1、分析化學(xué)色譜分析法第1頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 色譜法的分類和發(fā)展 色譜過程和基本原理 基本類型色譜方法及其分離機(jī)制 色譜法基本理論第2頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 高分離效能 高靈敏 高選擇性 分析速度快 應(yīng)用范圍廣色譜法的特點(diǎn):第3頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一色譜學(xué)的重要作用諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)：1948年，瑞典Tiselins，電泳和吸附分析；1952年，英國馬丁(Martin)和辛格(Synge)，分配色譜。應(yīng)用的科學(xué)領(lǐng)域：生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。（科學(xué)的科學(xué)）藥學(xué)（藥物分析）：各國藥典收載了

2、許多色譜分析方法。中國藥典二部，700多，純度檢查、定性鑒別或含量測定，一部，600多鑒別或含量測定。第4頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 第一節(jié) 色譜法的分類和發(fā)展一、色譜法的分類按流動相的分子聚集狀態(tài)分類:GC、LC、SFC 等。按固定相的分子聚集狀態(tài)分類:GSC、GLC、LSC、LLC等。第5頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一按操作形式分類:柱色譜法、平面色譜法、毛細(xì)管電泳法等。按色譜過程的分離機(jī)制分類:分配色譜法、吸附色譜法、離子交換色譜法、空間排阻色譜法、毛細(xì)管電泳法等。第6頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一毛

3、細(xì)管電色譜法（CEC）色譜法GSC液相色譜法 （LC）柱色譜法平面色譜法毛細(xì)管電泳法 （CE）LLCLSCSECIECBPC紙色譜法薄層色譜法（TLC）LLCLLCLSC氣相色譜法（GC）柱色譜法GLC超臨界流體色譜法 （SFC）第7頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一二、色譜法的發(fā)展 （一）色譜法的歷史 （二）色譜法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1新型固定相和檢測器的研制 2色譜新方法的研究 3色譜聯(lián)用技術(shù) 4色譜專家第8頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第二節(jié) 色譜過程和基本原理 一、色譜過程實(shí)現(xiàn)色譜操作的基本條件是必須具備相對運(yùn)動的兩相，固定相(stat

4、ionary phase)和流動相(mobile phase)。色譜過程是組分的分子在流動相和固定相間多次“分配”的過程。第9頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第10頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一色譜過程 組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)微小差異 與固定相作用差異 隨流動相移動的速度不等 差速遷移 色譜分離。第11頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一二、色譜流出曲線和有關(guān)概念色譜流出曲線是由檢測器輸出的電信號強(qiáng)度對時(shí)間作圖所繪制的曲線，又稱為色譜圖。 基線是在操作條件下，沒有組分流出時(shí)的流出曲線?；€反映儀器 (主要是檢測器) 的噪音隨

5、時(shí)間的變化。色譜峰是流出曲線上的突起部分。正常色譜峰、拖尾峰和前延峰第12頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一對稱因子fs (symmetry factor) ： 衡量色譜峰的對稱性 第13頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一到20頁到19頁第14頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一保留時(shí)間(retention time;tR)：從進(jìn)樣到某組 分在柱后出現(xiàn)濃度極大時(shí)的時(shí)間間隔。死時(shí)間(t0)：分配系數(shù)為零的組分，即不被固定相吸附或溶解的組分的保留時(shí)間。 調(diào)整保留時(shí)間( )：某組分由于溶解（或被吸附）于固定相，比不溶解（或不被吸附

6、）的組分在柱中多停留的時(shí)間。 定性參數(shù)1第15頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一定性參數(shù)2 保留體積(VR)：從進(jìn)樣開始到某個(gè)組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時(shí)，所需通過色譜柱的流動相體積。 死體積(V0)：由進(jìn)樣器至檢測器的流路中未被固定相占有的空間。固定相顆粒間間隙、導(dǎo)管的容積、檢測器內(nèi)腔容積的總和。第16頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一定性參數(shù)3調(diào)整保留體積(adjusted retention volume)：由保留體積扣除死體積后的體積 相對保留值(r) ：兩組分的調(diào)整保留值之比注意：VR是定值，tR與FC成反比第17頁，共97頁，2022年，

7、5月20日，10點(diǎn)44分，星期一定性參數(shù)4 保留指數(shù)(retention index；I) : 在GC中，以正構(gòu)烷烴系列作為組分相對保留值的標(biāo)準(zhǔn)，用兩個(gè)保留時(shí)間緊鄰待測組分的基準(zhǔn)物質(zhì)來標(biāo)定組分，這個(gè)相對值稱為保留指數(shù)，又稱Kovats指數(shù)，定義式： z與z+n為正構(gòu)烷烴對的碳原子數(shù) ，Z為6，7，8，I為600，700，800第18頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一定量參數(shù)峰高(peak height；h)：組分在柱后出現(xiàn)濃度極大時(shí)的檢測信號，即色譜峰頂至基線的距離。 峰面積(peak area；A)：色譜曲線與基線間包圍的面積。 返回第19頁，共97頁，2022年，5

8、月20日，10點(diǎn)44分，星期一返回柱效參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation；)：正態(tài)色譜流出曲線上兩拐點(diǎn)間距離之半，即0.607倍峰高處的峰寬之半。的大小表示組分被帶出色譜柱的分散程度。越大，組分越分散；反之越集中。半峰寬(W1/2)：峰高一半處的峰寬 W1/2=2.355 峰寬 (peak width；W)：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)作切線在基線上所截得的距離。 W=4 或 W=1.699W1/2 第20頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一總分離效能指標(biāo)分離度(resolution；R)：又稱分辨率。是相鄰兩色譜峰保留時(shí)間之差與兩色譜峰峰寬均值之比。第21頁，共97頁，

9、2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分離度設(shè)正常峰，W1W2= 4 ，則R=1.5時(shí)，99.7%面積(tR 3)被分開， tR =6 ，稱 6 分離 。第22頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一三、分配系數(shù)與色譜分離(一) 分配系數(shù)和容量因子 分配系數(shù) (distribution coefficient；K)是在一定溫度和壓力下，達(dá)到分配平衡時(shí)，組分在固定相 (s) 與流動相 (m) 中的濃度 (C) 之比。分配系數(shù)僅與組分、固定相和流動相的性質(zhì)及溫度（和壓力）有關(guān)。是組分的特征常數(shù)。第23頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一容量因子(cap

10、acity factor；k)：在一定溫度和壓力下，達(dá)到分配平衡時(shí)，組分在固定相和流動相中的質(zhì)量(m)之比。（摩爾數(shù)？） 又稱為質(zhì)量分配系數(shù)或分配比。分配系數(shù)與色譜分離還與固定相和流動相的體積有關(guān)。容量因子與分配系數(shù)的關(guān)系第24頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分配系數(shù)與色譜分離（二）分配系數(shù)和容量因子與保留時(shí)間的關(guān)系tR=t0(1+ k) tR=t0(1+K ) v=L/tRu=L/t0第25頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一（三）色譜分離的前提KAKB 或kAkB 是色譜分離的前提。 = t0(1+KA ) = t0(1+KB ) tR= t

11、0 (KAKB) tR0 KAKBkAkB分配系數(shù)與色譜分離推導(dǎo)過程：第26頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第三節(jié) 基本類型色譜方法及其分離機(jī)制分配色譜法吸附色譜法離子交換色譜法空間排阻色譜法第27頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一一、分配色譜法第28頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分配色譜法 分離原理 利用被分離組分在固定相或流動相中的溶解度差別而實(shí)現(xiàn)分離。 溶質(zhì)分子在固定相中溶解度越大，或在流動相中溶解度越小，則K越大。在LLC中K主要與流動相的性質(zhì) (種類與極性) 有關(guān)；在GLC中K與固定相極性和柱溫有關(guān)。 第2

12、9頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分配色譜法固定相 又稱固定液（涂漬在惰性載體顆粒上的一薄層液體；化學(xué)鍵合相（通過化學(xué)反應(yīng)將各種有機(jī)基團(tuán)鍵合到載體上形成的固定相）。流動相 氣液分配色譜法：氣體，常為氫氣或氮?dú)狻?液液分配色譜法：與固定相不相溶的液體。 正相液液分配色譜：流動相的極性弱于固定 相的極性。 反相液液分配色譜：流動相的極性強(qiáng)于固定 相的極性。第30頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分配色譜法洗脫順序 由組分在固定相或流動相中溶解度的相對大小而決定。 正相液液分配色譜：極性強(qiáng)的組分后被洗脫。（庫侖力和氫鍵力）。反相液液分配色譜：極性強(qiáng)的

13、組分先出柱。第31頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一二、吸附色譜法分離原理 利用被分離組分對固定相表面吸附中心吸附能力的差別而實(shí)現(xiàn)分離。吸附過程是試樣中組分的分子(X)與流動相分子(Y)爭奪吸附劑表面活性中心的過程，即為競爭吸附過程 。第32頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一吸附系數(shù)與吸附劑的活性、組分的性質(zhì)和流動相的性質(zhì)有關(guān)。第33頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一吸附色譜法固定相 多為吸附劑，如硅膠、氧化鋁。硅膠表面硅醇基為吸附中心。經(jīng)典液相柱色譜和薄層色譜：一般硅膠高效液相色譜：球型或無定型全多孔硅 膠和堆積硅珠。氣

14、相色譜：高分子多孔微球等第34頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一吸附色譜法流動相 有機(jī)溶劑（硅膠為吸附劑）洗脫能力：主要由其極性決定。強(qiáng)極性流動相占據(jù)吸附中心的能力強(qiáng)，洗脫能力強(qiáng)，使k值小，保留時(shí)間短。Snyder溶劑強(qiáng)度o：吸附自由能，表示洗脫能力。o值越大，固定相對溶劑的吸附能力越強(qiáng)，即洗脫能力越強(qiáng)。第35頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一表 16-1 一些溶劑在硅膠上的o值溶劑溶劑強(qiáng)度（o）溶劑溶劑強(qiáng)度（o）正戊烷0.00甲基特丁基醚0.48正己烷0.00醋酸乙酯0.48氯仿0.26乙腈0.52二氯甲烷0.40異丙醇0.60乙醚0.43甲醇

15、0.70第36頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一洗脫順序 ka=KaSa/Vm在色譜柱（Sa與Vm一定）時(shí)，Ka大的組分保留強(qiáng)，后被洗脫，Ka小的組分在吸附劑上保留弱，先被洗脫。Ka與組分的性質(zhì)（極性、取代基的類型和數(shù)目、構(gòu)型有關(guān)）。 吸附色譜法第37頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一以硅膠為吸附劑：極性強(qiáng)的組分吸附力強(qiáng)。飽和碳?xì)浠衔餅榉菢O性化合物，不被吸附?；灸负讼嗤氲娜〈鶚O性越強(qiáng)，則分子的極性越強(qiáng)，吸附能力越強(qiáng)；極性基團(tuán)越多，分子極性越強(qiáng) (但要考慮其他因素的影響) 。不飽和化合物的吸附力強(qiáng)，雙鍵數(shù)越多，吸附力越強(qiáng)。分子中取代基的

16、空間排列 第38頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一分離原理 利用被分離組分離子交換能力的 差別而實(shí)現(xiàn)分離。分為陽離子交換色譜法和陰離子交換色譜法。陽離子交換：陰離子交換：離子交換通式： 33+RNR+OH-ClRNR+ClOH交換再生交換再生+3+RSOH+Na+Na+3HRSO三、離子交換色譜法第39頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第40頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法交換反應(yīng)的平衡常數(shù)即選擇性系數(shù)：KA/B是離子對樹脂親和能力相對大小的度量，KA/B越大，A的交換能力大，越易保留。常選擇某種離子（如H

17、+或Cl）作參考。 KA、 KB為A、B的分配系數(shù)。第41頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法固定相 離子交換劑(ion exchanger)：離子交換樹脂（resin）和硅膠化學(xué)鍵合離子交換劑。離子交換樹脂: 有網(wǎng)狀骨架及可離解、可交換基團(tuán)，如磺酸基 (SO3H) 、羧基 (COOH) 及季胺基 (NR3+OH) 等。性能指標(biāo)常用交聯(lián)度、交換容量和粒度等。化學(xué)鍵合離子交換劑：鍵合在薄殼型和全多孔微粒硅膠上。用于HPLC中的固定相第42頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法 流動相一定pH和離子強(qiáng)度的緩沖溶液，有時(shí)也加入少量

18、有機(jī)溶劑，如乙醇、四氫呋喃、乙腈等，以提高選擇性。 第43頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法影響保留行為的因素被分離離子、離子交換劑、流動相的性質(zhì)等(1) 離子的電荷和水合半徑：價(jià)態(tài)高選擇性系數(shù)大。同價(jià)陽離子在酸性陽離子交換劑上,水合離子半徑, 選擇性系數(shù)小。稀溶液中陽離子在強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂上的交換順序是：Fe3+Al3+Ba2+Pb2+Sr2+Ca2+Ni2+Cd2+Cu2+Co2+Mg2+Zn2+Mn2+Ag+Cs+Rb+K+NH4+Na+H+Li+ 第44頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法常見陰離子在強(qiáng)堿性陰

19、離子交換樹脂上的交換順序通常為：檸檬酸根PO43SO42I SCN Cl CH3COOOHF保留順序？洗脫順序？第45頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一離子交換色譜法(2)離子交換劑的交聯(lián)度和交換容量:在一定的范圍內(nèi)樹脂的交聯(lián)度越大，交換容量越大，則組分的保留時(shí)間越長。 (3)流動相的組成：交換能力強(qiáng)的離子組成的流動相有較強(qiáng)的洗脫能力。流動相的離子強(qiáng)度高，使組分的保留值降低。流動相的pH：溶質(zhì)的離解受到抑制則保留時(shí)間變短。弱離子交換樹脂的交換容量在某一pH值有極大值。第46頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一四、空間排阻色譜法分離原理根據(jù)被分離組分

20、分子的線團(tuán)尺寸進(jìn)行分離。也稱為分子排阻色譜法。第47頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一空間排阻色譜法根據(jù)空間排阻（steric exclusion）理論，孔內(nèi)外同等大小的溶質(zhì)分子處于擴(kuò)散平衡狀態(tài)：滲透系數(shù)： Kp =Xs/Xm （0Kp1 ）由溶質(zhì)分子的線團(tuán)尺寸和凝膠孔隙的大小所決定。在一定分子線團(tuán)尺寸范圍內(nèi)，Kp與分子量相關(guān)，即組分按分子量的大小分離。第48頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一空間排阻色譜法固定相多孔凝膠：軟質(zhì)、半軟質(zhì)和硬質(zhì) 主要性能參數(shù)平均孔徑排斥極限（Kp=0）：不能滲透進(jìn)入凝膠的任何孔隙最低分子量 分子量范圍：排斥極限（Kp

21、=0）與全滲透點(diǎn)（Kp=1）之間的分子量范圍圍。選擇凝膠時(shí)應(yīng)使試樣的分子量落入此范圍。第49頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一空間排阻色譜法流動相 要求：能溶解試樣、潤濕凝膠，粘度要低水溶性試樣選擇水溶液為流動相(稱為凝膠過濾色譜gel filtration chromatography；GFC)；非水溶性試樣選擇四氫呋喃、氯仿、甲苯和二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑為流動相 (凝膠滲透色譜gel permeation chromatography；GPC)。第50頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一空間排阻色譜法保留體積與滲透系數(shù)的關(guān)系VmV0分子線團(tuán)尺寸

22、（分子量）大的組分，其滲透系數(shù)小，保留體積也小，因而先被洗脫出柱。第51頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一小結(jié)色譜過程方程式：分配系數(shù)大的組分保留時(shí)間長（保留體積大），晚流出色譜柱。第52頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一K在分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜和凝膠色譜中，分別為狹義分配系數(shù)K、吸附系數(shù)Ka、選擇性系數(shù)KA/B和滲透系數(shù)Kp，Vs分別為色譜柱（或薄層板）內(nèi)固定液體積、吸附劑表面積、離子交換劑總交換容量和凝膠孔內(nèi)總?cè)莘e。小結(jié)第53頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第四節(jié) 色譜法基本理論 第54頁，共97頁，20

23、22年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一要使R大，必須：1、tR大- k大-熱力學(xué)2、W小-峰展寬小-動力學(xué)第55頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一色譜理論包括兩方面:熱力學(xué)理論：研究分配(分離)過程，塔板理論（plate theory）。動力學(xué)理論：研究各種動力學(xué)因素對峰展寬的影響，速率理論（rate theory）。第56頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一一、塔板理論 始于馬?。∕artin）和辛格（Synge）提出的塔板模型。分餾塔：在塔板上多次氣液平衡，按沸點(diǎn)不同而分離。色譜柱：組分在兩相間的多次分配平衡，按分配系數(shù)不同而分離。 第57頁

24、，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一塔板理論假定：在色譜柱內(nèi)每一“塔板”H內(nèi)，組分在兩相間瞬間達(dá)到分配平衡。流動相間歇式進(jìn)入色譜柱，每次進(jìn)入一個(gè)塔板體積。分配系數(shù)在各塔板內(nèi)是常數(shù)。縱向擴(kuò)散可以忽略。第58頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一（一）質(zhì)量分配和轉(zhuǎn)移 1、單一組分B（kB=0.5）的分配和轉(zhuǎn)移 設(shè)色譜柱的塔板數(shù)n=5，即r=0、1、2、3、4（或n-1）號。 將單位質(zhì)量的B加到第0號塔板上。分配平衡后，0號塔板內(nèi)ms/mm0.333/0.667。進(jìn)入一個(gè)塔板體積的流動相（一次轉(zhuǎn)移），第59頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星

25、期一第60頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一經(jīng)過N次轉(zhuǎn)移后，質(zhì)量分布符合二項(xiàng)式(ms+mm)N的展開式。 如N=3，展開式為：(0.333+0.667)3=0.037+0.222+0.444+0.296 0 1 2 3號在固定相和流動相中的質(zhì)量分布由k(K)決定第61頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一轉(zhuǎn)移N次后，第r號塔板中的質(zhì)量Nmr： 第62頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一例：轉(zhuǎn)移3次后，在第2號塔板內(nèi)的溶質(zhì)分?jǐn)?shù)第63頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 組分B(kB=0.5)在n=5的色譜柱內(nèi)

26、及出口的分布 N r 0 1 2 3 4 柱出口 0 1 0 0 0 0 0 1 0.333 0.667 0 0 0 0 2 0.111 0.444 0.445 0 0 0 3 0.037 0.222 0.444 0.296 0 0 4 0.012 0.099 0.269 0.395 0.198 0 5 0.004 0.041 0.164 0.329 0.329 0.132 6 0.001 0.016 0.082 0.219 0.329 0.219 7 0 0.006 0.038 0.128 0.256 0.219 8 0 0.002 0.017 0.068 0.170 0.170 9 0 0

27、 0.007 0.033 0.102 0.114 10 0 0 0.002 0.016 0.056 0.068第64頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一注意：1、柱出口處的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。2、質(zhì)量（濃度）最大點(diǎn)的N，即保留體積。第65頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一2、兩組分的分離A(kA=1)和B(kB=0.5)兩組分第66頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 組分A(kA=1)在n=5的色譜柱內(nèi)和出口的分布 N r 0 1 2 3 4 柱出口 0 1 0 0 0 0 0 1 0.5 0.5 0 0 0 0 2 0.25

28、0.5 0.25 0 0 0 3 0.125 0.375 0.375 0.125 0 0 4 0.063 0.250 0.375 0.250 0.063 0 5 0.032 0.157 0.313 0.313 0.157 0.032 6 0.016 0.095 0.235 0.313 0.235 0.079 7 0.008 0.056 0.165 0.274 0.274 0.118 8 0.004 0.032 0.111 0.220 0.274 0.137 9 0.002 0.018 0.072 0.166 0.247 0.137 10 0.001 0.010 0.045 0.094 0.20

29、7 0.124 第67頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一結(jié)果： 組分B: k=0.5, 當(dāng)N=6和7時(shí)，柱出口產(chǎn)生B的濃度最大點(diǎn)。 組分A：k=1，N=8和9時(shí)，柱出口處達(dá)到濃度最大點(diǎn)。兩組分開始分離，k小的組分B在柱后先出現(xiàn)濃度極大值, 即先出柱。第68頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 一根色譜柱n=103以上，組分有微小的分配系數(shù)(容量因子)差別即可實(shí)現(xiàn)完全分離。 分配系數(shù)(容量因子)不等是分離的前提。第69頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一(二) 流出曲線方程1.二項(xiàng)式分布曲線以組分A在柱出口處的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對N作圖。

30、第70頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一N 柱出口0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0.032 6 0.079 7 0.118 8 0.137 9 0.137 10 0.124 k=1的組分從n=5色譜柱中的流出曲線圖第71頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一2.色譜流出曲線 當(dāng)塔板數(shù)很大時(shí)，流出曲線趨于正態(tài)分布曲線。第72頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一第73頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一3、色譜流出曲線方程（正態(tài)分布方程）描述組分流出色譜柱的濃度變化：為標(biāo)準(zhǔn)差，tR為保留時(shí)間，C為

31、任意時(shí)間t時(shí)的濃度，C0為峰面積A，即相當(dāng)于某組分的總量。第74頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一t=tR時(shí)，C有極大值：Cmax即流出曲線的峰高h(yuǎn)。一定時(shí)， 峰高h(yuǎn)取決于C0。C0一定時(shí)， 峰高h(yuǎn)取決于。第75頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一 流出曲線方程的常用形式：不論ttR或ttR時(shí)，濃度C恒小于Cmax。C隨時(shí)間t向峰兩側(cè)對稱下降。越小，峰越銳。 是柱效的標(biāo)志。第76頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一色譜峰面積以A代替C0，h代替Cmax，且W1/2=2.355 ，峰面積:A = h(2)1/2A=1.065W1

32、/2h 色譜定量的參數(shù)第77頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一(三) 理論塔板高度和理論塔板數(shù) (height equivalent to atheoretical plate或plate height, H) (plate number, n) 是色譜柱效參數(shù)。第78頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一理論塔板數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差（峰寬或半峰寬）和保留時(shí)間的關(guān)系：第79頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一理論塔板高度H =L/n 注意：1.計(jì)算n時(shí)使標(biāo)準(zhǔn)差（峰寬或半峰寬）和保留時(shí)間單位一致 2.n的單位第80頁，共97頁，2022年，

33、5月20日，10點(diǎn)44分，星期一例在柱長2m、5%阿皮松柱、柱溫100、記錄紙速為2.0cm/min的實(shí)驗(yàn)條件下，測定苯的保留時(shí)間為1.50min，半峰寬為0.10cm。求該柱的理論塔板高度和每米的理論塔板數(shù)。第81頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一每米理論塔板數(shù)為：2.4103/2=1.2103(m1)解：第82頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一有效理論塔板數(shù)和有效理論塔板高度Hef =L/nef第83頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一塔板高度的統(tǒng)計(jì)概念：單位柱長引起的分子的離散度H=2/L 2HL 是組分分子在色譜柱內(nèi)離散的度量2是總的離散程度，即單位柱長內(nèi)分子離散的累積第84頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一小結(jié)塔板理論解釋了流出曲線的形狀說明了組分的分配和分離過程提出了評價(jià)柱效的指標(biāo)但某些假設(shè)與實(shí)際色譜過程不符 第85頁，共97頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)44分，星期一二、速率理論塔板理論的不足： 組分在兩相中不可能真正達(dá)到分配平衡； 組分在色譜柱中的縱向擴(kuò)散不能忽略; 沒有考慮各種動力學(xué)因素對傳質(zhì)過程的影響； 無法解釋柱效與流動相流速的關(guān)系； 不能說明影響柱效有哪些主要因