色谱基本原理

1、2020/7/5,色谱分析培训班-1,1,第二章 色谱分离基本原理,The Principe of Chromatography,2020/7/5,色谱分析培训班-1,2,一、色谱学概论,（一） 色谱法原理 （二）色谱流出曲线及相关术语,2020/7/5,色谱分析培训班-1,3,（一） 色谱法原理,色谱法是一种分离方法，先分离后检测，边分离边检测。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,4,1. 色谱法原理,在有互不相溶的两相流动相和固定相的体系中，当两相作相对运动时，第三组分（即溶质或吸附质）连续不断地在两相之间进行分配，这种分配过程即为色谱过程。 由于流动相、固定相以及溶质混合物性质的不同

2、，在色谱过程中溶质混合物中的各组分表现出不同的色谱行为，从而使各组分彼此相互分离，这就是色谱分析法的实质。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,5,2. 色谱分析示意,2020/7/5,色谱分析培训班-1,6,3. 色谱分析流程,2020/7/5,色谱分析培训班-1,7,柱色谱采用柱管进行分离的色谱称为柱色谱。内径小于1.0mm的柱管一般都可称为毛细管柱。也有将极细的固定相填充于毛细管中进行分析，即填充毛细管柱。 纸色谱含水滤纸为固定相，在滤纸上直接用溶剂展开实现混合物的分离。 薄层色谱经典方法。近年发展起来的对溶剂加压、离心强迫流动技术，使薄层色谱样品处理能力达到制备色谱水平。 棒色谱是薄

3、层色谱的变异，将吸附剂研碎后涂敷在石英棒上，再进行色谱操作。 柱色谱的最大优点是柱效能高、分析速度快、定量较为可靠，而后三者的设备和操作都较简单，易于普及。,4. 色谱分类：按固定相的形状分类,2020/7/5,色谱分析培训班-1,8,（四） 色谱流出曲线及相关术语,2020/7/5,色谱分析培训班-1,9,1、色谱流出曲线,2020/7/5,色谱分析培训班-1,10,2. 基本关系式,保留时间 保留体积 净保留体积为扣除死体积后的保留体积 比保留体积,在273.16K时，每克固定液的净保留体积，,2020/7/5,色谱分析培训班-1,11,6）死时间的测定,5) 相对保留值,2020/7/5

4、,色谱分析培训班-1,12,7）流量的校正,2020/7/5,色谱分析培训班-1,13,8）柱效的测算,W = 1.7Wh,2020/7/5,色谱分析培训班-1,14,2020/7/5,色谱分析培训班-1,15,9）分离度计算,2020/7/5,色谱分析培训班-1,16,10） 分离度、柱效、保留的关系,2020/7/5,色谱分析培训班-1,17,11） 色谱峰的对称性,2020/7/5,色谱分析培训班-1,18,色谱峰是不可能对称的，尽管都是按对称来讨论： 动力学因素（峰展宽因素） 柱外效应 次级化学平衡（解离、反应）的存在 进样量过多 很重要的原因由柱子引起（载体等）。,2020/7/5,

5、色谱分析培训班-1,19,二、色谱理论,（一） 塔板理论 （二）速率理论,2020/7/5,色谱分析培训班-1,20,（一） 塔板理论,由Martin等人在平衡色谱理论的基础上发展而来：将色谱柱比拟为分馏塔，设想中间成可分为许多分馏塔片（板）。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,21,1. 塔板理论的假定,流动相按前进方向以脉冲使通过柱子，最小单位为一塔板体积; 组分在柱内两相间的分配系数是恒定的，与组分浓度及在柱内的位置无关; 组分在所有塔板上的两相平衡可在瞬间建立; 所有组分浓度以起始塔板中的浓度为基准,2020/7/5,色谱分析培训班-1,22,2. 塔板理论的作用,由塔板理论可得到

6、：在色谱分离过程中谱峰是要展宽的，展宽的宽度平方值和理论板高H成正比，即达成“平衡”所需的距离H值越大，色谱峰展宽越严重。就一定柱长而言，组分在两相间的“平衡”次数越多，色谱柱的分离效率就越高，因此，理论板高H值是衡量色谱柱效率的一个很好的指标。 塔板理论回答了影响色谱峰保留时间和峰宽度这二个重要问题，但它不能解释影响宽度（即相应的理论板高）因素。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,23,（二） 速率理论,从动力学因素出发研究色谱分离过程而提出的理论。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,24,1. 速率理论的提出,1952年Lapidus等对填充柱色谱过程做了较详细的研究，指出色谱过程中引起组分宽度扩张的因素主要是： 1）沿柱流动方向的纵向扩散效应； 2）组分在两相间的平衡不能瞬时达成，即它在两相交换时传质速度是有限的。 在众多研究的基础上，由Van Deemter提出一个表达式。,2020/7/5,色谱分析培训班-1,25,2. 填充柱Van Deemter方程,也可描述为：,2020/7/5,色谱分析培训班-1,26,3. 毛细管柱的描述：,r0为可描述为毛细管内半径,2020/7/5,色谱分析培训班-1,27,4. 液相色谱的表达式：,各项分别为：涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项（固定相、流动流动