页。50n n 内标法内标法n n推导n n 将一定量的纯物质(wzh
39、)作为内标物，加入到准确称量的试样中。第49页/共77页第五十页，共77页。51n n 适用范围：当只需测定试样中某几个组分，且 适用范围：当只需测定试样中某几个组分，且试样中所有组分不能全部出峰时可用。试样中所有组分不能全部出峰时可用。n n 优点：受操作条件的影响较小，定量结果 优点：受操作条件的影响较小，定量结果(ji(ji gu gu)较准确，使用上不象归一化法那样受到限制，较准确，使用上不象归一化法那样受到限制，此法适合于微量物质的分析。此法适合于微量物质的分析。n n 缺点：每次分析必须准确称量被测物和内标物，缺点：每次分析必须准确称量被测物和内标物，不适合于快速分析。不适合于快速
40、分析。第50页/共77页第五十一页，共77页。52n n 外标法（标准 外标法（标准(biozh(biozh n)n)曲线法）曲线法）n n 用于常规分析 用于常规分析n n 优 优点 点：操 操作 作简 简单 单(ji(ji ndn)ndn)，计算方便。，计算方便。n n 缺 缺点 点：结 结果 果的 的准 准确 确度 度取 取决 决于 于进 进样 样量 量的 的重 重现 现性 性和 和操 操作 作条 条件 件的稳定性。该法必须定量进样。的稳定性。该法必须定量进样。第51页/共77页第五十二页，共77页。53 单点校正 单点校正(jiozhng)(jiozhng)n n 当 当被 被测 测试
41、 试样 样中 中各 各组 组分 分的 的浓 浓度 度变 变化 化范 范围 围不 不大 大时 时而用单点校正法。而用单点校正法。n n 即 即配 配制 制一 一个 个与 与被 被测 测组 组分 分含 含量 量十 十分 分接 接近 近的 的标 标准 准溶 溶液 液，定 定量 量(dngling)(dngling)进 进样 样，计 计算 算被 被测 测物 物的 的含 含量。量。第52页/共77页第五十三页，共77页。归一化法 内标法 外标法适用范围 各组分都能能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰。当只需要测定试样中的某几个组分，而试样不能全部出峰的情况。适用于常规分析优点 简便、准确，当条件改变时，
42、对结果影响小，适合于常量物质的定量。定量较准确，无归一化法的限制，适用于微量物质的分析操作简单，计算方便缺点 该法的苛刻要求限制了它的使用每次准确称取试样和内标物的质量，不适于快速控制分析。结果的准确度取决于进样量的重现行和操作条件的稳定性。54第53页/共77页第五十四页，共77页。11-3 气相色谱法概述(i sh)55第54页/共77页第五十五页，共77页。用气体作为(zuwi)流动相的色谱法称为气相色谱法。56第55页/共77页第五十六页，共77页。(一)气相色谱(s p)流程 气相色谱(s p)法用于分离分析样品的基本过程如下图：图12.5 气相色谱(s p)过程示意图载气系统、进样
43、系统、色谱(s p)柱、检测器、记录系统。157第56页/共77页第五十七页，共77页。柱长(米)I.D.(mm).5-102-45-100.5305-100.1-.25填充(tinchng)柱530系列(xli)柱细孔径(kngjng)柱填充柱 开管柱（毛细管柱）壁涂开管柱11-4 气相色谱固定相色谱柱类型58第57页/共77页第五十八页，共77页。气相色谱柱中固定相是影响组分分配(fnpi)系数的主要因素气固色谱(GSC)(GLC)流动相 固定相气态 固态气液色谱气态 液态固定(gdng)相59第58页/共77页第五十九页，共77页。11-5 气相色谱检测器n n热导池检测器热导池检测器n
44、 n 常用常用(chn(chn yn yn)TCD)TCD表示。由于结构简单，灵敏度适表示。由于结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，而且对所有物质都有响应，因此是应用宜，稳定性较好，而且对所有物质都有响应，因此是应用最广、最成熟的一种检测器。最广、最成熟的一种检测器。n n热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系数不同，采用热敏元件进行检测的。数不同，采用热敏元件进行检测的。60第59页/共77页第六十页，共77页。热电检测器(Thermal Conductivity Detector,TCD)电桥(din qio)线路示意图 61第60页/共77页第六十
45、一页，共77页。2.2.氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器（氢火焰离子化检测器（FID FID）简称氢焰检测器。它具）简称氢焰检测器。它具有结构简单，灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好 有结构简单，灵敏度高，死体积小，响应快，稳定性好的特点，是目前常用的检测器之一。但是 的特点，是目前常用的检测器之一。但是(dnsh)(dnsh)，它，它仅对含碳有机化合物有响应，对某些物质，如永久性气 仅对含碳有机化合物有响应，对某些物质，如永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等 体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等不产生信号或者信号很弱。不产生信号或者
46、信号很弱。氢焰检测器是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，氢焰检测器是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳化合物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场 利用含碳化合物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号 作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分。强度，检测被色谱柱分离出的组分。62第61页/共77页第六十二页，共77页。氢焰检测器图（图（Flame Ionization Detector,FID Flame Ionization Detector,FID）示意图）示意图63第62页/共77页第六十三页，共77页。1
47、1-6 11-6 气相色谱操作气相色谱操作(cozu)(cozu)条件的选择条件的选择 载气种类及流速的选择 柱温的选择 柱长和内经的选择 进样量和进样时间的选择 气化(q hu)温度的选择64第63页/共77页第六十四页，共77页。11-8 高效(o xio)液相色谱分析第64页/共77页第六十五页，共77页。高效(o xio)液相色谱法的特点n n 高压：高压：150 150 350105Pa 350105Pan n 高速 高速(o s)o s)n n 高效：气相色谱 高效：气相色谱n n约为 约为2000 2000塔板 塔板/米 米n n 液相色谱 液相色谱n n约为 约为30000 3
48、0000塔板 塔板/米 米n n 高灵敏度：紫外检测器：高灵敏度：紫外检测器：10-9g 10-9gn n 荧光检测器：荧光检测器：10-11g 10-11g第65页/共77页第六十六页，共77页。11-9 高效(o xio)液相色谱仪 一般具有：贮液器、高压泵、梯度洗提装置、进样器、色谱(s p)柱、检测器、数据记录和处理系统。第66页/共77页第六十七页，共77页。检测器 紫外光度检测器（ultraviolet photometric detector）：常用型检测器，检测限可达10-9gmL-1 优点(yudin)：这种检测器对温度和流速不敏感，适宜于梯度洗提 缺点：不能用于对紫外-可见
49、光完全不吸收的试样的检测第67页/共77页第六十八页，共77页。第68页/共77页第六十九页，共77页。n n 光电二极管阵列检测器（photo-diode array detector）是紫外可见光度检测器的一个(y)重要进展。第69页/共77页第七十页，共77页。n n 荧光检测器（fluorescence detector）n n 优点：一般情况下，荧光检测器比紫外光度检测器的灵敏度要高2个数量级n n 缺点：其线性范围约为103n n 只能(zh nn)分析自身发光的物质 第70页/共77页第七十一页，共77页。第71页/共77页第七十二页，共77页。n n 示差折光检测器（diffe
50、rential refractive index detector）：利用折光率的差别进行检测，是通用型检测器n n 缺点：灵敏度低，温度要求(yoqi)严格第72页/共77页第七十三页，共77页。n n 电导检测器：是离子色谱法中使用最广泛的检测器。n n 原理：根据物质在某些介质中电离后所产生电导变化来测定电离物质含量。n n 缺点：受温度的影响(yngxing)较大，严格控制温度。第73页/共77页第七十四页，共77页。11-10 11-10 高效高效(o xio)o xio)液相色谱法的主要分液相色谱法的主要分离类型离类型n n 液 液-液分配 液分配(fnpi)(fnpi)色谱法（色