2色谱学导论分享资料

1、1第二章第二章 色谱分析方法导论色谱分析方法导论1 1 概述概述历史、色谱分离过程、分类历史、色谱分离过程、分类2 2 色谱学基本概念色谱学基本概念色谱图及相关术语色谱图及相关术语3 3 色谱法基本原理色谱法基本原理描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述( (塔塔板理论及速率理论板理论及速率理论) )4 4 分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程、影响分离的因素分离度及色谱分离方程、影响分离的因素2p茨维特实验（动画m4-1-1.swf）2.1.1 色谱法由来: 1903年，俄国植物学家年，俄国植物学家Mikhai

2、l Tswett 最先发明最先发明色谱柱流动相固定相色谱法 2.1 概述 31940 年，Martin和Synge提出了液液分配色谱法1941年，James和Martin发表了从理论到实验比较完整的气液色谱法，获得了1952年的诺贝尔化学奖20世纪60年代，高压泵和化学键合固定相用于液相色谱，出现HPLC20世纪80年代，毛细管超临界流体色谱（SFC）得到发展42.1.2 色谱分离基本原理色谱分离基本原理： 当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相发生

3、作用的大小、强弱也有差异，因此在同与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同次序从固定相中流出。长有短，从而按先后不同次序从固定相中流出。 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。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两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础5 样品样品 载液载液检检 测测 器器 色谱图色谱图62.1.3 色谱分类方法：色谱分类方法：A. A. 按固定相外形分：按固定相外形分： 柱色谱（

4、填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱）柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱） 。B. B. 按组份在固定相上的分离机理分：按组份在固定相上的分离机理分： 吸附色谱吸附色谱( (adsorption chromatographyadsorption chromatography):): 不同组份在固定相的吸附作用不同；不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱分配色谱( (partition chromatographypartition chromatography) )： 不同组份在固定相上的溶解能力不同；不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱离子交换色谱(

5、 (ion-exchangeion-exchange) )： 不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同；不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同； 凝胶色谱（凝胶色谱（尺寸排阻色谱尺寸排阻色谱 gel chromatograhygel chromatograhy）：）： 不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。7C. 按两相状态分按两相状态分分类分类方法方法固定相固定相平衡类型平衡类型气相色谱气相色谱气液色谱气液色谱气固色谱气固色谱气相键合色谱气相键合色谱液体吸附于固体液体吸附于固体固体吸附剂固体吸附剂有机组分键合于固体有机组分键合于固体表面表面气液间分配气

6、液间分配吸附吸附气体和键合体表面间气体和键合体表面间的分配的分配液相色谱液相色谱液液色谱液液色谱液固（吸附）色谱液固（吸附）色谱液相键合色谱液相键合色谱离子交换色谱离子交换色谱凝胶渗透（尺寸排凝胶渗透（尺寸排阻）色谱阻）色谱液体吸附于固体液体吸附于固体固体吸附剂固体吸附剂有机组分键合于固体有机组分键合于固体表面表面离子交换树脂离子交换树脂液体附于多空聚合物液体附于多空聚合物不相溶液体间的分配不相溶液体间的分配吸附吸附液体和键合体表面间液体和键合体表面间的分配的分配离子交换离子交换分配分配/筛析筛析超临界流超临界流体体有机组分键合于固体有机组分键合于固体表面表面超临界液体和键合相超临界液体和键合

7、相间的分配间的分配82.2.1 色谱流出曲线（色谱图色谱流出曲线（色谱图chromatogram） 混合组分的分离过混合组分的分离过程及检测器对各组程及检测器对各组份在不同阶段的响份在不同阶段的响应应 2.2 色谱学基本概念色谱学基本概念9色谱图色谱图是柱流出物通过检测器产生的响应信号对时间是柱流出物通过检测器产生的响应信号对时间或流动相流出体积的关系曲线图。它反映分离的各组或流动相流出体积的关系曲线图。它反映分离的各组分从色谱柱洗出浓度随时间的变化，从一个侧面记录分从色谱柱洗出浓度随时间的变化，从一个侧面记录下组分在柱内运行的情况。下组分在柱内运行的情况。101）基线基线：在实验条件下，：在

8、实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基检测器时的流出曲线称为基线，线，S/N大的、稳定的基线大的、稳定的基线应应该是一条水平直线，如图中该是一条水平直线，如图中CD线。线。基线漂移基线漂移(Baseline drift):指基指基线 随 时 间 的 缓 慢 变 化 ；线 随 时 间 的 缓 慢 变 化 ；基线噪声基线噪声(Baseline noise):指指由各种因素所引起的基线起由各种因素所引起的基线起伏。伏。单一组分色谱图单一组分色谱图 2.2.2 色谱术语色谱术语112）峰高峰高： 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，色谱峰顶点与基线之间的垂直距

9、离，以（以（h）表示。）表示。3) 色谱峰面积色谱峰面积(peak area) 色谱峰面积就是色谱曲线与基线间色谱峰面积就是色谱曲线与基线间所包围的面积，即图中所包围的面积，即图中CBD内的面积。内的面积。124) 色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度(peak width)用来衡量色谱峰宽度的参数，用来衡量色谱峰宽度的参数，有有三种表示方法三种表示方法：（1）标准偏差标准偏差( )：即：即0.607倍倍峰高处色谱峰宽度的一半。峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽半峰宽(Y1/2)：色谱峰高一：色谱峰高一半处的宽度半处的宽度 Y1/2 =2.354 （3）峰底宽峰底宽(Wb)：Wb=4 13u信号信号

10、进样进样t00tLu 死死时时间间柱柱长长5）保留值保留值(Retention value, R) （定性参数）定性参数） 表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。 组分在色谱系统中的保留值，有三种描述方法：组分在色谱系统中的保留值，有三种描述方法： 第一，用第一，用时间时间描述组分保留行为的参数；描述组分保留行为的参数； 第二，用第二，用流动相的体积流动相的体积描述组分保留行为的参数；描述组分保留行为的参数； 第三，用第三，用相对值相对值描述组分保留行为的参数。描述组分保留行为的参数。死时间死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用

11、的物质不与固定相作用的物质从进样到出现峰从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。据极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。据 t0 可求出可求出流动相平均流速：流动相平均流速：a. (2-1)14b. 保留时间保留时间tr ：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间份随流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间和组份在固定相中滞留的时间tr。 rt信号信号trt0进样进样rt c. 调整保留时间调整保留时间 ：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是

12、组份在固定相中的滞留时间。即它是组份在固定相中的滞留时间。即 (2-2) 由于时间为色谱定性依据，但同一组份的保留时间与流速有由于时间为色谱定性依据，但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。关，因此有时需用保留体积来表示保留值。0rrttt 15d. 死体积死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项可得到：头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项可得到： (2-3)其中，其中，F0为柱出口的载气流速为柱出口的载气流速（mL/min)e. 保留体积保留体积Vr：指从进样到待测

13、物在柱后出现浓度极大点时所通：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。过的流动相的体积。 Vr= tr F0 (2-4)f. 调整保留体积调整保留体积Vr ：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。 (2-5)000FtV 16注意注意：n r2,1只与只与有关，而与柱内径、柱长有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流、填充情况及流动相流速无关。具体做法：固定一个色谱峰为标准动相流速无关。具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值，此时以对标准峰的相对保留值，此时以 表示：表示：n 1, 又称选

14、择因子又称选择因子(Selectivity factor)。)s(t)i (tsr g. 相对保留值相对保留值：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。rVcor0rrFtVVV (2-6)(2-7)17色谱流出曲线的意义色谱流出曲线的意义： 色谱峰数色谱峰数=样品中单组份的最少个数；样品中单组份的最少个数； 色谱保留值色谱保留值定性依据；定性依据； 色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量依据；定量依据； 色谱保留值或区域宽度色谱保留值或区域宽度色谱色谱柱分离效能评价指标；柱分离效能评价指标； 色谱峰间距色谱峰间距固定相或流动相固定相或流动相选择是否合适的依据。选择是否合适的依据。182.3 色

15、谱法基本原理色谱法基本原理两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的过程的 热力学热力学性质决定。性质决定。每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程谱过程动力学动力学性质决定。性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。2.3.1、描述分配过程的参数、描述分配过程的参数 分配系数是由组分和固定相的分配系数是由组分和固定相的热力学热力学性质决定的

16、，它是每一个溶质的特性质决定的，它是每一个溶质的特征值，它仅与两个变量有关：固定相和温度。征值，它仅与两个变量有关：固定相和温度。mscc溶质在流动相中的浓度溶质在固定相中的浓度K(2-8)19一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；试样一定时，试样一定时，K主要取决于固定相性质；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每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；不同；选择适宜的固定相可改善分离效果；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试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；值是分离的基础；某组分的某组分的K = 0

17、时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。20 （2）分配比(Retention factor or capacity factor, k)： 又称又称容量容量因子因子。表示一个组分在固定相中停留的时间是不保留组。表示一个组分在固定相中停留的时间是不保留组分保留时间的几倍。分保留时间的几倍。其中其中V Vm m 色谱中流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积。色谱中流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积。 V Vs s 为固定相体积。为固定相体积。分配比分配比 k k 的求算：的求算：k = (t r t 0 ) / t 0 = t r / t 0 = V r / V

18、0 mmssVcVckmsmm组分在流动相中的质量组分在固定相中的质量(2-9)(2-10)21 tR=t0(1k)推导过程见下： 若流动相（载气）在柱内的线速度为u，即一定时间里载气在柱中流动的距离（单位cms-1)，由于固定相的作用（保留），所以组分在柱内的线速度us将小于u，则两速度之比称为滞留因子（retardation factor）Rs.22 Rs=us/u （2-11） Rs可用质量分数表示：)122(1111kmmmmmRMSSMMs组分和流动相通过长度为L的色谱柱所需时间分别 )162()152()1 (t)142()132(0000R0tttttkktuLtuLtRRsR推

19、导：23 称为相比率，它也是反映色谱柱柱型特点的参数。称为相比率，它也是反映色谱柱柱型特点的参数。选择因子选择因子 ：色谱柱对：色谱柱对A A、B B 两组分的选择因子两组分的选择因子 定义如下：定义如下：A为先流出的组分，为先流出的组分，B为后流出的组分。为后流出的组分。 与化合物在固定相和流动与化合物在固定相和流动相中的分配性质、柱温有关，而与柱尺寸、流速、填充情况无关相中的分配性质、柱温有关，而与柱尺寸、流速、填充情况无关注意：注意：K K 或或 k k 反映的是反映的是某一组分某一组分在两相间的分配；在两相间的分配； 是反映是反映两组分间两组分间的分离情况！的分离情况！ kVVkV/m

20、V/mccKsmmmssmsABABrrKKkk)A(t)B(t (2-17)241. 1. 塔板理论（塔板理论（Plate theory) Plate theory) MartinMartin 塔板理论假定：塔板理论假定：1 1）塔板之间不连续；）塔板之间不连续；2 2）塔板之间无分子扩散；）塔板之间无分子扩散；3 3）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度长为理论塔板高度H H；4 4）某组分在所有塔板上的分配系数相同；）某组分在所有塔板上的分配系数相同；5 5）流动相以不连续方式加入，即以一个一个

21、的塔板体积加入。）流动相以不连续方式加入，即以一个一个的塔板体积加入。 当塔板数当塔板数n n较少时，组分在柱内达分配平衡的次数较少，流出曲较少时，组分在柱内达分配平衡的次数较少，流出曲线呈峰形，但不对称；当塔板数线呈峰形，但不对称；当塔板数n50n50时，峰形接近正态分布。时，峰形接近正态分布。H2.3.2 峰间距、峰形状和峰宽的理论描述峰间距、峰形状和峰宽的理论描述252627 根据呈正态分布的色谱流出曲线根据呈正态分布的色谱流出曲线可以导出计算塔板数可以导出计算塔板数n n的公式，用以的公式，用以评价一根柱子的柱效。由于色谱柱并无真正的塔板，故塔板数又称理评价一根柱子的柱效。由于色谱柱并

22、无真正的塔板，故塔板数又称理论塔板数：论塔板数：若柱长为若柱长为L L，则每块理论塔板高度，则每块理论塔板高度H为为 但上述两式包含死时间但上述两式包含死时间t t0 0，它与组分在柱内的分配无关，因此不能真正反映色，它与组分在柱内的分配无关，因此不能真正反映色谱柱的柱效。通常谱柱的柱效。通常以有效塔板数以有效塔板数n neff eff 和有效塔板高度和有效塔板高度H Heffeff 表示：表示：2r22/1r)Wt(16)Wt(54. 5n nLH effeff2r22/1reffnLH)Wt(16)Wt(54. 5n 28塔板理论的局限性(1) 蒸馏塔不完全符合色谱柱内情况（假设理想）；(

23、2) 不是跳跃式脉冲而是连续的；(3) 在一个塔板高度内，也达不到瞬时平衡，需要一定时间传递；(4) 不能找出影响塔板高度的内在因素；(5）峰形为什么会扩张？峰形为什么会扩张？292. 2. 速率理论（速率理论（Rate theory,Rate theory,也称范也称范.弟姆特方程式弟姆特方程式） 19561956年，荷兰化学工程师年，荷兰化学工程师van Deemtervan Deemter u 为流动相线速度；为流动相线速度； A，B，C为常数，其中为常数，其中 A表示涡流扩散系数；表示涡流扩散系数； B分子扩散系数；分子扩散系数； C传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。传质阻力

24、系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H H，从而提高柱效。，从而提高柱效。CuuBAH 301）涡流扩散项）涡流扩散项(Multipath term, A)展宽程度以展宽程度以A A表示：表示：A=2 dp其中其中d dp p填充物平均直径；填充物平均直径； 填充不规则因子填充不规则因子。可见，使用细粒的固定相并填充均匀可减小可见，使用细粒的固定相并填充均匀可减小A A，提高柱效。对于空心毛，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即细管柱，无涡流扩散，即A=0A=0。312 2）分子扩散项）分子扩散项( (Lo

25、ngitudinal diffusion term, B/u) ) 也叫纵向扩散相。也叫纵向扩散相。它是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱它是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，它呈柱时，它呈“塞子塞子”状分布。随着流动相的推进，状分布。随着流动相的推进， “塞子塞子”因浓度梯因浓度梯度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。其大小为度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。其大小为B=2 D 称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况；称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况；D D组分在流动相中的扩散系数。组份为气体或液体时，分别以组分在流动相中的扩散系数。组份为

26、气体或液体时，分别以D Dg g或或D Dm m表示；表示；32n讨论讨论： ：固定相颗粒使分子扩散受阻，因此降低扩散程度固定相颗粒使分子扩散受阻，因此降低扩散程度分子量大的组分，分子量大的组分， Dg 随柱温升高？，随柱压降低而？；随柱温升高？，随柱压降低而？； 流动相分子量大，流动相分子量大， u 增加，增加， 对于液相色谱，因对于液相色谱，因Dm 较小，较小，B 项可勿略。项可勿略。)/1(流流动动相相因因为为MDg球状颗粒；球状颗粒；大分子量流动相；大分子量流动相；适当增加流速；适当增加流速；短柱；短柱；低温。低温。Dg小，即小，即B小小Dg 小，即小，即 B 小小组份停留时间短，纵向

27、扩散小；组份停留时间短，纵向扩散小；（B/u）33传质阻力的存在，使分配不能传质阻力的存在，使分配不能“瞬间瞬间”达至平衡，产生峰形展宽。达至平衡，产生峰形展宽。a a）气液色谱）气液色谱：传质阻力项：传质阻力项C C包括气相传质阻力系数包括气相传质阻力系数C Cs s和液相传质阻和液相传质阻力系数力系数C Cl l。)1 (32)1 (01. 022222lfgplgDdkkDdkkCCC流动相流动相固液界面固液界面固定固定液液组分分子组分分子ClCg3）传质阻力项传质阻力项(Mass-transfer term, Cu)b b）液液色谱）液液色谱：传质阻力项：传质阻力项C C包括流动相传质

28、阻力系数包括流动相传质阻力系数C Cm m和固定和固定相传质阻力系数相传质阻力系数C Cs s。s2fsm2psmmsmDdDd)(CCC sm34涡流扩散项涡流扩散项A与流速与流速u无关；无关；低流速区低流速区(u小小)，B/u大，分子扩散项占主导，大，分子扩散项占主导， 此时选择分子量大的气体如此时选择分子量大的气体如N2和和Ar为载气，可为载气，可 减小扩散，提高柱效；减小扩散，提高柱效； 高流速区高流速区(u大大)，Cu大，传质阻力项占主导，大，传质阻力项占主导， 此时选择分子量小的气体如此时选择分子量小的气体如H2和和He为载气，为载气， 可增加扩散系数，提高柱效；可增加扩散系数，提

29、高柱效； 曲线的最低点对应最佳线速曲线的最低点对应最佳线速uopt( ) 下的下的 最小板高最小板高Hmin( )； LC的的Hmin和和uopt均比均比GC的小一个数量级，即在的小一个数量级，即在 LC中，较低流速可获得较大的柱效。中，较低流速可获得较大的柱效。4）流速）流速u 由由van Deemter方程方程 H = A + B/u + Cu知道：知道： 当当u一定时，仅在一定时，仅在A、B、C较小时，较小时，H较小，柱效较高；反之则柱效较低，较小，柱效较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。色谱峰将展宽。 以以u对对H作图，可得作图，可得H-u曲线（如图），从该曲线得到：曲线（如图），从该

30、曲线得到：C/B BC2A 板高，板高，H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u35 2.4 分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程2.4.1 2.4.1 分离度分离度(Resolution, R)(Resolution, R)分离度是定量描述相邻两组分在色谱柱内分离情况的指标。同时反映色分离度是定量描述相邻两组分在色谱柱内分离情况的指标。同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。R R 越大，相邻组分分离越好。越大，相邻组分分离越好。2121)(2)(211212WWttWWttRrrrr

31、R=0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%；R=1：分离程度：分离程度98%；R=1.5：达：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。（相邻两峰完全分离的标准）。36R=1.5R=0.75R=1.0响应信号响应信号保留时间保留时间 t/ min37讨论：讨论： 色谱分离中的四种情况的讨论：色谱分离中的四种情况的讨论： 柱效较高，柱效较高，K(分配系数分配系数)较大较大,完全分离；完全分离； K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；柱效较低，柱效较低，K较大较大,但分离的不好；但分离的不好； K小，柱效低，分离效果更差。小，柱效低，

32、分离效果更差。38)1(4n)1)(1(4effRkknR或2.4.2 分离度方程分离度方程R R 与柱效与柱效n n、选择因子、选择因子 和保留因子和保留因子 k k 对于相邻的难分离组分，由于它们的分配系数对于相邻的难分离组分，由于它们的分配系数 K K 相差小，可合理相差小，可合理假设假设k1 k2=k，W1 W2=W。因此可导出因此可导出R R与与n n（n neffeff）、）、 和和 k k 的关系的关系：39kknkknkkkkknktkktntttnRWWttRkttnWrrrrrr1141114)1 ()(4)1 ()(42)(24： )(2)1 (t141)Wt16(n 2

33、22221220120210r2r21212并整理如下代入到将上式及因附：具体推导过程如下：附：具体推导过程如下：40分离度、柱效和选择性参数的联系：分离度、柱效和选择性参数的联系：222)1()2()2(2)2()1()2(21)1()2(21)1()2()1(16)(16)(16)(2)(2RttRtYtnYttYYttYYttRRRRReffRRRRRR)1(4neffR411）分离度）分离度R与柱效与柱效n的关系的关系 分离度与理论塔板数的平方根成正比，增加分离度与理论塔板数的平方根成正比，增加n或降低或降低H，提，提高柱效即降低色谱峰区带宽度，从而提高分离度。根据板高高柱效即降低色谱

34、峰区带宽度，从而提高分离度。根据板高方程，改变流速方程，改变流速u降低固定相降低固定相dp、df或增加柱长来提高或增加柱长来提高n。 对具一定相对保留值对具一定相对保留值 的物质对，的物质对，R与有效塔板数与有效塔板数neff有关，有关，说明说明neff可正确代表柱效能。可正确代表柱效能。 由色谱方程可得：由色谱方程可得： 因此可通过增加柱长提高分离度。因此可通过增加柱长提高分离度。2121221LLnn)RR( 2.4.3 有关色谱方程的讨论：有关色谱方程的讨论：422）分离度）分离度R与保留因子与保留因子 的关系的关系 代表两个溶质在色谱条件下的分离选择性。代表两个溶质在色谱条件下的分离选

35、择性。 若若 1，两组分不可能分离；，两组分不可能分离； 略大于略大于l，就可能实现分离。，就可能实现分离。 越大，柱选择性越好，对分离有利。越大，柱选择性越好，对分离有利。 气相色谱主要通过选择合适的固定相和降低柱温来提高气相色谱主要通过选择合适的固定相和降低柱温来提高 值。值。 对于液相色谱，改变固定相和流动相性质，均能提高对于液相色谱，改变固定相和流动相性质，均能提高 值，值，通常采用改变流动相的组成和极性来提高通常采用改变流动相的组成和极性来提高 值。值。43 k增加，分离度增加，分离度R增加，但当增加，但当k10(分离时间延长，并使色分离时间延长，并使色谱峰扩张）谱峰扩张），则，则R

36、的增加不明显。通常的增加不明显。通常k在在110之间。之间。 分离沸点或极性相差不大的多组分混合试样采用恒温或分离沸点或极性相差不大的多组分混合试样采用恒温或等度淋洗，难达到最佳等度淋洗，难达到最佳k值，这种情况下，气相色谱采用程序值，这种情况下，气相色谱采用程序升温、液相色谱采用梯度淋洗，调节合适的升温、液相色谱采用梯度淋洗，调节合适的k值。值。3）分离度）分离度R与分配比与分配比k的关系的关系444) 样品量的影响样品量的影响 每一个色谱柱固定相，都有一定的样品线性容量范围，在该范每一个色谱柱固定相，都有一定的样品线性容量范围，在该范围内，进样量增加色谱峰高增加，色谱峰区域宽度和保留时间不

37、围内，进样量增加色谱峰高增加，色谱峰区域宽度和保留时间不变。当样品量超过线性容量范围，进样量增加，变。当样品量超过线性容量范围，进样量增加，k下降。下降。45对多组分混合物，分离时间即为最后一个组分的保留时间。对多组分混合物，分离时间即为最后一个组分的保留时间。由以下三式：由以下三式：得到得到 可见，分析时间与可见，分析时间与R， ，k、H/u等参数有关。等参数有关。) 3.().1)(1(4)2.(.) 1.().1 ()1 (0kknRHLnkuLkttr2322)1 ()1(16kkuHRtr2.4.4 分析时间分析时间 t46概念、表示方法及计算公式汇总概念、表示方法及计算公式汇总参数

38、参数 符号符号 测定或计算测定或计算 死时间死时间(迁移时间迁移时间)，不参，不参与分配组分与分配组分 0t 色色谱谱图图 保留时间，组分保留时间，组分 1 和和 2 21rrt，t 色色谱谱图图 调整保留时间，组分调整保留时间，组分 1 r1t 0rrttt11 峰宽，组分峰宽，组分 1 和和 2 W1，W2 色色谱谱图图 柱长柱长 L 直接直接测测量量 流速流速 Fco 直接直接测测量量 流流(固固)定相体积定相体积 Vm，Vs 填填充充制制备备记录记录 流流(固固)定相浓度定相浓度 cm，cs 分析分析和和制制备备记录记录 表表-147参数参数 符号符号 测定或计算测定或计算 线速线速 0t /Lu 流动相体积流动相体积 co0mFtV 保留因子保留因子 00rt/)tt(k msVKVk 分配系数分配系数 smVkVK msccK 选择因子选择因子 0r0rtttt12 1212KKkk 分离度分离度 211r2rWW