仪器分析色谱法导论.pptx

第十八章色谱法导论概述一、色谱法（chromatography）色谱法简史二、色谱法的分类2、按固定相的固定方式分类3、按分离过程的机制分类三、色谱法的特点和应用色谱分离原理分配系数和分配比1、分配系数K2、分配比k’4、基本保留方程色谱图及常用术语一、基线拐点间距离的一半，即图中1/2EF。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，可用Gauss正态分布函数表示：拖尾峰：当As大于1时，色谱峰的形状是前半部分信号增加快，后半部分信号减少慢。引起峰拖尾的主要原因是溶质在固定相中存在吸附作用，因此，拖尾峰也称为吸附峰。伸舌峰：当As小于1时，色谱峰是前半部分信号增加慢，后半部分信号减小快。因为伸舌峰主要是固定相不能给溶质提供足够数量合适的作用位置，使一部分溶质超过了峰的中心，即产生了超载，所以也称超载峰。色谱流出曲线的意义四、保留值从进样开始到色谱峰最大值出现时所需要的时间，称为保留时间。4、保留体积从进样开始到色谱峰最大值出现时所通过的流动相的体积，其单位为mL。（二）保留值与平衡常数K的关系由此可推导：小结：色谱法基本理论把色谱柱比作分馏塔，引用处理分馏过程的概念和理论来解释色谱的分离过程。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：流出曲线的形状和浓度极大的位置按上述分配过程，对于n=5，k=1，m=1的体系，随着脉动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（气液两相中的总质量）见上表。由塔板理论可建立流出曲线方程：由流出曲线方程可推出：有效理论塔板高度和有效理论塔板数有效理论塔板数与容量因子的关系小结：塔板理论是一种半经验性的平衡理论二、速率理论（1）涡流扩散项－A（2）分子扩散项—B讨论：Dg随柱温升高而增加，随柱压降低而减小；流动相分子量大，Dg小，即B小；u增加，组份停留时间短，纵向扩散小；对于液相色谱，因Dm较小，B项可忽略。（3）传质阻力项—Cu采用细颗粒、增大组分在流动相中的扩散系数Dm（采用分子量小的流动相，使组分分子在流动相中的扩散系数增加）、适当降低流动相线速度等均可使流动相传质阻力减小。气相传质阻力：将A、B、C值分别代入色谱板高方程式中：vanDeemter方程的H-u曲线在某一流速（最佳线速度）下有一板高的极小值（最小板高），相应的柱效最高。LC的最小板高比GC的小一个数量级以上，（理论上）说明柱效LC比GC高得多，由于LC的最佳流速很小，若使用，则分析时间太长，故实际使用的流速比最佳流速高很多。粒度越细，板高越小，受线速度影响亦小。在HPLC分析中采用细粒作固定相的理论根据！但颗粒细导致柱流速慢，当采用高压技术，才能实现HPLC的分析要求。（5）速率理论的要点2、影响色谱带展宽的其他因素（3）柱外效应在色谱柱以外的降低柱分离效率的现象称为柱外效应。造成柱外效应的因素有两类：柱前后死体积和与进样有关的技术。后者包括进样速度慢，进样量大及气化温度不够高等。对组分在两相中的分配系数不起任何作用，反而造成谱带展宽。因此，必须将柱外效应抑制到最低程度。分离度一、分离度的定义时，峰间距离等于，称为分离。此时，峰有2%的相互重叠。时，峰间距离等于，称为分离，峰重叠小于1%，可以认为两峰已经完全分开。若值更大，分离效果会更好，但会延长分析时间。二、分离度公式三、分离度的最佳化（二）参数影响2、分离度与的关系由图看出：当k＞10时，随容量因子增大，分离度的增长是微乎其微的。一般取k为1～10最宜。对于GC，通过提高温度，可选择合适的k值，以改进分离度。而对于LC，只要改变流动相的组成，就能有效地控制k值。它对LC的分离能起到立竿见影的效果3、分离度与的关系色谱柱温度在色谱分离中所起作用样品量的影响某商品色谱柱有关说明书内容为“SE-54”GC柱，柱效2500，这种表示方法正确吗？为什么？例1：如果柱长L2为1m时，分离度为0.8，要实现完全分离(R＝1.5)，色谱柱Ll至少应有多长?例2：用3m长的填充柱得到如图所示的色谱流出曲线，为了得到R＝1.5的分离度，填充柱最短需要多少米?例3：已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=0.08cm；B=0.65cm2/s;C=0.003s,求最佳线速度u和最小塔板高H。解：欲求u最佳和H最小,要对速率方程微分,即dH/du＝d(A+B/u+Cu)/du＝-B/u2+C＝0而,最佳线速:u最佳＝(B/C)1/2最小板高:H最小＝A+2(BC)1/2可得u最佳＝(0.65/0.003)1/2＝14.7cm/sH最小＝0.08+2(0.65×0.003)1/2＝0.1683cm色谱定性和定量分析（一）利用纯物质对照定性（二）相对保留值法（四）保留指数定性法例：在15%OV-17柱上(柱温105℃)测得甲烷tM=3.0mm，正壬烷