色譜分析法導(dǎo)論色譜分析法導(dǎo)論色譜分析法導(dǎo)論第十五章色譜分析法導(dǎo)論§15-1概述§15-2色譜分離原理

§15-3色譜法基本理論

§15-4分離度

§15-5氣相色譜定性分析

§15-6氣相色譜定量分析2§15-1概述一、色譜法（Chromatography）利用樣品在兩相間的分配來分離、分析多組分混合物的技術(shù)。色譜法是一種物理化學(xué)分析方法，它利用混合物中各物質(zhì)在兩相間分配系數(shù)的差別，當(dāng)溶質(zhì)在兩相間作相對(duì)移動(dòng)時(shí)，各物質(zhì)在兩相間進(jìn)行多次分配，從而使各組分得到分離。3新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，教學(xué)要立足于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，充分利用現(xiàn)實(shí)生活中的語文教育資源，優(yōu)化語文學(xué)習(xí)環(huán)境，努力構(gòu)建課內(nèi)外溝通，學(xué)科間融合的語文教育體系。在這里，我將談一談我是如何大膽創(chuàng)新，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過媒體輔助教學(xué)，整合優(yōu)質(zhì)資源為我所用，使我們的語文課堂教學(xué)傳遞的質(zhì)量、容量、速度、效果等達(dá)到最佳狀態(tài)。1課前收集信息，為走近文本汲取養(yǎng)分《一夜的工作》是小學(xué)六年級(jí)的一篇傳統(tǒng)課文，一直安排在小學(xué)語文教材之列。這篇課文講的是我們敬愛的周總理徹夜未眠，通宵工作的一件事。歌頌了周總理不辭勞苦的工作精神和簡(jiǎn)樸的生活作風(fēng)，抒發(fā)了崇敬愛戴總理的思想感情。課文記敘的是平平常常的事，說的話都是普普通通的話，全文沒使用華麗的詞藻，沒有夸張的句子，幾乎沒有任何鋪陳、點(diǎn)染。作者懷著對(duì)總理深深的敬意，用質(zhì)樸的語言，對(duì)總理一夜的工作，做了真切的描寫，讀起來，有真情實(shí)感。作者對(duì)總理敬仰、贊佩之情，充盈于字里行間，引起讀者的共鳴。但是，語言文字要有背后的東西來支撐，才能反映出精神。走近總理，僅靠課文文本內(nèi)容是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要有大量的補(bǔ)充材料，讓學(xué)生多角度、多渠道地去體會(huì)作者想要通過這樣的語言表達(dá)出的情感，從而理解文章的中心，咀嚼出令人回味的東西，獲得深深的震撼。預(yù)習(xí)時(shí)讓學(xué)生廣泛涉獵與課文相關(guān)的信息資料，能激發(fā)閱讀興趣，拓寬視野，豐富知識(shí)。對(duì)同一主題領(lǐng)域素材寬泛的閱讀，有助于豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，有助于他們“建構(gòu)屬于自己的意義理解”?！兑灰沟墓ぷ鳌肪臀恼碌膬?nèi)容而言，對(duì)學(xué)生來說是沒有什么難度的。但是我們的學(xué)生生活在20世紀(jì)90年代，距離總理生活的年代比較久遠(yuǎn)，他們對(duì)總理的認(rèn)識(shí)尚還淺顯，總理的形象在他們心中是公式化、概念化的，沒有生活的積累，閱歷的補(bǔ)充，學(xué)生很難在情感上產(chǎn)生與作者那樣的共鳴，學(xué)習(xí)時(shí)體會(huì)也不深刻。所以，如何讓總理的高大形象在學(xué)生心中豐滿起來，將作者的心、教師的心，學(xué)生的心三心相連，將作者的情、教師的情、學(xué)生的情三情相動(dòng)？就成了我在教學(xué)中要關(guān)注的核心問題。因此，我在教學(xué)這一課前，布置學(xué)生們搜集有關(guān)周總理的資料（圖片、故事、生平、名言等），讓學(xué)生更貼近人物。當(dāng)這些資料匯到一處時(shí)，這些多個(gè)角度的不同信息，讓學(xué)生們更完整地認(rèn)識(shí)了一個(gè)有血有肉的偉大人物的形象。在這些豐富的感知認(rèn)識(shí)之后，在學(xué)生心里留下的是對(duì)人物的充滿個(gè)性化的理解，留下的是更想走進(jìn)人物的興趣沖動(dòng)。2借助資源，為走入文本營造情境學(xué)生對(duì)課文的鑒賞和感悟，具有很強(qiáng)的個(gè)性化特點(diǎn)。在學(xué)生的閱讀過程中，總是以自己的知識(shí)貯存，生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)能力豐富課文的意蘊(yùn)。小學(xué)生對(duì)讀書對(duì)閱讀不可能頃刻之間就“如饑似渴”，必須循循善誘，逐步培養(yǎng)興趣?；诖耍以谡n前播放了《歌唱敬愛的周總理》MTV，不僅在于增強(qiáng)氣氛，也為的是讓學(xué)生更接近事件、人物，由此輕松地走進(jìn)課堂。針對(duì)學(xué)生年級(jí)高，有著一定知識(shí)儲(chǔ)備的特點(diǎn)，我請(qǐng)學(xué)生說說你讀過哪些關(guān)于周總理的故事或文章？提供多元信息，增加知識(shí)積累，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，播下課外閱讀的種子，可謂一舉多得。3提取資源，為突破難點(diǎn)降低難度課中我積極引導(dǎo)學(xué)生感悟，在感悟時(shí)滲透多種內(nèi)容，擴(kuò)大閱讀含量，無疑會(huì)有利于學(xué)生更深的理解課文的內(nèi)容，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)上播放出精彩的小插曲，有利于閱讀感悟。課文的最后兩個(gè)自然段是本課的教學(xué)難點(diǎn)。作者明明只看到總理一夜的工作，為什么說每一個(gè)夜晚都是這樣工作的呢？為了讓學(xué)生理解這一點(diǎn)，我提出了一個(gè)問題：作者明明只看到了總理一夜的工作，我們也僅僅讀到了總理一夜的工作，他為什么說總理每一個(gè)夜晚都是這樣工作的呢？通過這一問題激活學(xué)生課外的儲(chǔ)存作補(bǔ)充。學(xué)生出示了課前收集的《總理的一天》等相關(guān)資料，我也適時(shí)出示了《總理在生命的最后一段歷程》這段資料。這些生動(dòng)、鮮活、感人的文字材料給學(xué)生提供了理解課文的支撐點(diǎn)，豐滿了學(xué)生對(duì)課文的感悟。學(xué)生可以真真切切地從這一夜的工作看到周總理一生為國家操勞的縮影。當(dāng)學(xué)生感受到總理這種偉大的人格之后再讀“我看見了他一夜的工作，他每個(gè)夜晚都是這樣工作的”這一句時(shí)，他們腦海中浮現(xiàn)的便不再是一個(gè)夜晚的情景，他們“看”到的是一位一生勞苦，一生儉樸的總理，一種崇敬之情便會(huì)油然而生。正是有了課程資源的有效拓展，降低了理解的難度，不但使教學(xué)的重難點(diǎn)自然瓜熟蒂落，而且也讓文本更加豐厚了。4整合資源，深度挖掘文本的內(nèi)涵情的感染是需要強(qiáng)化的。在已經(jīng)形成體驗(yàn)的情況下，再用重錘定音，學(xué)生一時(shí)的情緒才能穩(wěn)定為情感。就在學(xué)生盡情表達(dá)對(duì)總理的崇敬之情時(shí)，我告訴學(xué)生：1976年1月8日，這顆巨星隕落了，一顆偉大的心臟停止了跳動(dòng)，聯(lián)合國破例為他的逝世降半旗致哀。我為學(xué)生誦讀了聯(lián)合國秘書長(zhǎng)的悼詞。話語雖不多，但進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對(duì)周總理的崇敬之情。下面請(qǐng)讀一讀詩人宋小明為紀(jì)念周總理誕辰一百周年時(shí)所寫的《你是這樣的人》，你會(huì)別有一番滋味在心頭！誦讀《你是這樣的人》既是贊美，又是懷念，也是對(duì)語文之美的領(lǐng)略，更是促進(jìn)學(xué)生繼續(xù)去了解人物與追隨人物的號(hào)角。5在課尾進(jìn)行延伸，為走出文本架設(shè)橋梁“大語文”理念下的課堂教學(xué)不是一個(gè)圓形的完整結(jié)構(gòu)，學(xué)完了課文并不意味著知識(shí)學(xué)習(xí)的結(jié)束，而應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的又一個(gè)開端。對(duì)閱讀教學(xué)而言，文本是最重要的教育資源。但文本卻并非是唯一的教學(xué)資源，教師如果一味地帶領(lǐng)學(xué)生局限于教材的學(xué)習(xí)，只會(huì)死死地?fù)湓诮滩纳?，有時(shí)會(huì)丟掉文本所蘊(yùn)涵的東西。周總理的一生是一部值得世人研究學(xué)習(xí)的大書，一節(jié)課只有40分鐘，要想讓學(xué)生一下子深入全面了解周總理是不現(xiàn)實(shí)的。在課的結(jié)尾，我給學(xué)生的課外閱讀指明了廣闊的空間。我告訴學(xué)生，歲月和風(fēng)雨，可以洗去我們很多的記憶；歷史的車輪，可以磨掉我們很多的往事。但是，同學(xué)們，我們的心應(yīng)該永遠(yuǎn)刻著我們總理的名字。下去以后，希望同學(xué)們繼續(xù)閱讀有關(guān)的書籍，查閱相關(guān)的資料，繼續(xù)了解周總理這位偉大的人物，了解他光輝的一生?？梢韵胂螅抡n時(shí)，一定是學(xué)生主動(dòng)尋找相關(guān)讀物進(jìn)行新一輪閱讀的開始，這樣的拓展，起到了擴(kuò)展學(xué)生視野，延伸課堂學(xué)習(xí)的作用。學(xué)習(xí)因自主而發(fā)展，課堂因高效而精彩！語文課外學(xué)習(xí)資源是取之不盡的，它就像一座豐富而亟待開發(fā)的“寶庫”，無處不在，無時(shí)不有。新課標(biāo)賦予我們語文教師新的職責(zé)，我們不再是課程的忠實(shí)執(zhí)行者，而是課程的構(gòu)建者和開發(fā)者，我們要有強(qiáng)烈的資源意識(shí)，努力開發(fā)、利用課程資源，給課堂教學(xué)注入生機(jī)與活力，把學(xué)生從小課堂引向大課堂，讓學(xué)生興趣盎然地健康地去求知，生成更有效、更富活力的課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)語文課堂的效益最大化。“雙語”教育是得到各少數(shù)民族群眾認(rèn)可的、在憲法上規(guī)定的除漢族以外的其他少數(shù)民族除掌握本民族的語言和文字以外，掌握和使用漢語及漢字的書寫的教育教學(xué)模式?！半p語”是隨著社會(huì)和我國教育事業(yè)的發(fā)展而誕生的新疆教育模式上的一個(gè)創(chuàng)新。推進(jìn)農(nóng)村“雙語”教學(xué)工作在新疆教育教學(xué)工作中占有重要的地位。它的發(fā)展和完善需要各民族教師的重視和努力，更需要社會(huì)和各民族群眾的大力支持。教師是“雙語”教學(xué)工作的主要角色和策劃者。那么，教師們?cè)谵r(nóng)村學(xué)?！半p語”教學(xué)工作中應(yīng)該注重哪些要點(diǎn)呢？充分認(rèn)識(shí)“雙語”教育教學(xué)的意義漢語是我國的國語，也是世界上使用人數(shù)最多的六大語言之一，是我國各族人民交流的主要語言工具。所以漢語在我國的教育事業(yè)上具有重要的作用。不僅學(xué)校要充分認(rèn)識(shí)漢語在發(fā)展教育事業(yè)上的重要性，還需要各民族家長(zhǎng)明確觀點(diǎn)，充分認(rèn)識(shí)漢語的主體地位。學(xué)校每次組織家長(zhǎng)會(huì)時(shí)向各族家長(zhǎng)解釋清楚“雙語”教育的定義、意義和主要目的。注重組織內(nèi)容豐富多彩的主題班會(huì)，搞好“雙語”教育的正確操作過程，合理安排漢語和民族語言教學(xué)的課程比例。奠定良好的基礎(chǔ)據(jù)研究，0-6歲是學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的最佳時(shí)期，因此學(xué)生應(yīng)該從幼兒園開始學(xué)習(xí)“雙語”。授課老師必須履行高標(biāo)準(zhǔn)責(zé)任，在安排課程時(shí)，無論漢語，還是本民族的語言都要兼顧，尤其是在兒歌方面一定要細(xì)講，按照漢字讀音進(jìn)行授課（農(nóng)村學(xué)?，F(xiàn)存在這方面的問題）。有計(jì)劃、有步驟地開展工作學(xué)校應(yīng)該制定長(zhǎng)期規(guī)劃，每位老師每學(xué)期都要認(rèn)真寫出教學(xué)工作計(jì)劃，實(shí)事求是地作出教育工作個(gè)人計(jì)劃。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)完善各種制度，明確管理?xiàng)l例、獎(jiǎng)罰條例，以促進(jìn)教育事業(yè)更好、更快發(fā)展。弱點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)問題及時(shí)處理農(nóng)村學(xué)?！半p語”教師缺乏是各地區(qū)存在的普遍問題，近年來，在國家的高度重視下，一批優(yōu)秀的人才進(jìn)入了教育行業(yè)。但是由于部分新來的特崗教師不會(huì)說母語或者新招聘的其他民族的老師不會(huì)說當(dāng)?shù)氐拿褡逭Z言，他們?cè)诤蛯W(xué)生溝通時(shí)，會(huì)出現(xiàn)表達(dá)、交流方面的問題。針對(duì)這種情況，要求教師先掌握好漢語和當(dāng)?shù)孛褡宓恼Z言，只有這樣才能保證“雙語”教育的教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。明確“雙語”教學(xué)要求“雙語”教師的業(yè)務(wù)知識(shí)、漢語水平必須進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，包括各種教學(xué)計(jì)劃、備課、作業(yè)等方面都要定期檢查，與此同時(shí)，要認(rèn)真制定評(píng)價(jià)課堂教學(xué)細(xì)則，確保教育教學(xué)工作順利開展。追求創(chuàng)新、靈活應(yīng)用校領(lǐng)導(dǎo)在提高“雙語”水平上發(fā)揮研究及思考能力，善于創(chuàng)新。教育教學(xué)觀點(diǎn)和方法要符合現(xiàn)代教育事業(yè)的發(fā)展規(guī)律和實(shí)際，培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的能力。這方面要注重以下幾個(gè)要點(diǎn)：找出合理、科學(xué)的方法促使家長(zhǎng)密切配合學(xué)校的“雙語”教學(xué)工作；在應(yīng)用多媒體設(shè)備方面要不斷鉆研；舉行各種教研活動(dòng)促進(jìn)“雙語”教育的發(fā)展，比如：黑板報(bào)、校報(bào)、校園廣播、主題活動(dòng)等。強(qiáng)化培訓(xùn)在農(nóng)村學(xué)校，“雙語”教師非常短缺，尤其是專門接觸“雙語”教育的教師更為缺乏。為有效促進(jìn)“雙語”教學(xué)的發(fā)展，要注重“雙語”教師的培訓(xùn)工作。參加培訓(xùn)的方式有很多，包括：上級(jí)組織的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，利用學(xué)校的圖書資源進(jìn)行自學(xué)，同事之間的經(jīng)驗(yàn)交流，邀請(qǐng)受過“雙語”教育的老師進(jìn)行講座，等等，以此促進(jìn)教師快速進(jìn)步。合理運(yùn)用黨的好政策自治區(qū)黨委和人民政府根據(jù)黨和國家的一系列法規(guī)以及新疆實(shí)際情況，在政策上一直支持和重視新疆“雙語”教育的發(fā)展。為培養(yǎng)優(yōu)秀的“雙語”教師不斷地在組織各種培訓(xùn)活動(dòng)，同時(shí)在資金上給予大力的支持，所以我們要合理運(yùn)用黨的好政策為“雙語”教育的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。第十五章色譜分析法導(dǎo)論§15-1概述§15-2色譜分離原理

§15-3色譜法基本理論

§15-4分離度

§15-5氣相色譜定性分析

§15-6氣相色譜定量分析2§15-1概述一、色譜法（Chromatography）利用樣品在兩相間的分配來分離、分析多組分混合物的技術(shù)。色譜法是一種物理化學(xué)分析方法，它利用混合物中各物質(zhì)在兩相間分配系數(shù)的差別，當(dāng)溶質(zhì)在兩相間作相對(duì)移動(dòng)時(shí)，各物質(zhì)在兩相間進(jìn)行多次分配，從而使各組分得到分離。31.色譜法的產(chǎn)生及發(fā)展色譜法是一種分離技術(shù)，它是俄國植物學(xué)家茨維特1906年創(chuàng)立的。分離植物葉子中的色素時(shí)，將葉片的石油醚（飽和烴混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充CaCO3粉末（CaCO3有吸附能力)，用純石油醚洗脫（淋洗）。色素受兩種作用力影響。4（1）一種是CaCO3吸附，使色素在柱中停滯下來（2）一種是被石油醚溶解，使色素向下移動(dòng)各種色素結(jié)構(gòu)不同，受兩種作用力大小不同，經(jīng)過一段時(shí)間洗脫后，色素在柱子上分開，形成了各種顏色的譜帶，這種分離方法稱為色譜法。5固定相(stationaryphase):CaCO3顆粒流動(dòng)相(mobilephase):石油醚6

茨維特在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)中觀察到4個(gè)色帶，它們分別是胡蘿卜素、葉黃素和葉綠素A和B。隨著被分離樣品種類的增多，該方法廣泛地用于無色物質(zhì)的分離，“色譜”名稱中的“色”失去了原有的意義，但“色譜”這一名稱沿用至今。7

1906年茨維特在德國植物學(xué)雜志發(fā)表文章，首次命名上述分離后色帶為色譜圖，稱此方法為色譜法。1952年Martin和Synge因色譜的理論與應(yīng)用研究獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。8

1952年，Martin和James發(fā)表第一篇?dú)庖荷V論文，首次用氣體作流動(dòng)相，配合微量酸堿滴定，發(fā)明了氣相色譜，它給揮發(fā)性化合物的分離測(cè)定帶來了劃時(shí)代的革命。VanDeemter等對(duì)色譜理論的研究極大地促使色譜技術(shù)的發(fā)展。1955年，第一臺(tái)商品氣相色譜問世，標(biāo)志著現(xiàn)代色譜分析的建立。

91956年，荷蘭的VanDeemter在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出速率理論。1957年戈雷(Golay)發(fā)表“涂壁毛細(xì)管氣液分配色譜理論和實(shí)踐”論文，實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管氣相色譜分離。1979年彈性石英毛細(xì)管應(yīng)用于氣相色譜。80年代將固定液固載化是毛細(xì)管色譜技術(shù)的又一個(gè)重要發(fā)展。它大大提高了色譜柱的穩(wěn)定性,延長(zhǎng)了柱壽命,提高了色譜性能。10二.色譜法的分類1.按兩相所處的狀態(tài)分類氣相色譜(GC)液相色譜(LC)按流動(dòng)相的狀態(tài)分類適用于氣體和低沸點(diǎn)有機(jī)化合物的分析，儀器簡(jiǎn)單，操作方便，應(yīng)用廣泛?？稍诓煌僮鳒囟葪l件下使用。11按固定相不同又分為氣固色譜(GSC)氣液色譜(GLC)液相色譜液固色譜(LSC)液液色譜(LLC)適用于高沸點(diǎn)、不易氣化的、熱不穩(wěn)定及生物活性物質(zhì)的分析，通常在室溫條件下工作。12色譜法液相色譜法氣相色譜法氣-液色譜法氣-固色譜法液-固色譜法液-液色譜法13

2.按固定相所處的外形分類平板色譜填充柱色譜毛細(xì)管柱色譜薄層色譜和紙色譜柱色譜3.按組分在兩相間的分離機(jī)理分類

吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、空間排阻色譜、毛細(xì)管電泳1415

三、色譜法的特點(diǎn)1.分離效率高

復(fù)雜混合物、性質(zhì)相近的有機(jī)同系物及旋光異構(gòu)體等。對(duì)于那些性質(zhì)極為相似的組分,如同位素、同分異構(gòu)體,采用高選擇性固定相，使它們之間的分配系數(shù)產(chǎn)生足夠大的差異,從而實(shí)現(xiàn)良好分離。16多種高靈敏檢測(cè)器，痕量雜質(zhì)分析的有力工具?？梢詸z測(cè)出ppt(10-9)級(jí)甚至ppb(10-12)級(jí)。2.靈敏度高174.應(yīng)用范圍廣可分析有機(jī)或無機(jī)的氣、液、固體試樣組分的定性較為困難缺點(diǎn)：3.分析速度快解決方法：發(fā)展聯(lián)用技術(shù)18四.氣相色譜分析法與其它方法比較1.氣相色譜法與分餾法的比較色譜分離比分餾快，得到的物質(zhì)純度比分餾法高。石油化學(xué)家采用分餾法花了20多年才鑒別出石油中的200余種組分，而當(dāng)今采用毛細(xì)管GC僅需數(shù)小時(shí)即可完成。19苯和環(huán)己烷的沸點(diǎn)僅差0.6℃，如用精餾分離柱進(jìn)行分離是不可能的。環(huán)己烷苯202.氣相色譜法與經(jīng)典化學(xué)分析的比較化學(xué)分析根據(jù)物質(zhì)具有某種獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行測(cè)定,而色譜分析能使許多化學(xué)性質(zhì)相同/相似的復(fù)雜組分相互分離后測(cè)定。3.氣相色譜法與光譜、質(zhì)譜分析法的比較光譜、質(zhì)譜主要是定性分析工具,色譜是分離分析的工具。色譜法的最大優(yōu)越性在于它最擅長(zhǎng)分離分析多組分的復(fù)雜體系。21§15-2色譜分離原理熱力學(xué)因素：分配系數(shù)動(dòng)力學(xué)因素：組分在色譜柱的擴(kuò)散和傳質(zhì)22色譜分離過程簡(jiǎn)述在色譜分析中，當(dāng)流動(dòng)相攜帶樣品通過固定相時(shí)，樣品分子與固定相分子之間發(fā)生相互作用，使樣品分子在流動(dòng)相和固定相之間進(jìn)行分配。與固定相分子作用越大的組分向前移動(dòng)越慢，與固定相分子作用越小的分子向前移動(dòng)速度越快，經(jīng)過一定距離后，由于反復(fù)多次的分配（柱色譜為103～106次），使原本性質(zhì)（沸點(diǎn)、極性等）差異很小的組分之間也可得到很好的分離。23分配系數(shù)的微小差異→吸附能力的微小差異微小差異積累→較大差異→作用能力弱的組分先流出；作用能力強(qiáng)的組分后流出24

一、分離原理

固定相是多孔性的固體吸附劑顆粒，其分離是基于固體吸附劑對(duì)試樣中各組分的吸附能力的不同；1.氣固色譜:25固定相由擔(dān)體和固定液所組成，固定液涂敷在擔(dān)體表面，其分離混合物是基于固定液對(duì)試樣中各組分的溶解能力的不同。2.氣液色譜:26試樣中的各組分K值不同是分離的基礎(chǔ)二、分配系數(shù)和分配比1.分配系數(shù)K(distributioncoefficient)在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度比，稱為分配系數(shù)。一定溫度和壓力下，K越大，出峰越慢272.分配比k(distributionratio)在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量之比。28k值越大，說明組分在固定相中的量越多，相當(dāng)于柱的容量大，因此又稱分配容量。它是衡量色譜柱對(duì)被分離組分保留能力的重要參數(shù)。k值也取決于組分及固定相熱力學(xué)性質(zhì)。它不僅隨柱溫、柱壓變化而變化，而且還與流動(dòng)相及固定相的體積有關(guān)。29

3、分配系數(shù)和分配比之間的關(guān)系 分配系數(shù)K與柱中固定相和流動(dòng)相的體積無關(guān)，而取決于組分及兩相的性質(zhì)，并隨柱溫、柱壓變化而變化。容量因子k決定于組分及固定相的熱力學(xué)性質(zhì)，隨柱溫、柱壓的變化而變化，還與流動(dòng)相及固定相的體積有關(guān)。30

理論上可以推導(dǎo)出：

Phaseratio(相比，b):

反映各種色譜柱柱型及其結(jié)構(gòu)特征填充柱（Packingcolumn）:6~35毛細(xì)管柱（Capillarycolumn）:50~150031三、氣相色譜流出曲線1.基線(baseline)色譜柱中僅有流動(dòng)相通過檢測(cè)器時(shí)，所檢測(cè)到的信號(hào)。

2.峰高從色譜峰頂點(diǎn)到基線之間的垂直距離。323.區(qū)域?qū)挾?）半峰寬（Y1/2）：2）峰底寬（Wb）色譜峰高一半處的寬度

色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上的切線在基線上截距之間的距離。33氣相色譜流出曲線344.保留值(retentionvalue)1）用時(shí)間表示的保留值保留時(shí)間(tR)：組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間。不與固定相作用的氣體的保留時(shí)間。調(diào)整保留時(shí)間(tR')：tR'=tR－tM死時(shí)間(deadtime,tM)：352）用體積表示的保留值組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時(shí)所通過的流動(dòng)相體積VR=tR×F0色譜柱內(nèi)未被固定相占據(jù)的空隙體積調(diào)整保留體積(VR')：VR'=VR－VM

死體積(VM)：VM=tM×F0保留體積(VR)：36tR=tM(1+k)3）相對(duì)保留值r21又稱選擇因子，只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)表示了固定相對(duì)這兩種組分的選擇性6.保留值與分配比k的關(guān)系5.保留值與分配系數(shù)K的關(guān)系37色譜峰反映的信息：1）根據(jù)峰的個(gè)數(shù)，判斷樣品中所含最少的組分?jǐn)?shù)2）根據(jù)保留值對(duì)色譜峰進(jìn)行定性分析3）根據(jù)峰高或面積進(jìn)行定量分析38

§15-3色譜法基本理論

塔板理論(platetheory)

速率理論(ratetheory)39一、塔板理論塔板理論把色譜柱比作一個(gè)分餾塔，假設(shè)柱內(nèi)有n個(gè)塔板，每個(gè)塔板高度稱為理論塔板高度，用H表示，在每個(gè)塔板內(nèi)，試樣各組分在兩相中分配并達(dá)到平衡，最后，揮發(fā)度大的組分和揮發(fā)度小的組分彼此分離，揮發(fā)度大的最先從塔頂（即柱后）逸出。盡管這個(gè)理論并不完全符合色譜柱的分離過程，色譜分離和一般的分餾塔分離有著重大的差別，但是因?yàn)檫@個(gè)比喻形象簡(jiǎn)明，因此幾十年來一直沿用。40理論假設(shè)：1）色譜柱由一塊一塊的虛擬塔板組成，在一個(gè)塔板內(nèi)組分在氣液兩相間可以很快達(dá)到平衡；2）塔板內(nèi)一部分空間由固定相占據(jù)，另一部分由流動(dòng)相占據(jù)，稱為板體積；1941Martin415）分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù)。3）載氣進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)而是脈動(dòng)的，每次進(jìn)氣為一個(gè)板體積；4）試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散可以忽略不計(jì)；42設(shè)色譜往由5塊塔板（n＝5，n為色譜柱的塔板數(shù)）組成，并以r表示塔板編號(hào)，r＝0，1，2…，n－l；某組分的分配比k=1，根據(jù)上述假定，在色譜分離過程中，該組分的分布可計(jì)算如下：開始時(shí)，若有單位質(zhì)量的，即m＝1的組分加到0號(hào)塔板上，分配平衡，即mS＝mM＝0.5。434445色譜流出曲線

將離開色譜柱物質(zhì)的量作縱坐標(biāo)，載氣塔板體積做橫坐標(biāo)得到色譜圖46

隨著脈沖載氣的加入，組分從色譜柱出口流出進(jìn)入檢測(cè)器。實(shí)際上，組分在柱內(nèi)的分布就是二項(xiàng)式的展開式：P為組分分配在液相中的質(zhì)量，q為組分分配在氣相中的質(zhì)量。當(dāng)n＞100，流出曲線的形狀就呈高斯分布，一般氣相色譜柱的n約為103～106。47

對(duì)于色譜過程而言，n很大，采用數(shù)學(xué)上近似處理方法，可推導(dǎo)色譜流出曲線上任意一點(diǎn)樣品的濃度值：C－色譜流出曲線上任意一點(diǎn)樣品的濃度；n－理論塔板數(shù)；m－溶質(zhì)的質(zhì)量；VR－溶質(zhì)的保留體積；V－色譜流出曲線上任意一點(diǎn)的保留體積48決定色譜峰最大濃度的因素：l

進(jìn)樣量越大，峰高越大；l

相同保留時(shí)間，塔板數(shù)越大，峰高越大；l固定進(jìn)樣量和塔板數(shù)，保留時(shí)間越小，色譜峰高且窄；反之，保留時(shí)間長(zhǎng)的組分色譜峰低且寬。49由流出曲線方程可推出：

而理論塔板高度（H）即：50注意：同一色譜柱用不同物質(zhì)計(jì)算可得到不同的塔板數(shù)。有效塔板數(shù)有效塔板高度51塔板理論的優(yōu)點(diǎn):塔板理論是一種半經(jīng)驗(yàn)理論，它初步揭示了色譜分離過程。塔板理論在色譜中的意義在于：色譜流出曲線符合高斯峰分布；塔板數(shù)作為衡量柱效指標(biāo)是有效的；濃度極大點(diǎn)的位置Cmax符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果。522.用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。1.柱長(zhǎng)一定，有效塔板數(shù)n越大，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能越高。3.柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果。53塔板理論假設(shè)的缺點(diǎn)：在氣相色譜中，忽略分子縱向擴(kuò)散；流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)是跳躍式的、不連續(xù)的假設(shè)顯然違背了實(shí)際色譜過程；實(shí)際色譜過程難于達(dá)到真正的平衡狀態(tài)；分配系數(shù)與濃度無關(guān)只在一定的范圍內(nèi)成立。54塔板理論的最大缺點(diǎn)：說明不了色譜流出曲線峰展寬的本質(zhì)及曲線形狀變化的影響因素；說明不了各種實(shí)驗(yàn)操作條件變化所引起的色譜峰峰寬變化的原因；無法把各種色譜參數(shù)與塔板高度定量地關(guān)聯(lián)起來，特別是不能解釋流速對(duì)柱效率的影響。綜上所述：塔板理論雖為半經(jīng)驗(yàn)理論，但在色譜學(xué)發(fā)展中起到了率先作用和對(duì)實(shí)際工作的指導(dǎo)作用。552.速率理論

前面已知，用塔板理論來說明色譜柱內(nèi)各組分的分離過程并不合理，因?yàn)樯V柱內(nèi)并沒有塔板。當(dāng)同一試樣進(jìn)入同一色譜柱，當(dāng)流動(dòng)相速度變化時(shí)，得到不同的色譜圖。測(cè)得的n和H也不同，充分說明塔板理論不足以說明色譜柱的分離過程。56

1956年荷蘭學(xué)者VanDeemter等人在研究氣液色譜時(shí)提出色譜過程的動(dòng)力學(xué)理論，它是在吸收了塔板理論中塔板高度概念的同時(shí)，考慮了影響塔板高度的動(dòng)力學(xué)因素，指出理論塔板高度是峰展寬的量度，導(dǎo)出了塔板高度H與載氣線速度u的關(guān)系式，即速率理論。57二、速率理論—影響柱效的因素H=A+B/u+CuH：理論塔板高度u：載氣的線速度(cm·s-1)A：渦流擴(kuò)散項(xiàng)：B：分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)C：傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)荷蘭VanDeemter581.渦流擴(kuò)散項(xiàng)(eddydiffusion)氣體碰到填充物顆粒時(shí)，不斷改變流動(dòng)方向，使試樣在氣相中形成類似“渦流”的流動(dòng)，引起色譜峰的擴(kuò)張。59A=2λdpλ：固定相的填充不均勻因子dp：固定相的平均顆粒直徑固定相顆粒越小dp↓，填充的越均勻，A↓，H↓，柱效n↑對(duì)于毛細(xì)管柱，A=0渦流擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)602.分子擴(kuò)散項(xiàng)(moleculardiffusion)61B=2γDgγ：組分分子在柱內(nèi)擴(kuò)散路徑的彎曲程度有關(guān)的因子Dg：試樣組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)(cm2·s-1)填充柱色譜:γ=0.5~0.7毛細(xì)管柱:γ=1流速↓，滯留時(shí)間↑，擴(kuò)散因子↑擴(kuò)散系數(shù)：Dg∝M載氣-1/2；M載氣↑，B值↓分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)62分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

減小縱向擴(kuò)散項(xiàng)Ｂ／u采取措施：①適當(dāng)提高流動(dòng)相流速u，減小保留時(shí)間②用相對(duì)分子質(zhì)量較大的氣體作流動(dòng)相。

③適當(dāng)降低柱溫Ｔc。633.傳質(zhì)阻力項(xiàng)

傳質(zhì)阻力系數(shù)C等于氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cl之和：

C=Cg+Cl64氣相傳質(zhì)阻力：是指組分分子由氣相移動(dòng)到氣液兩相界面進(jìn)行交換，這一傳質(zhì)過程中所受到的阻力。固定相顆粒越小dp↓，Cg↓；Dg↑，Cg↓65Dl為組分在液相中的擴(kuò)散系數(shù)，Dl↑，Cl↓液相傳質(zhì)阻力：組分分子由氣液兩相界面擴(kuò)散至固定液內(nèi)部，進(jìn)行質(zhì)量交換達(dá)到分配平衡后，再返回氣液兩相界面的傳質(zhì)過程中所受到的阻力。df為固定相液膜厚度，df↓，Cl↓66傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu減?。貌扇〈胧孩俨捎昧６刃〉奶畛湮顲g∝dp2②相對(duì)分子質(zhì)量小的載氣，DG大。Cg∝1/DG③降低固定液液膜厚度(Cl∝df2)并且液膜要均勻；若膜厚，擴(kuò)散，費(fèi)時(shí)；但不能太薄，否則包不住載體。④DL越大越好，增加柱溫是提高DL的方法之一。

67范氏方程討論：H=A+B/u+Cu作H~u圖68

討論1.曲線有一最低點(diǎn)uopt(即Hmin)將方程微分:2.對(duì)開管柱(毛細(xì)柱)A=0得Golay方程H=B/u+Cu對(duì)填充柱A項(xiàng)與u無關(guān),決定于柱的填充情況693.u很小時(shí)：Cu項(xiàng)可忽略,方程簡(jiǎn)化為:H=A+B/u作H~1/u直線,斜率為B分子擴(kuò)散項(xiàng)對(duì)H影響大4.u很大時(shí):B/u項(xiàng)可忽略,方程簡(jiǎn)化為:H=A+Cu作H~u直線,斜率為C，截距A傳質(zhì)阻力項(xiàng)對(duì)H影響大5.k′

對(duì)板高H的影響(比較復(fù)雜):n隨k′的變化而變化70綜合考慮:

u實(shí)際稍高于uopt因?yàn)?1.右側(cè)曲線斜率小,u稍變不會(huì)引起H的大變化2.為提高分析速度因?yàn)閡↑則tR

↓

71討論：影響柱效的因素1）被分離組分在色譜柱內(nèi)的渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散及傳質(zhì)阻力是造成色譜峰擴(kuò)展，柱效下降的主要原因。724）各種因素相互制約，選擇最佳條件，才能使柱效達(dá)到最高。3）通過選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類、液膜厚度及載氣流速可提高柱效。2）速率理論為色譜的分離和操作條件的選擇提供了理論指導(dǎo)。73§15-4分離度單獨(dú)用柱效能或單獨(dú)用選擇性都不能反映組分的實(shí)際分離效果,因此引入綜合性指標(biāo)－分離度74影響因素：一、分離度的定義區(qū)域?qū)挾醛どV過程的動(dòng)力學(xué)因素決定保留值之差─色譜過程的熱力學(xué)因素決定75

色譜分離關(guān)系式 設(shè)兩相鄰峰的峰寬相等，即w1=w2，k1=k2

又根據(jù)塔板理論得知：7677④選擇性較差，柱效低，分離效果更差。①柱效較高，選擇性較好,完全分離；②選擇性較差，柱效較高，基本完全分離③選擇性較好，但柱效較低，分離的不好；78Rs=1，分離程度98%；Rs=1.5，達(dá)99.7%79二、柱效能、選擇性與分離度的關(guān)系柱效能n有效越大，越有利于分離；選擇性r21是兩種組分能否分離的依據(jù)；分離度Rs是色譜柱的總分離效能指標(biāo)，可以判斷物質(zhì)在色譜柱中的分離情況，反應(yīng)了柱效能與選擇性影響的總和。80柱效能n有效很大，選擇因子r21接近于1，可能分不開柱效能n有效很大，選擇因子r21很大，分離得很好柱效能n有效很大，選擇因子r21等于1，一定分不開柱效能n有效很小，選擇因子r21接近于1，一定分不開柱效能n有效很小，選擇因子r21很大，可能分開81例：在一定條件下，兩個(gè)組分的保留時(shí)間分別為90秒和105秒，死時(shí)間為5秒，要達(dá)到完全分離，計(jì)算需要多少塊有效塔板。若填充柱的塔板高度為0.1cm，柱長(zhǎng)應(yīng)是多少？解：r21=(105-5)/(90-5)=1.18=16×1.52×(1.18/0.18)2n有效=16Rs2[r21/(r21－1)]2

=1547（塊）L有效=n有效·H有效=1547