第九章 色谱分析法基础

化工与环境工程学院 第八章 色谱分析基础 第一节 色谱法概论 第二节 色谱基本理论 第三节 定量定性分析 Date 化工与环境工程学院 第一节 色谱法概论 p 茨维特实验（动画 m4-1-1.swf） 色谱法由来 色谱柱 流动相 固定相 色谱法 Date 化工与环境工程学院 一、 色谱法的特点、分类和作用 1.概述 混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在 1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。 色谱法是一种分离技术 ， 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称 之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为 固定相 ； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（ 气体或液体），称为 流动相 。 Date 化工与环境工程学院 当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。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 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。 两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础 Date 化工与环境工程学院 2.色谱法分类 （一）按流动相与固定相状态分类 (1)气相色谱 ： 流动相为气体（称为载气）。 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱 (2)液相色谱 ： 流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱 ： 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂 为固定相，不同 pH值的水溶液为流动相。 Date 化工与环境工程学院 (3)其他色谱方法 薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法 凝胶色谱法 ：测聚合物分子量分布。 超临界色谱 : CO2流动相。 高效毛细管电泳 : 九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高 效分析仪器。 Date 化工与环境工程学院 （二）按分离机理分类 吸附色谱法（ AC）： 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力的 差别而分离的方法 。 分配色谱法（ PC）： 利用组分在液态固定相中溶解度不同而分离的 方法， LLC与 GLC都属于 PC法范围。 凝胶渗透色谱法（ GPC）： 利用组分分子大小不同在多孔固定相（凝 胶）中的选择渗透而分离的方法，或称空间排阻色谱法（ SEC）。 离子交换色谱法（ IEC）： 利用在离子交换剂上的亲和力的差别而分 离的方法 ， 其中，用于分离分析离子的 IEC称离子色谱法（ IC）。 毛细管电泳法（ CE）： 样品在毛细管的液体介质中，在电场力作用 下得到分离的方法 。 Date 化工与环境工程学院 3.色谱法的特点 （ 1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。 （ 2） 灵敏度高 可以检测出 g.g-1(10-6)级甚至 ng.g-1(10-9)级的物质量。 （ 3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。 （ 4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于 400 的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 不足之处 ： 被分离组分的定性较为困难。 Date 化工与环境工程学院 二、色谱分离过程 色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱 : 气固 (液固 )色谱和气液 (液液 )色谱，两者的 分离机理不同。 气固 (液固 )色谱的固定相 : 多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液 (液液 )色谱的固定相 : 由 担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理 : 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理： 气液 (液液 )两相间的反复多次分配过程。 Date 化工与环境工程学院 1. 气相色谱分离过程 当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时， 被固定相溶解或吸附 ; 随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从 固定相中挥发或脱附 ; 挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次 被固定相溶解或吸附 ; 随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过 程反复地进行。 （动画 m4-2-1.swf、 m4-2-2.swf） Date 化工与环境工程学院 2. 分配系数（ partion factor） K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位： g / mL） 比，称为分配系数 ，用 K 表示，即： 分配系数是色谱分离的依据。 Date 化工与环境工程学院 分配系数 K 的讨论 一定温度下，组分的分配系数 K越大，出峰越慢； 试样一定时， K主要取决于固定相性质； 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； 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。 Date 化工与环境工程学院 3.分配比 （ partion radio） k 在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是 指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比： 1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数 ，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越 大，该组分的保留时间越长。 3. 分配比可以由实验测得。 分配比也称： 容量因子 (capacity factor)； 容量比 (capacity factor)； Date 化工与环境工程学院 4. 容量因子与分配系数的关系 式中 为相比。 填充柱相比： 6 35；毛细管柱的相比： 50 1500。 容量因子越大，保留时间越长。 VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气 -液色谱柱： VS为固定液体积； 气 -固色谱柱： VS为吸附剂表面容量； Date 化工与环境工程学院 5. 分配比与保留时间的关系 滞留因子（ retardation factor）： us： 组分在分离柱内的线速度； u： 流动相在分离柱内的线速度； 滞留 因子 RS也可以用质量分数 表示： 若组分和流动相通过长度为 L的分离柱，需要的时间分别为 tR和 tM， 则： 由以上各式，可得： tR = tM(1+k) Date 化工与环境工程学院 三、色谱流出曲线与术语 1.基线 无试样通过检测器时，检测到的信 号即为基线。 2.保留值 （ 1）时间表示的保留值 保留时间 （ tR）： 组分从进样到柱后 出现浓度极大值时所需的时间； 死时间 （ tM）： 不与固定相作用的气 体（如空气）的保留时间； 调整保留时间 （ tR ）： tR = tR tM 色谱流出曲线 基线 色谱峰 Date 化工与环境工程学院 （ 2）用体积表示的保留值 保留体积（ VR）： VR = tRF0 F0为柱出口处的载气流量， 单位： m L / min。 死体积（ VM）： VM = tM F0 调整保留体积 (VR )： V R = VR VM 3. 相对保留值 r21 组分 2与组分 1调整保留值之比： r21 = tR2 / tR1= VR2 / VR1 相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条 件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。 Date 化工与环境工程学院 4. 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 (Y1/2)： 色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354 （ 3） 峰底宽 (Y)： Y=4 5.峰高 h 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离 Date 化工与环境工程学院 6. 色谱 流出曲线的数学描述 色谱峰为 正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的 关系为： 当色谱峰为非 正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。 Date 化工与环境工程学院 第二节 色谱法基本理论 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； Date 化工与环境工程学院 在气 -液色谱体系中，组分在气相和液相间的分配 行为可看作在精馏塔中分离过程，柱中有若干块想象的塔 板。在每一小块塔板内，一部分空间被涂在担体上的液膜 占据，另一部分空间被充满的载气占据，载气占据的空间 称为 板体积 V。 当欲分离的组分随载气进入色谱柱后。气 -液两相在每一块塔板内达成一次分配平衡，随着载气的不 断流动，组分经过若干个假想的塔板（即经过多次分配后 ），挥发度大的组分与挥发度小的组分彼此分开，依次流 出色谱柱。 一、塔板理论 -柱分离效能指标 Date 化工与环境工程学院 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，每次进样量恰为 一个板体积 ； (3)所有组分开始时都加在 0号塔板上，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，即与组分在某一塔板上 的量无关 。 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）； 1.塔板理论（ plate theory） Date 化工与环境工程学院 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 ! 色谱峰越窄（ Y /， Y 小）， n越大。当色谱柱 长 L一定时， H 越小，柱效能越高。 Date 化工与环境工程学院 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： Date 化工与环境工程学院 例 7-1 已知两组分 A和 B， 色谱分离后峰底宽为 YA=40s 、 YB=50s,保留时间分别为 tR(A)=400s， tR(B)=600s， 计算 理论塔板数 nA和 nB。 解： nA=16（ tR/Y） 2=16（ 400/40） 2=1600块 nB=16（ 600/50） 2=2304块 从例 10-1可知，在相同色谱条件下，不同物质在一只 色谱柱上色谱行为不同（ tR不同），计算出的塔板数不 同。 在说明柱效时，应指出用什么物质来进行测量的。 Date 化工与环境工程学院 例 7-2 某色谱柱，固定相体积 Vs为 0.5mL， 流动相体积 VM为 2 mL。 流动 相的流速为 0.6 mL/min， 组分 A和 B在该柱上的分配系数分别为 12和 18 ，求 A和 B的保留时间和保留体积。（流动相的体积即为死体积 VM） 解： tR=tM(k+1) (1) k=KVs/VM (2) VM=tMF0, tM=VM/F0 ,tR= tM(1+k)(3) 将（ 2）和（ 3）代入（ 1），得 tR= VM/F0（ KVs/VM +1） tR(A)=2/0.6(120.5/2+1)min=13.33min tR(B)= 2/0.6(180.5/2+1)min=18.33min VR(A)= tR(A)F0= 13.330.6mL=8 mL VR(B)= tR(B)F0= 18.330.6mL=8 ml Date 化工与环境工程学院 例 7-3 在 2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（ tR） 6.6min， 峰 底宽（ Y） 0.5min， 死时间（ tM） 1.2min， 载气流速（ F0） 40mL/min， 固定相体积（ Vs） 2.1mL， 求： （ 1） 容量因子 k；（ 2） 死体积 VM;（ 3） 调整保留体积； （ 4）分配系数 K；（ 5） 有效塔板数 n有效 ；（ 6） 有效塔板高度 H有效 解：（ 1） k= tR/ tM =（ 6.6-1.2） /1.2=4.5 (2) VM=tMF0=1.240mL=48 mL (3) VR =(tR-tM)F0=(6.6-1.2)40 mL=216 mL (4) K= k(Vs/VM )=4.5(48/2.1)=103 (5) n有效 =16(tR/Y)2=16 (6.6-1.2)/0.52=1866 (6)H有效 =L/n有效 =(2000/1866)mm=1.07mm Date 化工与环境工程学院 3.塔板理论的特点和不足 (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。 (5)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。 （ 4）塔板理论用热力学观点形象地描述了色谱分离的原理，成功地解释 了流出曲线的形状，还提出了计算和评价柱效的参数。但是，色谱过程 不仅受热力学因素的影响，还与分子扩散、传质阻力等动力学因素有关 Date 化工与环境工程学院 二、 速率理论 -影响柱效的因素 1.速率方程（也称范 .弟姆特方程式） 速率理论吸收了塔板理论中塔板高度的概念，并充分考虑影响塔板高 度的动力学因素，指出理论塔板高度 H是峰展宽的量度，导出了塔板高 度 H与流动相线速度 u的关系 H = A + B/u + Cu H：理论塔板高度， u：载气的线速度 (cm/s)即一定时间里载气在柱中流动的距离 A、 B、 C 分别代表涡流扩散系数、分子扩散系数和传质阻力系数 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？ Date 化工与环境工程学院 A涡流扩散项 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 。 变宽程度由下式决定 A = 2dp dp： 固定相的平均颗粒直径 ： 固定相的填充不 均匀因子 Date 化工与环境工程学院 B/u 分子扩散项 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 ，滞留时间 ，扩散 ; (4) 扩散系数： Dg (M载气 )-1/2 ； M载气 ， B值 。 Date 化工与环境工程学院 k为容量因子； Dg 、 DL为扩散系数 。 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） Date 化工与环境工程学院 采用粒度小的固定相，可降低气相传质阻力。另外，可采用分 子量小的气体（如 H2、 He） 作载气，有利于使气相传质阻力 减小，提高柱效。 降低固定液的液膜厚度，可减小液相传质阻力。另外，为保 持适当的 C， 应控制适当的柱温。 减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气，可降低传质阻力。 Date 化工与环境工程学院 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。 以塔板高度 H对应载气流速 u作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。 H = A + B/u + Cu Date 化工与环境工程学院 3. 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 Date 化工与环境工程学院 区域宽度 tR 塔板理论 速率理论 Y 色谱过程的热力学因素； 色谱过程的动力学因素 保留值之差 分离度 R Date 化工与环境工程学院 三、 操作条件的选择 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： 色谱分离中的四种情况的讨论： 柱效较高， K(分配系数 )较大 ,完全分离； K不是很大，柱效较高，峰较窄， 基本上完全分离； 柱效较低， K较大 ,但分离的不好； K小， 柱效低，分离效果更差。 Date 化工与环境工程学院 分离度 :相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半 的比值。 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）。 塔板理论可知，有效塔板数 n有效 是评价柱效能的一项指标。 n有效 值越大， 说明该物质在柱中进行分配平衡的次数越多，但它不能判断相邻两组分在色 谱柱中的分离情况，而分离度 R则是综合衡量色谱柱的总分离效能指标。 1、分离度 Date 化工与环境工程学院 令 Y(2)=Y(1)=Y（ 相邻两峰的峰底宽近似相等 ）， 引入相对保留值 r21和塔板数 n有效 Date 化工与环境工程学院 讨论 ： （ 1） 分离度与柱效 分离度与柱效的平方根成正比， r21一定时，增加柱效 ，可提高分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时 间长。 （ 2） 分离度与 r21 增大 r21是提高分离度的最有效方法，计算可知，在相 同分离度下，当 r21增加一倍，需要的 n有效 减小 10000倍。 增大 r21的最有效方法是选择合适的固定液 (相 )。 Date 化工与环境工程学院 例题 1：在一定条件下，两个组分的保留时间分别为 12.2s和 12.8s， 计算分离度。要达到完全分离，即 R=1.5， 所需要的 柱长。 (柱效 =3600) 解： Date 化工与环境工程学院 例题 2：在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为 85秒 和 100秒，要达到完全分离，即 R=1.5。 计算需要多少块有效 塔板。若填充柱的塔板高度为 0.1 cm， 柱长是多少？ 解： r21= 100 / 85 = 1.18 r21 =2.36 n有效 = 108 n有效 = 16R2 r21 / (r21 1) 2 = 1547（ 块） L有效 = n有效 H有效 = 15470.1 = 155 cm 即柱长为 1.55米时，两组分可以得到完全分离。 r21 =1.05 n有效 = 15876 r21 =2.10 n有效 = 131 Date 化工与环境工程学院 2、分离操作条件的选择 （ 1）柱长和内径的选择 分离度 R与柱长的平方根成正此。因此增加柱长对分离有利 ，但增加柱长使各组分的保留时间增加，延长了分析时间 L增大 n增大 R增大 u不变 L增大 t增大 满足 R之后，尽可能 L较小，一般填充柱的柱长为 1 6m。 色谱柱内径的增加，会使柱效能下降，常用填充拄的内径为 3 4mm。 Date 化工与环境工程学院 （ 2） 柱温的选择 柱温直接影响分析速度和分离效能 温度增加 30 ，将使 K减少一半，从而使组分移动的速度增 加一倍，缩短了分析时间。 T升高 K减小 u增大 t减小 T升高 t减小 Date 化工与环境工程学院 因此从分离的角度看， T减小 K增大 u减小 固定液流失 减小 柱寿命 增大 T减小 K增大 u减小 t增大 峰 变宽 因而在选择柱温时，既不能太高，有损于分离，也不能太 低拖长保留时间。 选择的原则是在使最难分离的组分有尽可能好的分离的前 提下，尽可能采取较低柱温，并考虑试样的沸点。 Date 化工与环境工程学院 选择原则：最难分离的组份 R保证 ，选 Tmin ， 同时要考虑 T沸点 对于高沸点混合物（温度在 300 400 ），为了能在较低柱温 下分析，可用低固定液含量为 1 3% 的色谱柱。使液膜薄一些， 使用高灵敏度的检测器，在 200 250 柱温下分析。 对于沸点在 200 300 的混合物，柱温可比试样平均沸点低 100 左右，固定液含量为 5 10% ，在 150 200 柱温下分析。 对于沸点在 100 200 的混合物，柱温可选在其平均沸点的 2/3左右，固定液含量为 10 15% 。 对于气体、气态烃等低沸点混合物，柱温一般选在其沸点或沸 点以上，固定液含量为 15 25% 。 Date 化工与环境工程学院 对于沸点范围较宽的试样，则需采用程序升温法分析，即 柱温按预定的加热速度，随时间作线性和非线性的增加。 程序升温时，速度变化一般是呈线性的（即单位时间内温 度上升的速度是恒定的）。 开始时柱温较低，使最早流出的低沸点组分分离得很好， 随着柱温的升高，沸点较高的组分先后被上升的温度 “推出 ” ，得到形状很好的峰，使高沸点组分获得良好的分离。 Date 化工与环境工程学院 如图 10-9所示为宽沸程试样在等温和程序升温时分离效果的比较。 图 (a)为柱温恒定时的分离情况。可见，低沸点组分的峰形密集 , 形成了尖 锐的重叠峰，而高沸点物质则形成平顶峰，无法测量。而且有些高沸点组 分不能流出。 图 (b)为程序升温的情况，从 50 升温至 250 ，低沸点和高沸点的组分都 获得了良好的分离。 Date 化工与环境工程学院 (3)载气和流速的选择 载气的物理性质会直接影响柱效，它对 H的影响主要表现在组分在载 气流中的扩散系数， 扩散系数与载气分子量的平方根成反比 。 在流速较低时，可采用分子量大的 N2或 Ar作载气，这样有利于减少 分子扩散。 在高流速时，采用分子量小的 H2或 He,有利于降低气相传质阻力。 当固定液含量较低或柱压较高时，选择分子量较小的气体作载气，有 利于提高柱效。 另外选择载气时，还应考虑检测器对载气的要求。 H2和 He的热导系数大于其它一切气体，故热导池检测器用 H2和 He作 载气较好；氩离子化检测器用 Ar作载气；氢焰离子化检测器 H2、 N2作载 气。 Date 化工与环境工程学院 载气的流速对色谱柱的分离效率有很大影 响，并且决定了分析所需的时间。 对于一定的色谱柱和试样，流速 u对柱效 能 H的影响如图所示。该曲线上的最低点 所对应的流速为最佳流速 ，即此为最佳流 速对应的塔板高度最小。 U最佳及 H最佳 可由范弟姆特方程微分得到： 在实际分析工作中，为了缩短分析时间，常使流速稍高于最佳流速 。 对于填充柱以 N2作载气的最佳实用线速为 10 12cm/s。 若色谱柱内径为 3mm， N2的流速一般为 40 60mL/min， H2的流速一般为 60 90mL/min。 Date 化工与环境工程学院 （ 4）进样量和进样时间的选择 色谱分析的进样量一般是比较少的，气体试样进样约 0.1 10mL， 液 体试样进样约为 0.1 5L。 进样量太少，会因检测器的灵敏度不够而使微量组分无法检出（不出 峰）。进样量太多，会使几个组分的色谱峰相互重叠，而影响分离。 因此，应根据试样的种类，检测器的灵敏度等，通过实验确定进样量 的多少，一般进样量应控制在与峰面积或峰高与进样量呈线性关系范围 内。 进样速度必需很快 ，即以 “塞子 ”的形式进入，这样有利于分离。 如果进样速度慢，则试样起始宽度增大，会使色谱峰变宽，甚至改变 峰形。一般用注射器或气体进样阀进样，可在一秒钟内完成。 Date 化工与环境工程学院 （ 5）气化温度的选择 液体试样进样后，要求能迅速气化，并被载气带入色谱 柱中。因此要求气化室具有足够的气化温度。在保证试 样不分解的前提下，适当提高气化温度，有利于分离和 定量测定。 一般选择气化温度比柱温高 30 70 ，而与试样的平 均沸点相近，但热稳定性较差的试样，气化温度不宜过 高，以防试样分解。 如果固定相是固定液的话，如何要求？ Date 化工与环境工程学院 第三节 定性定量分析 一、色谱定性鉴定方法 1.利用纯物质定性的方法 利用保留值定性 ： 通过对比试样中具有与纯物质相同保留值 的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位 置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 利用加入法定性 ： 将纯物质加入到试样中，观察各组分色谱 峰的相对变化。 Date 化工与环境工程学院 2.利用文献保留值定性 利用相对保留值 r21定性 相对保留值 r21仅与柱温和固定液性质有关。在色谱手册 中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来 进行定性鉴定。 Date 化工与环境工程学院 3.保留指数 又称 Kovats指数 ( )，是一种重现性较好的定性参数。 测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子个 数乘以 100（如正己烷的保留指数为 600）。 其它物质的保留指数（ IX） 是通过选定两个相邻的正构烷 烃，其分别具有 Z和 Z 1个碳原子。被测物质 X的调整保留时 间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示 ： Date 化工与环境工程学院 保留指数计算方法 Date 化工与环境工程学院 4.与其他分析仪器联用的定性方法 小型化的台式色质谱联用仪（ GC-MS； LC-MS） 色谱 -红外光谱仪联用仪； 组分的结构鉴定 Sample Sa