色譜基本原理

1、2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,1,第二章 色譜分離基本原理,The Principe of Chromatography,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,2,一、色譜學(xué)概論,（一） 色譜法原理 （二）色譜流出曲線及相關(guān)術(shù)語,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,3,（一） 色譜法原理,色譜法是一種分離方法，先分離后檢測，邊分離邊檢測。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,4,1. 色譜法原理,在有互不相溶的兩相流動(dòng)相和固定相的體系中，當(dāng)兩相作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，第三組分（即溶質(zhì)或吸附質(zhì)）連續(xù)不斷地在兩相之間進(jìn)行分配，這種分配過程即為色譜過程。 由于流動(dòng)相、固定相以及溶質(zhì)混合物性質(zhì)的不同

2、，在色譜過程中溶質(zhì)混合物中的各組分表現(xiàn)出不同的色譜行為，從而使各組分彼此相互分離，這就是色譜分析法的實(shí)質(zhì)。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,5,2. 色譜分析示意,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,6,3. 色譜分析流程,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,7,柱色譜采用柱管進(jìn)行分離的色譜稱為柱色譜。內(nèi)徑小于1.0mm的柱管一般都可稱為毛細(xì)管柱。也有將極細(xì)的固定相填充于毛細(xì)管中進(jìn)行分析，即填充毛細(xì)管柱。 紙色譜含水濾紙為固定相，在濾紙上直接用溶劑展開實(shí)現(xiàn)混合物的分離。 薄層色譜經(jīng)典方法。近年發(fā)展起來的對溶劑加壓、離心強(qiáng)迫流動(dòng)技術(shù)，使薄層色譜樣品處理能力達(dá)到制備色譜水平。 棒色譜是薄

3、層色譜的變異，將吸附劑研碎后涂敷在石英棒上，再進(jìn)行色譜操作。 柱色譜的最大優(yōu)點(diǎn)是柱效能高、分析速度快、定量較為可靠，而后三者的設(shè)備和操作都較簡單，易于普及。,4. 色譜分類：按固定相的形狀分類,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,8,（四） 色譜流出曲線及相關(guān)術(shù)語,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,9,1、色譜流出曲線,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,10,2. 基本關(guān)系式,保留時(shí)間 保留體積 凈保留體積為扣除死體積后的保留體積 比保留體積,在273.16K時(shí)，每克固定液的凈保留體積，,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,11,6）死時(shí)間的測定,5) 相對保留值,2020/7/5

4、,色譜分析培訓(xùn)班-1,12,7）流量的校正,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,13,8）柱效的測算,W = 1.7Wh,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,14,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,15,9）分離度計(jì)算,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,16,10） 分離度、柱效、保留的關(guān)系,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,17,11） 色譜峰的對稱性,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,18,色譜峰是不可能對稱的，盡管都是按對稱來討論： 動(dòng)力學(xué)因素（峰展寬因素） 柱外效應(yīng) 次級化學(xué)平衡（解離、反應(yīng)）的存在 進(jìn)樣量過多 很重要的原因由柱子引起（載體等）。,2020/7/5,

5、色譜分析培訓(xùn)班-1,19,二、色譜理論,（一） 塔板理論 （二）速率理論,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,20,（一） 塔板理論,由Martin等人在平衡色譜理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來：將色譜柱比擬為分餾塔，設(shè)想中間成可分為許多分餾塔片（板）。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,21,1. 塔板理論的假定,流動(dòng)相按前進(jìn)方向以脈沖使通過柱子，最小單位為一塔板體積; 組分在柱內(nèi)兩相間的分配系數(shù)是恒定的，與組分濃度及在柱內(nèi)的位置無關(guān); 組分在所有塔板上的兩相平衡可在瞬間建立; 所有組分濃度以起始塔板中的濃度為基準(zhǔn),2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,22,2. 塔板理論的作用,由塔板理論可得到

6、：在色譜分離過程中譜峰是要展寬的，展寬的寬度平方值和理論板高H成正比，即達(dá)成“平衡”所需的距離H值越大，色譜峰展寬越嚴(yán)重。就一定柱長而言，組分在兩相間的“平衡”次數(shù)越多，色譜柱的分離效率就越高，因此，理論板高H值是衡量色譜柱效率的一個(gè)很好的指標(biāo)。 塔板理論回答了影響色譜峰保留時(shí)間和峰寬度這二個(gè)重要問題，但它不能解釋影響寬度（即相應(yīng)的理論板高）因素。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,23,（二） 速率理論,從動(dòng)力學(xué)因素出發(fā)研究色譜分離過程而提出的理論。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,24,1. 速率理論的提出,1952年Lapidus等對填充柱色譜過程做了較詳細(xì)的研究，指出色譜過程中引起組分寬度擴(kuò)張的因素主要是： 1）沿柱流動(dòng)方向的縱向擴(kuò)散效應(yīng)； 2）組分在兩相間的平衡不能瞬時(shí)達(dá)成，即它在兩相交換時(shí)傳質(zhì)速度是有限的。 在眾多研究的基礎(chǔ)上，由Van Deemter提出一個(gè)表達(dá)式。,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,25,2. 填充柱Van Deemter方程,也可描述為：,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,26,3. 毛細(xì)管柱的描述：,r0為可描述為毛細(xì)管內(nèi)半徑,2020/7/5,色譜分析培訓(xùn)班-1,27,4. 液相色譜的表達(dá)式：,各項(xiàng)分別為：渦流擴(kuò)散項(xiàng)、分子擴(kuò)散項(xiàng)、傳質(zhì)阻力項(xiàng)（固定相、流動(dòng)流動(dòng)