16.1色谱理论基础（课件）- 《分析化学》同步教学（暨南大学版）

2024/1/14 第七章 色谱分析法 第二节 色谱理论基础 一、气相色谱流出曲线 二、保留因子与分配系数 三、塔板理论 四、速率理论 五、分离度 2024/1/14 色谱过程 (P339)： 　　实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运动的两相，固定相(stationary phase)和流动相(mobile phase)。 　　色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次“分配”的过程。 通过组分分子在固定相的吸附能力和在流动相中的溶解度存在的微小差异，来实现组分的分离。 2024/1/14 2024/1/14 一、色谱流出曲线和有关概念 (P339) 1.色谱流出曲线　是由检测器输出的电信号强度对时间作图所绘制的曲线，又称为色谱图。 2.基线　是在操作条件下，没有组分流出时的流出曲线。基线反映仪器 (主要是检测器) 的噪音随时间的变化。 3.色谱峰　是流出曲线上的突起部分，即组分流经检测器所产生的信号。 色谱峰可用峰高或峰面积（用于定量）、峰位（用于定量）及峰宽（用于衡量柱效）来衡量。 正常色谱峰：对称形正态分布曲线；拖尾峰壑前延峰 2024/1/14 4.对称因子fs： 衡量色谱峰的对称性 fs在0.95-1.05之间的色谱峰为对称峰；小于0.95者为前延峰；大于1.05者为拖尾峰 2024/1/14 定量参数 峰高(peak height；h)：组分在柱后出现浓度极大时的检测信号，即色谱峰顶至基线的距离。 峰面积(peak area；A)：色谱曲线与基线间包围的面积。 2024/1/14 1.保留值 （1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。 调整保留时间（tR ）：tR＇= tR－tM 定性参数1 图16-2 （P340） 2024/1/14 调整保留时间 调整保留时间是常用的色谱定性参数之一； 在实验条件（稳定、固定相等）一定时，调整保留时间仅决定于组分的性质，因此调整保留时间是定性的基本参数。 2024/1/14 （2）用体积表示的保留值 保留体积（VR）：是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时，所需通过色谱柱的流动相体积。 VR = tR×F0 (F0为色谱柱出口处的载气流量，单位：m L / min) 死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM 定性参数1 2024/1/14 2.相对保留值r21 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t’R2 / t’R1= V’R2 / V’ R1 相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。 定性参数2 2024/1/14 1. 色谱峰区域宽度 是衡量柱效的重要参数之一，区域宽度越小柱效越高 有三种表示方法： （1）标准偏差()： 即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。 （2）半峰宽(Y1/2)： 色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354  （3）峰底宽(Wb)： Wb=4  柱效参数 区域宽度常用半峰宽和峰宽描述 2024/1/14 总分离效能指标 分离度(resolution；R)：又称分辨率。是相邻两色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。 2024/1/14 分离度 (P342) 设正常峰，W1≈W2= 4σ ， 则R=1.5时，99.7%面积(tR ±3σ)被分开，∆ tR =6 σ ，称 6 σ分离 。 在做定量分析时，为了能获得较好的精密度和准确度，应使R≥1.5 2024/1/14 二、分配系数与色谱分离 (P342) (一) 分配系数和保留因子 分配系数 (distribution coefficient；K)是在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度 (C) 之比。 分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质及温度（和压力）有关。是组分的特征常数。 2024/1/14 保留因子(capacity factor；k)：在一定温度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定相和流 动相中的质量(m)之比。（摩尔数？） 又称为质量分配系数或分配比，还称为容量因子。 保留因子不仅与温度和压力有关，还与固定相和流动相的体积有关。 容量因子与分配系数的关系 2024/1/14 tR=t0(1+