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第三章 色谱分析法导论 3.1 概述 3.2 色谱流出曲线 3.3 色谱法基本原理 3.4 色谱定性和定量分析 3-1 概述 1906年，俄国植物学家茨维特在分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入一根装有CaCO3粉末的竖直玻璃管中，再加入纯的石油醚任其自然流下，一会儿柱中出现不同颜色的谱带，植物浸取液中的色素得到了分离。 色谱法中包含两相 固定相—固定不动的相 CaCO3 流动相—推动混合物流动的液体 石油醚 1、按两相状态分类 2、按操作形式分类 （1）柱色谱：固定相装在柱管内的色谱法。 （2）纸色谱：滤纸为固定相的色谱法，流动相是含一定比例水的有机溶剂，样品在滤纸上展开进行分离。 （3）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜的色谱法。 3、按分离原理分类 （1）吸附色谱：利用吸附剂表面对被分离的各组分吸附能力不同进行分离。 （2）分配色谱：利用固定液对各组分的溶解能力不同进行分离。 （3）离子交换色谱：利用离子交换剂对各组分的亲和力不同进行分离。 （4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。 §3-2 色谱图及色谱常用术语 一、色谱图 二、色谱图中的基本术语 1、基线—在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出的曲线称为基线。稳定的基线应该是一条水平直线。 2、峰高—色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好。 3、色谱峰的宽度 5、色谱保留值—定性的依据 （1）死时间t0——不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需的时间。 （2）保留时间tR——组分流经色谱柱时所需时间。 （3）调整保留时间t?R——扣除了死时间的保留时间。 t?R =tR-t0 **t?R体现的是组分在柱中被吸附或溶解的时间，更合理的反映了被测组分的保留特性。 §3-3 色谱法的基本理论 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。 在50年代，色谱技术发展的初期，Martin等人把色谱分离过程比作分馏过程，并把分馏中的半经验理论－塔板理论用于色谱分析法。 塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，塔内有若干个想象的塔板，物质在每个塔板里的两相之间达到一次分配平衡。经过多次这样的分配之后，最后，挥发度大的组分和挥发度小的组分彼此分离，挥发度大的最先从塔顶（即柱后）逸出。显然这个理论并不完全符合色谱柱的实际分离过程，色谱分离和一般的分馏塔分离有着重大的差别，但是因为这个比喻形象简明，能说明一些问题，因此几十年来一直沿用。 1、涡流扩散项A：在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的“涡流”：从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性——同一组分运行路线长短不同——流出时间不同——峰形展宽。 A＝2λdp A与填充物的平均直径dp的大小和填充不均匀因子λ有关。 2、分子扩散项B/u（纵向扩散项）：纵向分子扩散是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，它呈“塞子”状分布。随着流动相的推进， “塞子”因浓度梯度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。 B＝2γD γ——是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，也称弯曲因子，它反映了固定相的几何形状对分子扩散的阻碍情况。 D——为组分在流动相中扩散系数（c m2·s-1）。 Dg气相扩散系数比液相扩散系数Dm大的多（约105倍） 3、传质阻力项Cu：由于浓度不均匀而发生物质迁移过程称为传质，影响该过程进行速度的阻力为传质阻力。传质阻力系数包括两部分，即Ｃ＝Ｃm+Cs两项组成。 Cm—流动相传质阻力系数，组分从流动相移动到固定相表面进行两相之间的质量交换时所受到的阻力，质量交换慢，引起色谱峰变宽。 Cs-—固定相传质阻力系数，即组分从两相界面移动到固定相内部，达分配平衡后，又返回到两相界面，在这过程中所受到的阻力为固定相传质阻力。 气相色谱 液相色谱 分离度—总分离效能指标 分离度(分辨率、分辨度)是一个综合性指标,既能反映柱