色谱基本理论

色谱基本理论（二）基线（baseline）1、基线

（baseline）在正常操作条件下，仅有流动相通过时响应信号－时间曲线。2、基线噪声（baselinenoise）由各种因素所引起的基线波动。(一般计算峰前后1-2min内的噪声）3、基线漂移（baselinedrift）

基线随时间定向的缓慢移动第2页,共139页，2024年2月25日，星期天（三）色谱峰（chromatographicpeak）1、正常色谱峰：呈正态分布2.拖尾峰（tailingpeak）：前沿陡峭，后沿拖尾的不对称色谱峰3、前伸峰（leadingpeak）:前沿平缓，后沿陡峭的不对称色谱峰第3页,共139页，2024年2月25日，星期天4.不对称度（As）或拖尾因子(T)（tailingfactor）

As(不对称因子)=B/A（x=0.10h）

T(拖尾因子)=（A+B）/2A（x=0.05h）第4页,共139页，2024年2月25日，星期天AsymmetryAfactordescribingtheshapeofachromatographicpeak.TheoryassumesaGaussianshapepeakthatissymmetrical.Thepeakasymmetryfactoristheratio(at10percentofthepeakheight)ofthedistancebetweenthepeakapexandthebacksideofthechromatographiccurvetothedistancebetweenthepeakapexandthefrontsideofthechromatographiccurve.Avalue>1isatailingpeak,whileavalue<1isafrontingpeak第5页,共139页，2024年2月25日，星期天5.假峰（ghostpeak）又称鬼峰：由于仪器条件的变化等原因而在谱图上出现的色谱峰，即并非由试样所产生的峰。第6页,共139页，2024年2月25日，星期天色谱峰：

1个样品组分的色谱峰可用3个参数来描述，即峰高(或峰面积)、峰位和峰宽。峰高(或峰面积)用于定量；峰位用于定性；峰宽可用于衡量柱效。若描述一组色谱峰，还需用分离参数表述相邻峰的重叠程度。第7页,共139页，2024年2月25日，星期天二、保留值－定性参数（一）保留时间(retentiontime)（1）死时间(deadtime):tM（2）保留时间(retentiontime)（tR）（3）调整保留时间(adjustedretentiontime)（tR

＇）：tR＇=tR－tM（二）保留体积(retentionvolume)（1）死体积（VM）：

VM=tM×Fc（2）保留体积（VR）：VR=tR×Fc（3）调整保留体积(VR＇)：V

R＇=VR

－VM

Fc：载气流速（mL/min)第8页,共139页，2024年2月25日，星期天（1）死时间tM

一些不被固定相吸收或吸附的气体通过色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间（它正比于色谱柱的空隙体积）。如用热导池作检测器时，从注射空气样品到空气峰顶出现时的时间。以s或min为单位表示。第9页,共139页，2024年2月25日，星期天（2）保留时间(tR)

试样（某一组分）从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间为试样中某一组分的保留时间。以s或min为单位表示。第10页,共139页，2024年2月25日，星期天（3）调整保留时间

保留时间减去死时间即为调整保留时间:第11页,共139页，2024年2月25日，星期天（4）死体积

指色谱柱中不被固定相占据的空间及进样系统和到检测系统的总体积.当色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测系统的空间的总体积很小而可忽略不计时，等于死时间乘以载气的流速。第12页,共139页，2024年2月25日，星期天（

5）保留体积

从注射样品到经过柱后色谱峰顶出现时，通过色谱系统流动相的体积，一般可用保留时间乘载气流速求得，以mL为单位表示。

第13页,共139页，2024年2月25日，星期天（6）调整保留体积

保留体积减去死体积即为调整保留体积(VR－VM)。

第14页,共139页，2024年2月25日，星期天（三）相对保留值(r

21)

在一定色谱条件下被测组份2和组份1调整保留值之比。

r

21=α＝t’R2/t’R1

=V´R2/V´R1式中t’R2

——组份2的调整保留时间;t‘R1

——组份1的调整保留时间。它与流动相的流速和色谱柱的物理指标无关；仅与柱温和固定相的性质有关第15页,共139页，2024年2月25日，星期天（四）保留指数(retentionindex）t’R(x)---待测物X的调整保留时间t’R(z)---碳原子数为Z的正构烷烃的调整保留时间t’R(z+n)---碳原子数为z+n的正构烷烃的调整保留时间t’R(z)≤t’R(x)≤t’R(z+n)（通常n=1）规定正构烷烃的I值是其原子数的100倍，如：正庚烷I=700－第16页,共139页，2024年2月25日，星期天第17页,共139页，2024年2月25日，星期天第18页,共139页，2024年2月25日，星期天保留指数差化合物x在某一固定液s上测得的保留指数减去在角鲨烷（异三十烷）固定液上得到的保留指数。第19页,共139页，2024年2月25日，星期天（一）.区域宽度用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：（1）标准偏差(

)：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽(W1/2)：色谱峰高一半处的宽度W1/2=2.354

（3）峰底宽(W)：W=4

三、柱效参数第20页,共139页，2024年2月25日，星期天从色谱图中，可得许多信息：

(i)根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数；(ii)根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；(iii)根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；(iv)色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；(v)色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。第21页,共139页，2024年2月25日，星期天第2节色谱学基础理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。但是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。第22页,共139页，2024年2月25日，星期天它包括三个基本理论问题：①色谱过程热力学：色谱分离的第一个条件是两相邻组分保留值存在一定差别，洗出两个色谱峰具有足够远的距离。溶质、流动相、固定相的分子结构和溶质与固定相、流动相之间的分子作用力及分布平衡常数与色谱保留值的关系，即分子结构与保留值关系及溶质在各种色谱条件下保留值的变化规律是色谱热力学研究的主要课题；它是发展高选择性色谱体系，探讨色谱分离机理、评价色谱固定相、流动相，建立色谱定性方法的理论基础。第23页,共139页，2024年2月25日，星期天

2色谱过程动力学：色谱分离的第二个条件是色谱峰区域宽度要窄。色谱峰的宽窄与溶质在流动相和固定相的连续重复分配过程中流体分子扩散、传质等有关，色谱分离过程流体分子运动规律是色谱动力学的研究课题。它是发展高效色谱柱和色谱方法的理论基础。第24页,共139页，2024年2月25日，星期天③色谱分离理论：色谱实际分离既要求各组分保留值差别足够大，也要求色谱峰窄；而改变色谱条件两者均发生变化，即分离度随色谱条件变化．在解决多元混合物分离问题时，不仅要求各组分间达到一定分离度，还要求分离速度快，分离的组分多。这是一个与色谱热力学和动力学有关的综合性理论问题。它是研制和设计高效、高速、高选择性、高峰容量色谱柱材料、色谱体系和选择分离操作条件的理论基础。第25页,共139页，2024年2月25日，星期天3-1分布平衡(distributionequilibrium)第26页,共139页，2024年2月25日，星期天第27页,共139页，2024年2月25日，星期天Ka称为吸附平衡常数(adsoptionequilibriumconstant)第28页,共139页，2024年2月25日，星期天描述溶质在固定相和流动相中分布的另一个重要参数是分配容量k(partitioncapacity),也称为容量因子capacityfactor)或容量比(capacityratio),定义为溶质在固定相和流动相中分配量(重量、摩尔数)之比，用下式表示：第29页,共139页，2024年2月25日，星期天分配容量是描述溶质在两相中分布的简便形式。它将溶质在色谱系统中的分布与其热力学性质联系起来，是选择控制色谱条件的一个最重要的参数.k不仅与固定相、流动相性质及温度有关，还与色谱柱床的结构有关，但与流动相流速及柱长无关。第30页,共139页，2024年2月25日，星期天分配系数是由组分和固定相的热力学性质决定的，它是每一个溶质的特征值，与固定相和温度有关。它与两相体积、柱管的特性以及所使用的仪器无关。

2.分配比k

分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。即

k=组分在固定相中的质量/组分在流动相中的质量=

ms/mm第31页,共139页，2024年2月25日，星期天

k值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的容量大。它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。k值也决定于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关。

k=ms/mm=CsVS/CmVm

式中cs,cm分别为组分在固定相和流动相的浓度；Vm为柱中流动相的体积，近似等于死体积。Vs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。第32页,共139页，2024年2月25日，星期天

例如：在分配色谱中，Vs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。分配比k值可直接从色谱图中测得

k=(tr–t0)/t0=t

r/t0=V

r/V0

3.分配系数K与分配比k的关系

K=k.

其中β称为相比率，它是反映各种色谱柱柱型第33页,共139页，2024年2月25日，星期天特点的又一个参数。例如，对填充气相柱，其β值一般为5~35；对毛细管气相柱，其β值为50~200。4.分配系数K及分配比k

与选择因子α的关系

对A、B两组分的选择因子，用下式表示：

α=t

r

(A)/t

r

(B)=k（A）

/k（B）

=K（A）

/K（B）

通过选择因子α把实验测量值k与热力学性质的分配系数K直接联系起来，α对固定相的选择具有实际意义。如果两组分的K或k值相等，则α=1，两个组分的色谱峰必将重合，说明分不第34页,共139页，2024年2月25日，星期天开。两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件。下图是A、B两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓。

溶质A和B在沿柱移动时不同位置处的浓度轮廓浓度沿柱移动距离LABABKA>KB第35页,共139页，2024年2月25日，星期天

图中KA>KB

，因此，A组分在移动过程中滞后。随着两组分在色谱柱中移动距离的增加，两峰间的距离逐渐变大，同时，每一组分的浓度轮廓（即区域宽度）也慢慢变宽。显然，区域扩宽对分离是不利的，但又是不可避免的。若要使A、B组分完全分离，必须满足以下三点：第一，两组分的分配系数必须有差异；第二，区域扩宽的速率应小于区域分离的速度；第三，在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱。第36页,共139页，2024年2月25日，星期天

第一、二点是完全分离的必要条件。作为一个色谱理论，它不仅应说明组分在色谱柱中移动的速率，而且应说明组分在移动过程中引起区域扩宽的各种因素。塔板理论和速率理论均以色谱过程中分配系数恒定为前提，故称为线性色谱理论。第37页,共139页，2024年2月25日，星期天讨论：如何使A、B组分完全分离ABAB组分A、B在沿柱移动时不同位置的浓度轮廓浓度1.两组分的分配系数必须有差异2.区域宽度的扩展速度应小于区域分离的速度3.在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱第38页,共139页，2024年2月25日，星期天练习题1.混合样品a,b,c,d,e在柱上的分配系数分别为105，85，310，50，205，则各个组分流出柱的先后顺序为（）A

d，b，a，e，cB.c，d，a，b，eC.c，e，a，b，dD.a，b，c，d，e第39页,共139页，2024年2月25日，星期天下列参数改变时，会引起分配系数变化的是…………（）A柱长增加

B.固定相改变

C.相比减少

D.流动相流速增加

下列参数改变时，会引起分配比变大的是…………（）A柱长增加

B.固定相改变

C.相比减少

D.流动相流速增加

第40页,共139页，2024年2月25日，星期天

色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径，柱效与分离度的评价指标及其关系。组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制；（组分和固定液的结构和性质）色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；（两相中的运动阻力，扩散）两种色谱理论：塔板理论和速率理论；第41页,共139页，2024年2月25日，星期天

塔板理论的假设：(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；(2)将载气看作成脉动（间歇）过程；(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4)每次分配的分配系数相同。（5）所有物质在开始时全部进入零号塔板二、

塔板理论

（1）.塔板理论（platetheory）半经验理论；将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复（类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；第42页,共139页，2024年2月25日，星期天组分在n=5,k,=1,m=1柱内任一板上分配表载气体积01234柱出口N=010000010.50.5000020.250.50.2500030.1250.3750.3750.1250040.0630.250.3750.1250.063050.0320.1570.3130.3130.1570.03260.0160.0950.2350.3130.2350.07970.0080.0560.1160.2750.2750.11880.0040.0320.0860.1960.2750.13890.0020.0180.0590.1410.2460.138100.0010.1010.0380.1000.1890.118第43页,共139页，2024年2月25日，星期天

色谱柱长：L，

虚拟的塔板间距离：H，色谱柱的理论塔板数：n，则三者的关系为：

n=L/H理论塔板数与色谱参数之间的关系为：保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!第44页,共139页，2024年2月25日，星期天（2）.有效塔板数和有效塔板高度

单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度：第45页,共139页，2024年2月25日，星期天（二）塔板数和塔板高度柱效：也叫柱效能理论塔板数n有效塔板数neff理论塔板高度HH=L/n有效塔板高度HeffHeff=L/neff第46页,共139页，2024年2月25日，星期天得出色谱流出曲线方程：

C0:进样的浓度tR:保留时间σ:标准偏差第47页,共139页，2024年2月25日，星期天较好地解析了色谱曲线形状2浓度极大点Cmax的位置是tR(即VR)3计算评价柱效塔板理论成功之处:第48页,共139页，2024年2月25日，星期天塔板理论不足之处

不能解析载气流速u对N影响

不能指出板高H受那些因素影响第49页,共139页，2024年2月25日，星期天（3）.塔板理论的理解(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。

(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(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)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。第50页,共139页，2024年2月25日，星期天三.

速率理论-影响柱效的因素（一）.范.弟姆特（VanDeemter）方程式－气相色谱速率理论

H=A+B/u+C·u

H：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s)减小A、B、C三项可提高柱效；存在着最佳流速；

A、B、C三项各与哪些因素有关？第51页,共139页，2024年2月25日，星期天A─涡流扩散项（eddydiffusion）

A=2λdp

dp：固定相的平均颗粒直径λ：固定相的填充不均匀因子

固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。（动画）第52页,共139页，2024年2月25日，星期天B/u—分子扩散项

moleculardiffusion）

B=2νDgν

：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1。Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-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↓，滞留时间↑，扩散↑;(4)扩散系数：Dg

∝(M载气)-1/2；M载气↑，B值↓。（动画）第53页,共139页，2024年2月25日，星期天

k为容量因子；Dg、DL为扩散系数;dp：固定相的平均颗粒直径;df

液膜的厚度。

减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气，降低固定相液膜厚度，可降低传质阻力。C·u—传质阻力项

传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL即：

C=（Cg+CL）（动画）第54页,共139页，2024年2月25日，星期天（二）范氏方程讨论

1、颗粒大小与粒度范围

（1）颗粒太大，填充均匀性越差λ,（2）dP

太小气阻大，固定相颗粒直径一般40—60，60—80，80—100目。

A=2λdp

第55页,共139页，2024年2月25日，星期天2.载气流速与柱效——最佳流速载气流速高时：

传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速

，柱效

。载气流速低时：

分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速

,柱效

。H-u曲线与最佳流速：

由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。第56页,共139页，2024年2月25日，星期天(三）影响谱带变宽的其它因素1、非线性分配色谱2、载体表面活性吸附中心造成的拖尾峰3、柱外效应第57页,共139页，2024年2月25日，星期天当溶质浓度较低时，K为常数，Cs与Cm成线性关系，其相应的色谱过程称为线性色谱。CSCM1、非线性分配色谱第58页,共139页，2024年2月25日，星期天CMCSCSCM非线性色谱。其具有以下几个特点：a、溶质洗脱峰不再是对称的正态分布，而是有“拖尾”或“伸舌”现象；b、样品的保留值可变。线性色谱中同一样品的保留值是常数，只随样品不同而变化；c、色谱峰的峰高与浓度不是线性关系。在线性色谱中峰高与组分是线性关系。峰高是定量分析的重要数据。在非线性色谱中，峰高增加的速率随浓度的增加而逐渐降低，因而峰高不能作为定量分析的指标。第59页,共139页，2024年2月25日，星期天（3）.气相色谱速率理论的要点(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。(4)各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。第60页,共139页，2024年2月25日，星期天（二）.Giddings方程式－液相色谱速率理论液相色谱与气相色谱的的主要区别在于液体和气体性质的差异参数气体液体扩散系数Dm/cm2.s-1密度ρ/g.cm-3粘度η/g(cm.s)-110-110-510-3110-410-2第61页,共139页，2024年2月25日，星期天1.涡流扩散项HeHe＝2λdp1958年，Giddings和Snyder等提出液相色谱速率方程式：第62页,共139页，2024年2月25日，星期天2.纵向扩散项Hd第63页,共139页，2024年2月25日，星期天3.传质阻力项(1)固定相传质阻力项(2)流动相传质阻力项(i)流动的流动相中的传质阻力项Hm(ii)滞留的流动相中的传质阻力项Hsm第64页,共139页，2024年2月25日，星期天第65页,共139页，2024年2月25日，星期天第66页,共139页，2024年2月25日，星期天第67页,共139页，2024年2月25日，星期天第68页,共139页，2024年2月25日，星期天在高效液相色谱中,液体的扩散系数仅为气体的万分之一，则速率方程中的分子扩散项B/U较小，可以忽略不计，即：

H=A+B/u+Cu故液相色谱H-u曲线与气相色谱的形状不同，如图所示。提高柱内填料装填的均匀性和降低粒度选用低粘度的流动相或适当提高柱温

第69页,共139页，2024年2月25日，星期天4.柱外展宽(超柱效应)柱前展宽:主要是由进样引起的柱后展宽：主要是由连接管、检测器流通池体积所引起的第70页,共139页，2024年2月25日，星期天色谱峰越窄，理论塔板数就越_________，理论塔板高度就越______，柱效能就越_____。

第71页,共139页，2024年2月25日，星期天一、分离度:评价分离情况的综合指标

塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分离程度。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素；

区域宽度──色谱过程的动力学因素。色谱分离中的四种情况如图所示：第四节分离度与基本色谱分离方程式第72页,共139页，2024年2月25日，星期天讨论：色谱分离中的四种情况的讨论：①柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离；②△K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；③柱效较低，，△K较大,但分离的不好；④△K小，柱效低，分离效果更差。第73页,共139页，2024年2月25日，星期天分离度的表达式：R=0.8：两峰的分离程度可达89%；R=1：分离程度98%；R=1.5：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。第74页,共139页，2024年2月25日，星期天令W2=W1=W（相邻两峰的峰底宽近似相等），引入相对保留值和塔板数，可导出下式：二.色谱分离基本方程式色谱分离基本方程式柱效项柱容量项柱选择项第75页,共139页，2024年2月25日，星期天1.分离度与柱效的关系提高分离度的方法:增加柱长,或降低理论板高注：对于一定理论板高的柱子第76页,共139页，2024年2月25日，星期天2分离度与容量比的关系（容量因子）

1<k<10改变k的方法:改变柱温和相比第77页,共139页，2024年2月25日，星期天3分离度与柱选择性的关系（选择因子）

增大α的最有效方法是选择合适的固定液。第78页,共139页，2024年2月25日，星期天α太小，两组分未分开应改变固定相极性，降低柱温k太小，n也太小，应增大固定液用量，降低柱温n太小，许多组分未分开应设法降低板高，提高柱效如何根据具体情况优化分离第79页,共139页，2024年2月25日，星期天已知任何两项，可求第三项4.分离度、柱效和选择性参数关系第80页,共139页，2024年2月25日，星期天有效塔板表示的色谱基本方程：n与n有效关系：第81页,共139页，2024年2月25日，星期天

R=1

分离程度达98%

R>=1.5

完全分离,达>=99.7

也叫基线分离

R<1

二峰明显重叠第82页,共139页，2024年2月25日，星期天第三节分离条件的选择要求1.两峰间有一定距离—tR不同要求2.峰宽要窄—W1/2要小第83页,共139页，2024年2月25日，星期天提问:怎样制备一根好的色谱柱?怎样评价?怎样选色谱条件?一般:1.选择性(相对保留值α或保留指数I)－－评价固定液对物质的保留作用2.柱效能(n，neff)－－评价柱效能3.分离度R(总分离效能指标参数)分离度是将以上二者综合考虑既反映柱效能,又反映选择性

第84页,共139页，2024年2月25日，星期天三、分离条件的优化改变n和Hn=L/HLn但分析时间也增加最好是在不增加柱长的条件下,减少H,以达到增加n根据范氏方程选择操作条件,使H(1).Uopt

选U实稍高于Uopt,一般30ml/min∵右侧平坦U稍变化不会引起H大的变化

U大使tR小,分析速度加快B/UCU第85页,共139页，2024年2月25日，星期天(2).固定液及配比降低Cs项(液相阻力),dl(膜厚)要小即配比要低

dl太小有两个缺点:

a.进样量小(肚子小)

b.载体表面被固定液覆盖小,使载体出现极性,因吸附作用会产生拖尾峰第86页,共139页，2024年2月25日，星期天(3).载体粒径影响A项Cm项要求惰性,颗粒小而均匀一般80~100目(178-150mm)筛分范围窄好(4).采用小内径的色谱柱柱径4mmHUH柱径2.2mmU40~50目100~150目20~30目第87页,共139页，2024年2月25日，星期天2.改变k如图k>5,R变化就很小了GC分析:最好k=2~5

一般不超过10否则大大延长分析时间如何改变k.降低柱温Tc,使k上升；改变固定相

第88页,共139页，2024年2月25日，星期天3.改变

α1.2

α1.2是准热力学常数,在流动相,固定相一定时,只与Tc相关当α1.2=1时,改变H,k

都无法使1和2两个组分分离∴应当保持k=2~10的前提下,设法改变α1.2

方法是:a.改变柱温Tcb.更换色谱柱

c.衍生化法(即利用化学反应改变待测物结构)4.程序升温程序升温可使待测物在适当温度下流出,以保证每个组分有合适的K/值,同时改变分离度程序升温是分离复杂多组分沸程宽的混合物的有效方法第89页,共139页，2024年2月25日，星期天5.进样

δi<0.204δδi进样峰标准偏差

δ实际峰标准偏差进样快防止纵向扩散进样量小使峰对称,一般进样0.1~10μL

固定液含量低时(毛细柱)进样量要少进样技术之优劣,可以从空气峰,甲烷峰形宽度反映出来柱温Tc如何选择?最佳柱温:最难分离物质对所需柱温恒温Tc低

Tc高第90页,共139页，2024年2月25日，星期天如何选Tc恒温分析:柱温大概是等于样品沸点的平均温度

如有两个组分混合样,沸点为70°C,90°C

则选Tc=80°C

汽化室温度要高于80°C,高20~50°C

检测器温度要高于80°C,高20~50°C

程序升温用与:多组分,宽沸程样品的毛细柱分析,一般配FID第91页,共139页，2024年2月25日，星期天综上所述:GC的分离优化就是要在保证分离度和灵敏度的条件下实现快速分析实际:提高分离度,往往牺牲分析速度提高灵敏度,有时要制备分离样品就降低分离效率

一般:先满足分离度要求,再提高分析灵敏度,最后考虑缩短时间.分离度灵敏度分析速度GC第92页,共139页，2024年2月25日，星期天第五节色谱的定性与定量分析色谱法分离好,定性难色谱分析分三个阶段仪器调试操作条件选择定性定量---保留值定性

---峰高,峰面积定量第93页,共139页，2024年2月25日，星期天定性方法一.保留值定性（一）气相色谱法的保留值定性1.利用纯物质对照定性该法是基于在一定操作条件下，各组分保留时间是一定值的原理。优点：简单缺点：要有纯样，适用于已知物，操作条件要稳定:流速、温度等第94页,共139页，2024年2月25日，星期天具体做法：1）分别以试样和标准物进样分析——各自的色谱图；2）对照：如果试样中某峰的保留时间和标样中某峰重合，则可初步确定试样中含有该物质。3）也可通过在样品中加入标准物，看试样中哪个峰增加来确定。第95页,共139页，2024年2月25日，星期天第96页,共139页，2024年2月25日，星期天2.相对保留值定性用保留值定性要求两次进样条件完全一致，这是比较困难的。而用αi,s定性，则只要温度一定即可。优点：比绝对法重现性好(流速不影响）缺点：也需要纯样，比绝对法麻烦第97页,共139页，2024年2月25日，星期天具体做法：在样品和标准中分别加入同一种基准物

s，将样品的αi,s和标准物的αi,s相比较来确定样品中是否含有i组分。第98页,共139页，2024年2月25日，星期天3.加入已知物增加峰高法

在未知样品加入纯样看哪个峰高增加的组分即可能为这种已知物。第99页,共139页，2024年2月25日，星期天4.保留指数定性法该指数定性的重现性最佳。当固定液和柱温一定时，定性可不需要标准物。NISTChemistryWebBook第100页,共139页，2024年2月25日，星期天设正构烷烃的保留指数为碳数

100。测定时，将碳数为n和n+1的正构烷烃加入到样品x中进行色谱分析，此时测得这三个物质的调整保留值有如下关系：第101页,共139页，2024年2月25日，星期天优点：测得Ix值与文献值对照就可定性。缺点：1.要有正构烷烃纯样。2.可供查阅的文献值太少。3．柱子与柱温要与文献规定相同第102页,共139页，2024年2月25日，星期天［例］乙酸正丁酯在阿皮松L柱上进行分析（柱温100℃）。由图中测得调整保留时间为：乙酸正丁酯310.0mm，正庚烷174.Omm，正辛烷373.4mm，求乙酸正下酯的保留指数第103页,共139页，2024年2月25日，星期天解：已知n=7即乙酸正丁酯的保留指数为775.6。在与文献值对照时，一定要重视文献值的实验条件，如固定液、柱温等。而且要用几个已知组分进行验证。第104页,共139页，2024年2月25日，星期天5、其它方法定性1.用比保留体积Vg定性

优点：不用纯样缺点：如果固定液流失，则定性不准。2.利用保留值规律定性

a.碳数规律logVg=A1n+B1b.沸点规律logVg=A2Tb+B2c.柱温规律I=A3Tc+B3比保留体积（Vg）:每克固定液校正到273K的净保留体积第105页,共139页，2024年2月25日，星期天(二）液相色谱中的保留值定性直接比较法增加峰高法第106页,共139页，2024年2月25日，星期天（三）平板色谱中保留值定性比移值第107页,共139页，2024年2月25日，星期天二.选择检测器定性

第108页,共139页，2024年2月25日，星期天第109页,共139页，2024年2月25日，星期天三.联用GC-MSGC-FTIR(傅立叶变换红外光谱)GC-NMR缺点：标准谱图太少，一般用计算机检索第110页,共139页，2024年2月25日，星期天第111页,共139页，2024年2月25日，星期天四．双柱定性：可克服在一根柱上，不同物质可能出现相同的保留时间的情况。一根极性柱，一根非极性柱。若二根柱上tR未知与tR已知都吻合，则定性可靠性就增一倍。

例：1－丁烯和异丁烯第112页,共139页，2024年2月25日，星期天第113页,共139页，2024年2月25日，星期天五利用化学反应配合色谱定性柱后流出物做官能团分析柱前反应配合气相色谱定性第114页,共139页，2024年2月25日，星期天第115页,共139页，2024年2月25日，星期天定量分析分析是根据检测器对待测物的响应（峰高或峰面积）与待测物的量成正比的原理进行定量的。因此必须准确测定峰高h或峰面积A。

1.求峰面积定量准确度决定于2.求相对校正因子

3.选准确定量方法第116页,共139页，2024年2月25日，星期天峰面积A和峰高h的测量：hh第117页,共139页，2024年2月25日，星期天一.峰面积1.对称峰：A=1.065W1/2h2．不对称峰

A=1/2

h（W0.15+W0.85）

式中W0.15和

W0.85

分别为峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽

第118页,共139页，2024年2月25日，星期天二.定量校正因子由于检测器对不同物质的响应不同，所以两个相等量的物质得不出相等峰面积。或者说，相同的峰面积并不意味着相等物质的量。第119页,共139页，2024年2月25日，星期天例如用TCD，N2作载气测O2，H2的百分含量若H2、O2峰面积相同,百分含量相同就不对。不能用下式计算：

第120页,共139页，2024年2月25日，星期天∵H2的热导系数大,TCD响应大,但实际含量小∴必须用校正因子.

ACfH250050%0.1O25050%1第121页,共139页，2024年2月25日，星期天1）绝对校正因子f叫绝对校正因子,决定于检测器的灵敏度，f不易测定。∴常用相对校正因子f’

通常所指的校正因子都是指相对校正因子。第122页,共139页，2024年2月25日，星期天2.

相对校正因子相对校正因子定义为即某组分i的相对校正因子f’为组分i与标准物质s的绝对校正因子之比。

相对校正因子的表示方法

质量校正因子与摩尔校正因子

第123页,共139页，2024年2月25日，星期天）质量校正因子m--质量A--峰面积）摩尔校正因子M--分子量

准确定量分析时,应该用自己测定的校正因子,而不用文献值∵校正因子随检测器类别,使用载气的不同而不同第124页,共139页，2024年2月25日，星期天相对校正因子的测定方法

f’值可引用文献值，也可以自己测定。标准物质，TCD是苯，FID是正庚烷。准确称量被测组分mi和标准组分ms的质量在线线范围内进样测Ai和As

求f’

m或f’

M

多次测定，求平均值。第125页,共139页，2024年2月25日，星期天3.相对响应值s’（相对灵敏度）s’=1/f第126页,共139页，2024年2月25日，星期天三.定量方法归一法,内标法,外标法。各有其优缺点,1归一化法（normallizationmethod）优点:是相对法∴与进样量无关,定量较准确缺点:要求全出峰(样品所有组分都要出峰)

全知峰(有所有组分的标准品)

第127页,共139页，2024年2月25日，星期天2.外标法(externalstandardmethod）标准曲线法)用待测组分的纯样制标准曲线优点：快速简单,只要待测组分出峰且完全分离即可缺点：进样量,操作条件要不变