1、13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第三章第三章 層析分離法層析分離法第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜 第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜紙色譜 第三節(jié)第三節(jié) 薄層色譜薄層色譜 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)目的及要求：目的及要求：1.了解層析分離法的基本概念和分類（層析法、柱色譜、紙色了解層析分離法的基本概念和分類（層析法、柱色譜、紙色譜和薄層色譜）；譜和薄層色譜）；2.掌握三種層析分離法的基本原理（柱色譜、紙色譜和薄層色掌握三種層析分離法的基本原理（柱色譜、紙色譜和薄層色譜）；掌握兩類運(yùn)算（柱色譜的塔板理論的有關(guān)計(jì)算，紙色譜譜）；掌握兩類運(yùn)算（柱色譜的塔板理論的有關(guān)計(jì)算，紙色譜和薄層色譜的比移值的計(jì)算）；和薄層色譜的比移值的計(jì)算）；3.關(guān)

2、注層析分離法的應(yīng)用（對(duì)離子系統(tǒng)分析、氨基酸的分離和關(guān)注層析分離法的應(yīng)用（對(duì)離子系統(tǒng)分析、氨基酸的分離和鈷鹽中鎳的檢出）。鈷鹽中鎳的檢出）。重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)：重點(diǎn)：吸附柱色譜；液相色譜的基本理論；紙色譜原理、移動(dòng)吸附柱色譜；液相色譜的基本理論；紙色譜原理、移動(dòng) 速率及其影響因素；薄層色譜的原理和特點(diǎn)；速率及其影響因素；薄層色譜的原理和特點(diǎn)；難點(diǎn)：難點(diǎn)：紙色譜的移動(dòng)速率及其影響因素紙色譜的移動(dòng)速率及其影響因素。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 1 1、定義：、定義：層析層析法亦稱法亦稱色譜色譜層析法、色譜層析法、色譜法、色層法。法、色層法。利用樣品中各組分的物理、利

3、用樣品中各組分的物理、化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的質(zhì)的差別質(zhì)的差別，使各，使各組分以組分以不同程度分布在兩個(gè)不同程度分布在兩個(gè)相中相中，其中一個(gè)相為固定的，其中一個(gè)相為固定的（稱為固定相），另一個(gè)相（稱為固定相），另一個(gè)相則流過此固定相（稱為流動(dòng)則流過此固定相（稱為流動(dòng)相）并相）并使各組分以不同速度使各組分以不同速度移動(dòng)移動(dòng)，從而達(dá)到分離，這種，從而達(dá)到分離，這種分離方法就叫做層析法。分離方法就叫做層析法。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)色譜分離圖示 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)層析的發(fā)展史層析分類層析分類 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)以氣體作為流動(dòng)相以氣體作為流動(dòng)相以液體作為流動(dòng)相以液體作為流動(dòng)相氣

4、氣相相層層析析液液相相層層析析氣氣- -固固 氣氣- -液液1. 1. 按按兩相所處的狀態(tài)兩相所處的狀態(tài)分：分： 超臨界流體為流動(dòng)相的超臨界流體為流動(dòng)相的 色譜為色譜為超臨界流體色譜超臨界流體色譜 （SFC）。）。 隨著色譜工作的發(fā)展，隨著色譜工作的發(fā)展， 通過化學(xué)反應(yīng)將固定液通過化學(xué)反應(yīng)將固定液 鍵合到載體表面，這種鍵合到載體表面，這種 化學(xué)鍵合固定相的色譜化學(xué)鍵合固定相的色譜 稱稱化學(xué)鍵合相色譜化學(xué)鍵合相色譜 （CBPC）。）。液液- -固固 液液- -液液色譜法的分類色譜法的分類第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)2.按按層析的機(jī)制層析的機(jī)制分：分：凝膠凝膠層析層析親和親

5、和層析層析離子交換離子交換層析層析吸附吸附層析層析分配分配層析層析金屬螯合金屬螯合層析法層析法疏水疏水層析法層析法反相反相層析法層析法聚焦聚焦層析法層析法灌注灌注層析法層析法第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（1）吸附層析）吸附層析 (absorption chromatography) 利用吸附層析介質(zhì)表面的活性分子利用吸附層析介質(zhì)表面的活性分子或活性基團(tuán)，對(duì)流動(dòng)相中不同溶質(zhì)產(chǎn)生或活性基團(tuán)，對(duì)流動(dòng)相中不同溶質(zhì)產(chǎn)生吸附作用，利用其對(duì)不同溶質(zhì)吸附能力吸附作用，利用其對(duì)不同溶質(zhì)吸附能力的強(qiáng)弱而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為的強(qiáng)弱而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為吸附層析。吸附層析。第三章第

6、三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（2）分配層析）分配層析(partition chromatography) 被分離組分在固定相被分離組分在固定相和流動(dòng)相中不斷發(fā)生吸附和流動(dòng)相中不斷發(fā)生吸附和解吸附的作用，在移動(dòng)和解吸附的作用，在移動(dòng)的過程中物質(zhì)在兩相之間的過程中物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行分配。利用被分離物進(jìn)行分配。利用被分離物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的差質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的差異而進(jìn)行分離的一種方法，異而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為分配層析。稱之為分配層析。 第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（3）離子交換層析）離子交換層析(ion exchange chromatography

7、) 利用固定相介質(zhì)表面活性基團(tuán)，經(jīng)化學(xué)鍵合方法，將利用固定相介質(zhì)表面活性基團(tuán)，經(jīng)化學(xué)鍵合方法，將具有交換能力的離子基團(tuán)固定在固定相上面，這些離子基具有交換能力的離子基團(tuán)固定在固定相上面，這些離子基團(tuán)可以與流動(dòng)相中離子發(fā)生可逆性離子交換反應(yīng)而進(jìn)行分團(tuán)可以與流動(dòng)相中離子發(fā)生可逆性離子交換反應(yīng)而進(jìn)行分離，稱為離子交換層析。離，稱為離子交換層析。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) （4）凝膠層析）凝膠層析（gel chromatography) 利用凝膠層析介質(zhì)利用凝膠層析介質(zhì)(固定相固定相)交聯(lián)度的不同所形成的網(wǎng)狀交聯(lián)度的不同所形成的網(wǎng)狀孔徑的大小，在層析時(shí)能阻止比網(wǎng)孔直徑大的生物

8、大分子通孔徑的大小，在層析時(shí)能阻止比網(wǎng)孔直徑大的生物大分子通過。利用流動(dòng)相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進(jìn)行分離的一種過。利用流動(dòng)相中溶質(zhì)的分子量大小差異而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為凝膠層析。方法，稱之為凝膠層析。 第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（5）親和層析）親和層析 (affinity chromatography) 在固定相載體表面偶聯(lián)在固定相載體表面偶聯(lián)具有特殊親和作用的配基，具有特殊親和作用的配基，這些配基可以與流動(dòng)相中溶這些配基可以與流動(dòng)相中溶質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性結(jié)質(zhì)分子發(fā)生可逆的特異性結(jié)合而進(jìn)行分離的一種方法，合而進(jìn)行分離的一種方法，稱之為親和層析。稱之為親和層

9、析。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) （6）金屬螯合層析）金屬螯合層析(metal chelating chromatography) 利用固定相載體上偶聯(lián)的亞胺基乙二酸為配基與二價(jià)利用固定相載體上偶聯(lián)的亞胺基乙二酸為配基與二價(jià)金屬離子發(fā)生螯合作用，結(jié)合在固定相上，二價(jià)金屬離子金屬離子發(fā)生螯合作用，結(jié)合在固定相上，二價(jià)金屬離子可以與流動(dòng)相中含有的半胱氨酸、組氨酸、咪唑及其類似可以與流動(dòng)相中含有的半胱氨酸、組氨酸、咪唑及其類似物發(fā)生特異螯合作用而物發(fā)生特異螯合作用而 進(jìn)行分離的方法，稱之進(jìn)行分離的方法，稱之 為金屬螯合層析。為金屬螯合層析。第三章第三章 層析分離法層析分離法1

10、3級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（7）疏水層析）疏水層析(hydrophobic chromatography) 利用固定相載體上偶利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性配基與流動(dòng)相聯(lián)的疏水性配基與流動(dòng)相中的一些疏水分子發(fā)生可中的一些疏水分子發(fā)生可逆性結(jié)合而進(jìn)行分離的方逆性結(jié)合而進(jìn)行分離的方法，稱之為疏水層析。法，稱之為疏水層析。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（8）反相層析）反相層析(reverse phase chromatography) 利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性較強(qiáng)的配基，在一定利用固定相載體上偶聯(lián)的疏水性較強(qiáng)的配基，在一定非極性的溶劑中能夠與溶劑中的疏水分子發(fā)生作用，以非非極性的溶劑中

11、能夠與溶劑中的疏水分子發(fā)生作用，以非極性配基為固定相，極性溶劑為流動(dòng)相來分離不同極性的極性配基為固定相，極性溶劑為流動(dòng)相來分離不同極性的物質(zhì)的方法，稱之為反相層析。物質(zhì)的方法，稱之為反相層析。 （9）聚焦層析）聚焦層析(focusing chromatography) 利用固定相載體上偶聯(lián)的載體兩性電解質(zhì)分子，在層利用固定相載體上偶聯(lián)的載體兩性電解質(zhì)分子，在層析過程中所形成的析過程中所形成的pH梯度，并與流動(dòng)相中不同等電點(diǎn)的分梯度，并與流動(dòng)相中不同等電點(diǎn)的分子發(fā)生聚焦反應(yīng)進(jìn)行分離的方法，稱之為聚焦層析。子發(fā)生聚焦反應(yīng)進(jìn)行分離的方法，稱之為聚焦層析。（10）灌注層析）灌注層析(perfusion

12、 chromatography) 利用剛性較強(qiáng)的層析介質(zhì)顆粒中具有的不同大小貫穿利用剛性較強(qiáng)的層析介質(zhì)顆粒中具有的不同大小貫穿孔與流動(dòng)相中溶質(zhì)分子分子量的差異進(jìn)行分離的方法，稱孔與流動(dòng)相中溶質(zhì)分子分子量的差異進(jìn)行分離的方法，稱之為灌注層析。之為灌注層析。第三章第三章 層析分離法層析分離法幾種色譜法的異同點(diǎn) 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)3.按按操作形式操作形式不同分：不同分：柱柱層析層析薄層薄層層析層析紙紙層析層析薄膜薄膜層析層析柱柱層層析析第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)圓形濾紙圓形濾紙長(zhǎng)條濾紙長(zhǎng)條濾紙加展開液加展開液第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)薄層層析薄層層

13、析第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基本特點(diǎn)：基本特點(diǎn)：(1) (1) 高選擇性；高選擇性；(2) (2) 高效能；高效能；(3) (3) 高靈敏度；高靈敏度；(4) (4) 高速度；高速度；(5) (5) 主要用于實(shí)驗(yàn)室。主要用于實(shí)驗(yàn)室。第三章第三章 層析分離法層析分離法13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜1. 吸附柱色譜吸附柱色譜2. 分配柱色譜分配柱色譜3. 柱色譜的操作柱色譜的操作4. 液相色譜的基本理論液相色譜的基本理論 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)一、吸附柱色譜一、吸附柱色譜第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜原理：原理：層析過程中，主要發(fā)生物理吸附。 物理吸附普遍性、無選擇

14、性。物理吸附普遍性、無選擇性。當(dāng)固體吸附劑與多元溶液接觸時(shí)，可吸附溶劑分子，也可吸附任何溶質(zhì)分子； 吸附過程是可逆的。吸附過程是可逆的。被吸附的物質(zhì)在一定條件下可以被解吸、而解吸與吸附的無選擇性和相互關(guān)連性使吸附過程復(fù)雜化。 各組分吸附各組分吸附能力不同能力不同無數(shù)次吸附無數(shù)次吸附和解吸和解吸吸附力弱的組分向前移動(dòng)吸附力弱的組分向前移動(dòng)吸附力強(qiáng)的組分滯留在后吸附力強(qiáng)的組分滯留在后不同的移動(dòng)不同的移動(dòng)速率速率分離分離13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜1、吸附等溫線、吸附等溫線 在一定溫度下溶質(zhì)分子在兩相界面上進(jìn)行的吸附過程達(dá)到平衡時(shí)它們?cè)趦上嘀袧舛戎g的關(guān)系曲線。 線性線性凸形凸形凹形

15、凹形分類分類13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜msCC msDCCK吸附平衡吸附平衡13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜2、吸附劑及其選擇、吸附劑及其選擇 利用溶質(zhì)在固定相固定相( (吸附劑吸附劑) )和流動(dòng)相流動(dòng)相( (洗脫劑洗脫劑) )中的可逆平衡，以及吸附劑對(duì)不同物質(zhì)吸附能力的差異進(jìn)行分離。 具有較大的表面積和一定的吸附能力。 對(duì)不同的組分有不同的吸附量，因而能較好地把試樣中 各組分分離。 在所用的溶劑和洗脫劑中不溶解。 與試樣中各組分、溶劑及洗脫劑不起化學(xué)反應(yīng)。 顆粒均勻，細(xì)度一定，使用過程中不會(huì)碎裂。1）對(duì)吸附劑的要求）對(duì)吸附劑的要求13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)2）常用吸附劑

16、）常用吸附劑(1) 氧化鋁氧化鋁由Al(OH)3在300400oC(馬弗爐中)加熱34小時(shí)脫水制得。吸附機(jī)理：吸附機(jī)理：Al-OH基的氫鍵作用Al-O鍵束縛的Al原子的吸附作用靜電吸附作用酸性氧化鋁 (pH=3.54.5)中性氧化鋁 (pH=6.97.1)堿性氧化鋁 (pH=9.010.0)分類：分類：100150 oC300400 oC150300 oC600 oC，結(jié)構(gòu)改變，吸附力下降第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜(2) 硅膠硅膠 在硅酸鈉的水溶液中加入鹽酸后得到的一種膠狀縮水硅膠(SiO2.xH2O)，在100120 oC脫水形成的多孔吸附劑。硅氧

17、烷 游離型硅醇基 束縛型硅醇基 活潑型硅醇基 105110 oC活化活化30min（最佳條件）（最佳條件）200 oC13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)硅膠可硅膠可靜電吸附靜電吸附可水解的金屬離子可水解的金屬離子pH7，Mn+水解產(chǎn)物帶負(fù)電荷，Si-OH離解帶負(fù)電荷，吸附作用下降；pH=27，Mn+水解產(chǎn)物帶正電荷，Si-OH離解帶負(fù)電荷，吸附作用增強(qiáng)。對(duì)易水解的金屬元素吸附能力強(qiáng)；對(duì)不易水解的金屬元素吸附能力弱。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜硅膠對(duì)金屬離子的吸附硅膠對(duì)金屬離子的吸附陽離子交換性質(zhì)陽離子交換性質(zhì)13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜(3)聚酰胺聚酰胺 由己內(nèi)酰胺聚合而成，因而又稱聚己內(nèi)酰胺，

18、或稱錦綸。 層析用聚酰胺是白色多孔性的非晶形粉末。 形成分子內(nèi)氫鍵形成氫鍵基團(tuán)多形成氫鍵的兩個(gè)基團(tuán)的位置芳香核、共軛雙鍵多活性炭、碳酸鈣、氧化鎂、硅藻土等活性炭、碳酸鈣、氧化鎂、硅藻土等13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜3、流動(dòng)相及其選擇、流動(dòng)相及其選擇 洗脫作用的實(shí)質(zhì)洗脫作用的實(shí)質(zhì)流動(dòng)相分子與被分離溶質(zhì)分子競(jìng)爭(zhēng)占據(jù) 吸附劑表面活性位置的過程。強(qiáng)極性的流動(dòng)相分子，洗脫作用強(qiáng)；弱極性的流動(dòng)相分子，洗脫作用弱。三個(gè)考慮因素：三個(gè)考慮因素：(1) 被分離物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)被分離物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)烷烴烯烴醚硝基化合物二甲胺酯酮醛硫醇胺酰胺醇酚羧酸 極性順序：極性順序：13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一

19、節(jié) 柱色譜柱色譜(2) 吸附劑的性能吸附劑的性能石油醚環(huán)己烷二硫化碳四氯化碳三氯乙烯苯甲苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸甲酯丙酮正丙醇乙醇甲醇吡啶酸 級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)(3) 流動(dòng)相的極性流動(dòng)相的極性極性順序：極性順序：13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜二、分配柱色譜二、分配柱色譜 原理：原理：根據(jù)欲分離組分在兩種互不混溶(或部分混溶)溶劑間 溶解度的差異進(jìn)行分離。兩種溶劑兩種溶劑固定相固定相流動(dòng)相流動(dòng)相被吸收到惰性固體物質(zhì)(擔(dān)體)上。1、分配系數(shù)和比移值、分配系數(shù)和比移值msDCCK分配系數(shù)分配系數(shù)硅膠硅膠13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)比移值比移值RfR一個(gè)分子單位時(shí)間內(nèi)在流動(dòng)相中停留的時(shí)間分?jǐn)?shù)。（1-R） 一

20、個(gè)分子單位時(shí)間內(nèi)在固定相中停留的時(shí)間分?jǐn)?shù)。MSDMMSSVVKVCVCRR-1=MSDVVK+1=R1MSDVVK+11=R溶質(zhì)分子和流動(dòng)相分子在層析柱中移動(dòng)速度的相對(duì)值。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜2、分配柱層析的擔(dān)體、固定相和流動(dòng)相、分配柱層析的擔(dān)體、固定相和流動(dòng)相 1）擔(dān)體）擔(dān)體硅膠、纖維素、硅藻土、多孔玻璃珠硅膠、纖維素、硅藻土、多孔玻璃珠3）流動(dòng)相）流動(dòng)相2）固定相）固定相僅起負(fù)載固定相的作用，本身是惰性的。僅起負(fù)載固定相的作用，本身是惰性的。水或強(qiáng)極性溶劑水或強(qiáng)極性溶劑與水不相混溶的有機(jī)溶劑與水不相混溶的有機(jī)溶劑用水飽和用水飽和13級(jí)應(yīng)用化

21、學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜三、柱色譜的操作三、柱色譜的操作1、干法裝柱、干法裝柱2、濕法裝柱（配播操作視頻）、濕法裝柱（配播操作視頻）干法裝柱：直接往柱子里填入吸附劑（如硅膠），然后再干法裝柱：直接往柱子里填入吸附劑（如硅膠），然后再輕輕敲打柱子兩側(cè)，至輕輕敲打柱子兩側(cè)，至吸附劑吸附劑界面不再下降為止，反復(fù)操界面不再下降為止，反復(fù)操作至填入的作至填入的吸附劑吸附劑至合適高度，最后再用油泵抽氣，壓實(shí)至合適高度，最后再用油泵抽氣，壓實(shí)柱子。裝畢用淋洗劑柱子。裝畢用淋洗劑“走柱子走柱子”，一般淋洗劑是采用，一般淋洗劑是采用TLCTLC分析得到的展開劑的比例再稀釋一倍后的溶劑。通常上面分析得到的

22、展開劑的比例再稀釋一倍后的溶劑。通常上面加壓，下面再用油泵抽，這樣可以加快速度。加壓，下面再用油泵抽，這樣可以加快速度。 問題：?jiǎn)栴}：“走柱子走柱子”時(shí)，由于溶劑和硅膠之間的吸附放熱，時(shí)，由于溶劑和硅膠之間的吸附放熱，容易產(chǎn)生氣泡，嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)柱子變花，即發(fā)生溝流，樣容易產(chǎn)生氣泡，嚴(yán)重時(shí)，整個(gè)柱子變花，即發(fā)生溝流，樣品不可能平整地通過，分離失敗。品不可能平整地通過，分離失敗。 解決方法：解決方法：1 1、硅膠一定要壓實(shí)；、硅膠一定要壓實(shí)；2 2、一定要用較多的溶劑、一定要用較多的溶劑“走柱子走柱子”，直至柱子的下端不，直至柱子的下端不再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓力。再發(fā)燙，恢復(fù)到室溫后再撤去壓

23、力。*干法上樣、濕法上樣干法上樣、濕法上樣13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜四、液相色譜的基本理論四、液相色譜的基本理論基本組成基本組成13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)基本組成和工作流程基本組成和工作流程13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)常用術(shù)語常用術(shù)語(2) 色譜峰色譜峰：當(dāng)某組分從色譜柱中流出時(shí)，檢測(cè)器對(duì)該組分的響應(yīng)信號(hào)：當(dāng)某組分從色譜柱中流出時(shí)，檢測(cè)器對(duì)該組分的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化所形成的峰形曲線即為該組分的色譜峰。當(dāng)進(jìn)樣量很低時(shí)，隨時(shí)間變化所形成的峰形曲線即為該組分的色譜峰。當(dāng)進(jìn)樣量很低時(shí)，色譜峰一般呈高斯分布。色譜峰一般呈高斯分布。(1)色譜流出曲線色譜流出曲線試樣中各試樣中各組分經(jīng)色譜柱分離后，依次流組

24、分經(jīng)色譜柱分離后，依次流入檢測(cè)器，檢測(cè)器將各組分濃入檢測(cè)器，檢測(cè)器將各組分濃度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在記錄度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在記錄儀上記錄為檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)隨儀上記錄為檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線。時(shí)間變化的曲線。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜1、基本保留方程式、基本保留方程式13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 無試樣通過檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)即為基線。反映檢無試樣通過檢測(cè)器時(shí)，檢測(cè)到的信號(hào)即為基線。反映檢測(cè)器噪聲隨時(shí)間變化的曲線。測(cè)器噪聲隨時(shí)間變化的曲線。(3) 基線基線穩(wěn)定的基線是一條直線，如圖中的穩(wěn)定的基線是一條直線，如圖中的CD。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)(4) 峰高峰高從色譜峰頂點(diǎn)到基線

25、的距離叫峰高，以從色譜峰頂點(diǎn)到基線的距離叫峰高，以 h 表示，表示，AB段。段。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)(5) 色譜峰區(qū)域?qū)挾壬V峰區(qū)域?qū)挾壬V峰的區(qū)域?qū)挾仁墙M分在色譜柱中譜帶擴(kuò)張的函數(shù)，它反色譜峰的區(qū)域?qū)挾仁墙M分在色譜柱中譜帶擴(kuò)張的函數(shù)，它反映了色譜操作條件的動(dòng)力學(xué)因素。其寬度映了色譜操作條件的動(dòng)力學(xué)因素。其寬度越窄越好越窄越好，是色譜，是色譜流出曲線的重要參數(shù)之一，可以反映出色譜柱的分離性能。流出曲線的重要參數(shù)之一，可以反映出色譜柱的分離性能。 表示方法有：表示方法有：標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 （它是（它是0.607倍峰高處色譜峰寬的一半）倍峰高處色譜峰寬的一半）半高峰寬半高峰

26、寬W（ W = 2.354 ）色譜峰底寬色譜峰底寬Wb（ Wb = 4 ）第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 （它是（它是0.607倍峰高處色譜峰寬的一半）倍峰高處色譜峰寬的一半）EF的一半的一半半高峰寬半高峰寬W：是在峰高一半處的色譜峰的寬度，單位可用時(shí)間或距離表示。是在峰高一半處的色譜峰的寬度，單位可用時(shí)間或距離表示。 （ W = 2.354 ）在流出曲線兩側(cè)拐點(diǎn)處作切在流出曲線兩側(cè)拐點(diǎn)處作切線，與基線相交于兩點(diǎn)，此線，與基線相交于兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)間的距離叫色譜峰底寬，兩點(diǎn)間的距離叫色譜峰底寬，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱“峰底寬度峰底寬度”。色譜峰底寬色譜峰底寬Wb（ Wb = 4 ）

27、第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜GH13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)(6) 保留值保留值（Retation Value）是試樣各組分在色譜柱中保留行為的量度，它反映了組分與是試樣各組分在色譜柱中保留行為的量度，它反映了組分與固定相間作用力大小，通常用保留時(shí)間和保留體積表示。固定相間作用力大小，通常用保留時(shí)間和保留體積表示。保留值是總稱，具體參數(shù)的名稱有以下一些保留值是總稱，具體參數(shù)的名稱有以下一些 第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)保留時(shí)間（保留時(shí)間（tR）試樣從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)試樣從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，峰極大點(diǎn)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為保留時(shí)間，如圖稱為保留時(shí)間，如圖OB。它相應(yīng)于樣

28、品到達(dá)柱末端的它相應(yīng)于樣品到達(dá)柱末端的檢測(cè)器所需的時(shí)間。檢測(cè)器所需的時(shí)間。指某組分通過色譜柱所需要的時(shí)間，即從進(jìn)樣到出現(xiàn)某組分色譜峰指某組分通過色譜柱所需要的時(shí)間，即從進(jìn)樣到出現(xiàn)某組分色譜峰最大值的時(shí)間，單位為最大值的時(shí)間，單位為 min 或或 s。在一定的色譜體系和操作條件下，任何一種化合物都有一定的保留在一定的色譜體系和操作條件下，任何一種化合物都有一定的保留時(shí)間，這是色譜定性分析的依據(jù)。時(shí)間，這是色譜定性分析的依據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)死時(shí)間（死時(shí)間（ t0 ）不被固定相吸附或溶解的不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí)，從進(jìn)物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時(shí)，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值

29、所需的樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時(shí)間稱為死時(shí)間，如圖中時(shí)間稱為死時(shí)間，如圖中 OA。因?yàn)檫@種物質(zhì)不被固定相吸附或溶解，故其流動(dòng)速度將與流動(dòng)相的因?yàn)檫@種物質(zhì)不被固定相吸附或溶解，故其流動(dòng)速度將與流動(dòng)相的流動(dòng)速度相近測(cè)定流動(dòng)相平均線速流動(dòng)速度相近測(cè)定流動(dòng)相平均線速 時(shí)，可用柱長(zhǎng)時(shí)，可用柱長(zhǎng) L 與與t0 的比值的比值計(jì)算。計(jì)算。0tLu 第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間（Adjust Retation Time，t R）某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后稱為該組份的調(diào)整保留時(shí)間稱為該組份的調(diào)整保留時(shí)間0tttRR它反映了組分在色譜過程中，與固定

30、相相互作用所消耗的時(shí)間，是它反映了組分在色譜過程中，與固定相相互作用所消耗的時(shí)間，是各組分產(chǎn)生差速遷移的物理化學(xué)基礎(chǔ)。各組分產(chǎn)生差速遷移的物理化學(xué)基礎(chǔ)。由于組份在色譜柱中的保留時(shí)間由于組份在色譜柱中的保留時(shí)間 tR 包含了組份隨流動(dòng)相通過柱子所包含了組份隨流動(dòng)相通過柱子所需的時(shí)間和組份在固定相中滯留所需的時(shí)間，所以需的時(shí)間和組份在固定相中滯留所需的時(shí)間，所以tR 實(shí)際上是組份實(shí)際上是組份在固定相中停留的時(shí)間。在固定相中停留的時(shí)間。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)保留體積（保留體積（ VR）指從進(jìn)樣開始到被測(cè)組份在指從進(jìn)樣開始到被測(cè)組份在柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所通柱后出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所

31、通過的流動(dòng)相體積。過的流動(dòng)相體積。F0 為流動(dòng)相流速。為流動(dòng)相流速。 保留體積與保留時(shí)間保留體積與保留時(shí)間 tR 的關(guān)系如下：的關(guān)系如下： 0FtVRR第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 死體積死體積 （VM） 指色譜柱在填充后，柱管內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色指色譜柱在填充后，柱管內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測(cè)器的空間的總和。譜儀中管路和連接頭間的空間以及檢測(cè)器的空間的總和。當(dāng)后兩項(xiàng)很小而可忽略不計(jì)時(shí)，死體積可由死時(shí)間與流動(dòng)相當(dāng)后兩項(xiàng)很小而可忽略不計(jì)時(shí)，死體積可由死時(shí)間與流動(dòng)相體積流速體積流速 F0（Lmin）計(jì)算：）計(jì)算：00FtVM第一節(jié)第一

32、節(jié) 柱色譜柱色譜調(diào)整保留體積（調(diào)整保留體積（VR）某組份的保留體積扣除死體積后，稱該組份的調(diào)整保留體積。某組份的保留體積扣除死體積后，稱該組份的調(diào)整保留體積。MRRVVV13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 色譜曲線的意義色譜曲線的意義 色譜峰數(shù)色譜峰數(shù) = 樣品中單組分的最少個(gè)數(shù)；樣品中單組分的最少個(gè)數(shù)； 色譜保留值色譜保留值 定性依據(jù)；定性依據(jù)； 色譜峰高或面積色譜峰高或面積 定量依據(jù)；定量依據(jù)； 色譜保留值或區(qū)域?qū)挾壬V保留值或區(qū)域?qū)挾?色譜柱分離效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；色譜柱分離效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)； 色譜峰間距色譜峰間距 固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)。固定相或流動(dòng)相選擇是否合適的依據(jù)。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜

33、則對(duì)于任何色譜過程的基本保留方程式為則對(duì)于任何色譜過程的基本保留方程式為SDRSDMRVKVVKVV,即SmSmRSSmMmRVCCVVCVCVCV推導(dǎo)：推導(dǎo)：13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜2 、容量因子（分配比）、容量因子（分配比）MRMSDMMSSMSVVVVKVCVCmmk流動(dòng)相中溶質(zhì)的量固定相中溶質(zhì)的量SDMMMSDMMMRMRVK+V=VVVK+V=Vk+V=V+V=V) k+1 (V=MMRV=V0= k) k1 (tt0R+=) k+1 (VL=tRVL=t00FtVRR00FtVM代入上式13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)1212-1200DDRRKKkktttt相對(duì)保留值（分離

34、因子）相對(duì)保留值（分離因子）某組分2的調(diào)整保留值與組分1的調(diào)整保留值之比，稱為相對(duì)保留值。由于相對(duì)保留值只與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長(zhǎng)、填充情況及流動(dòng)相流速無關(guān)。相對(duì)保留值越大，說明固定相對(duì)組分的選擇性越好。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 右圖說明了柱效和選擇性對(duì)分離的影響。圖中（a）兩色譜峰距離近并且峰形寬。兩峰嚴(yán)重相疊，這表示選擇性和柱效都很差。圖中（b）雖然兩峰距離拉開了，但峰形仍很寬，說明選擇性好，但柱效低。圖中（c）分離最理想，說明選擇性好，柱效也高。 第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜*柱效（column efficiency），是指色譜柱保留某一化合物而不使其擴(kuò)散

35、的能力。13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 由此可見，單獨(dú)用柱效或選擇性不能真實(shí)反映組分在色譜柱中分離情況，故需引入一個(gè)綜合性指標(biāo)分辨率Rs。分辨率是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標(biāo)，稱總分離效能指標(biāo)。3、 分辨率分辨率)-(22112WWttRRRS 相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩個(gè)組分色譜峰峰底寬相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩個(gè)組分色譜峰峰底寬度總和的一半（譜帶平均寬度）的比值。度總和的一半（譜帶平均寬度）的比值。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)Rs值越大，表明相鄰兩組分分離越好。當(dāng)Rs1時(shí)，兩峰有部分重疊；當(dāng)Rs1時(shí)，分離程度可達(dá)98；當(dāng)Rs1.5時(shí)，分離程度可達(dá)99.7。通常用Rs=1.

36、5作為相鄰兩組分已完全分離的標(biāo)志。 第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè))-(22112WWttRRRS)-(22112WWVVRRRS熱力學(xué)性質(zhì)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜以時(shí)間單位表示：以時(shí)間單位表示：以體積單位表示：以體積單位表示：熱力學(xué)性質(zhì)試樣中各組分在兩相間的分配情況試樣中各組分在兩相間的分配情況試樣中各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況試樣中各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜假設(shè)：假設(shè)：1. 柱分成n段，N為理論塔板數(shù)，每段高為H，H為塔板高度，柱長(zhǎng)為L(zhǎng)，則N=L/H2. 所有組分開始都加在第零號(hào)塔板上。3. 在每塊塔板上被測(cè)物在兩相間的平

37、衡是瞬間建立的。4. 流動(dòng)相是以脈沖式(塞子式)進(jìn)入色譜柱進(jìn)行沖洗的，每次恰好為一個(gè)塔板體積V。5. 在所有塔板上，同一組分的分配系數(shù)為常數(shù)，即和組分的量無關(guān)。6. 沿色譜柱方向不存在塔板與塔板間被測(cè)物的縱向擴(kuò)散。194 、塔板理論、塔板理論13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為： 單位柱長(zhǎng)的單位柱長(zhǎng)的塔板數(shù)越多塔板數(shù)越多，表明，表明柱效越高柱效越高。 用用不同物質(zhì)不同物質(zhì)計(jì)算可得到計(jì)算可得到不同的理論塔板數(shù)不同的理論塔板數(shù)。2tR2R)V(=)WV(16=N2tR2R)t(=)Wt(16=N第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜HLN =例：已知物質(zhì)例：已知

38、物質(zhì)A和和B在一個(gè)在一個(gè)30.0cm柱上的保留時(shí)間分別為柱上的保留時(shí)間分別為16.40和和17.63分鐘分鐘.峰寬為峰寬為1.11和和1.21mm,計(jì)算計(jì)算: (1) 柱分辨本領(lǐng)柱分辨本領(lǐng); (2) 柱的平均塔板數(shù)目柱的平均塔板數(shù)目; (3) 塔板高度。塔板高度。 解解: (1) R=2(17.63-16.40)/(1.11+1.21)=1.06 (2) nA=16(16.40/1.11)2=3493 nB=16(17.63/1.21)2=3397 nav=(3493+3397)/2=3445=3.44103 (3) H=L/n=30.0/3445=8.70810-3cm =8.7110-3c

39、m13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)塔板理論的特點(diǎn)和不足塔板理論的特點(diǎn)和不足 (1)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù) N越大越大(塔板高度塔板高度 H 越小越小)，被測(cè)，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用塔板數(shù)和塔板高不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用塔板數(shù)和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)。度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。(3)柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的

40、分配系數(shù)數(shù) KD 相同時(shí)，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。相同時(shí)，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。(4)塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的流動(dòng)相流速下柱效不同塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的流動(dòng)相流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)速率理論是在塔板理論的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，它吸收了塔板理論速率理論是在塔板理論的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，它吸收了塔板理論中中理論塔板高度理論塔板高度的概念，并與組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)聯(lián)系起來，的概念，并與組分在兩相間的擴(kuò)散和傳

41、質(zhì)聯(lián)系起來，采用隨機(jī)模式描述組分在柱內(nèi)的分離過程。采用隨機(jī)模式描述組分在柱內(nèi)的分離過程。5、速率理論、速率理論-色譜過程動(dòng)力學(xué)理論色譜過程動(dòng)力學(xué)理論組分在柱內(nèi)的展寬受四種動(dòng)力學(xué)過程的控制：組分在柱內(nèi)的展寬受四種動(dòng)力學(xué)過程的控制：渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散渦流擴(kuò)散、分子擴(kuò)散（縱向分子擴(kuò)散）、流動(dòng)相傳質(zhì)（縱向分子擴(kuò)散）、流動(dòng)相傳質(zhì)和和固定相傳質(zhì)固定相傳質(zhì)。 1956年年Van Deemter等人提出了速率理論，以后等人提出了速率理論，以后Giddings等人又進(jìn)等人又進(jìn)一步加以補(bǔ)充完善。一步加以補(bǔ)充完善。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)H：理論塔板高度（柱效）：理論塔板高度（柱效）v：流動(dòng)相的

42、線速度：流動(dòng)相的線速度(cm/s)減小減小A、B、C 三項(xiàng)可提高柱效；三項(xiàng)可提高柱效；存在著最佳流速；存在著最佳流速；A、B、C 三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？（1 1） 速率方程（范速率方程（范弟姆特方程式）弟姆特方程式）vCvBAH/式中式中A、B、C為常數(shù)，分別代表為常數(shù)，分別代表渦流渦流擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)和和傳質(zhì)傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)阻力項(xiàng)系數(shù)。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)溝流擴(kuò)散溝流擴(kuò)散第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜原因原因流動(dòng)相受到固定相顆粒障礙，不斷改變流動(dòng)方向。流動(dòng)相受到固定相顆粒障礙，不斷改變流動(dòng)方向。 溝流擴(kuò)散現(xiàn)象溝流擴(kuò)散現(xiàn)

43、象13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) A = 2dp=Hp dp：固定相的平均顆粒直徑：固定相的平均顆粒直徑：固定相的填充不均勻因子：固定相的填充不均勻因子 影響影響Hp的因素的因素： Hp與填充物顆粒大小與填充物顆粒大小dP和填充均勻性和填充均勻性(取決于填充物顆粒的大小分布和裝柱情況取決于填充物顆粒的大小分布和裝柱情況)有關(guān)有關(guān),與流動(dòng)相性與流動(dòng)相性質(zhì)、線速和組分無關(guān)。質(zhì)、線速和組分無關(guān)。 減小溝流擴(kuò)散提高柱效的減小溝流擴(kuò)散提高柱效的有效途徑有效途徑：使用適當(dāng)?shù)牧６龋遥菏褂眠m當(dāng)?shù)牧６龋翌w粒均勻的擔(dān)體，并盡量填充均勻。顆粒均勻的擔(dān)體，并盡量填充均勻。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜公式公式13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)分

44、子擴(kuò)散分子擴(kuò)散第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜原因原因濃度梯度。濃度梯度。 B.相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)A. 柱內(nèi)譜帶構(gòu)型柱內(nèi)譜帶構(gòu)型13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) B = 2Dm， Hd=B /v= 2Dm /v ：彎曲因子，填充柱內(nèi)流動(dòng)相擴(kuò)散路徑彎曲的校正因素。 反映了固定相顆粒的幾何形狀對(duì)自由分子擴(kuò)散的阻礙情況。 Dm：試樣組分分子在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2s-1）第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜影響影響B(tài)項(xiàng)的因素項(xiàng)的因素（1）組分保留時(shí)間組分保留時(shí)間：保留時(shí)間長(zhǎng)，色譜峰擴(kuò)張就越顯著（2） Dm ：Dm反比于流動(dòng)相相對(duì)分子量的平方根；流動(dòng)相相對(duì)分子量大，Dm小 Dm隨柱溫增加而增加，反比于柱壓。（3）彎曲

45、因子彎曲因子 ：填充物的存在造成擴(kuò)散阻礙而引入的的校正系數(shù)。 ：是填充物的不均勻性造成的。13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)傳質(zhì)過程傳質(zhì)過程第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜物質(zhì)系統(tǒng)由于濃度不均勻而發(fā)生的物質(zhì)遷移過程，稱為傳質(zhì)。物質(zhì)系統(tǒng)由于濃度不均勻而發(fā)生的物質(zhì)遷移過程，稱為傳質(zhì)。影響這個(gè)過程進(jìn)行速度的阻力，叫傳質(zhì)阻力。影響這個(gè)過程進(jìn)行速度的阻力，叫傳質(zhì)阻力。 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)若流動(dòng)相傳質(zhì)過程緩慢，阻力較大，會(huì)導(dǎo)致色譜峰變寬。若流動(dòng)相傳質(zhì)過程緩慢，阻力較大，會(huì)導(dǎo)致色譜峰變寬。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)固定相傳質(zhì)阻力：組分從兩相界面擴(kuò)散到固定相內(nèi)部，達(dá)到平衡后固定相傳質(zhì)阻力：組分從兩相界面擴(kuò)散到固定

46、相內(nèi)部，達(dá)到平衡后又返回兩相界面時(shí)受到的阻力稱為固定相傳質(zhì)阻力。又返回兩相界面時(shí)受到的阻力稱為固定相傳質(zhì)阻力。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè) 傳質(zhì)阻力系數(shù)（C）包含流動(dòng)相傳質(zhì)阻力系數(shù)（Cm）和固定相傳質(zhì)系數(shù)（Cs），即 CCmCs第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜m2PmD/wd=CS2SD/qrd=Cm2PmD/vwd=HS2SD/vqrd=Hw：柱系數(shù)；dp：填充劑顆粒的直徑；Dm：溶質(zhì)在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)；Ds：溶質(zhì)在固定相中的擴(kuò)散系數(shù)；q：固定相的構(gòu)型因素；d：固定相的液層厚度；r：不斷隨溶質(zhì)和流動(dòng)相的相對(duì)遷移速率變化而變化的數(shù)值。13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)液液色譜速率板高方程液液色譜速

47、率板高方程 分子擴(kuò)散項(xiàng)，流動(dòng)相中傳質(zhì)過程引起的譜帶擴(kuò)張可忽略不計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜msdpH+H+H+H=Hm2ps2MpD/vwd+D/vqrd+v/D2+d2=Hs2pspD/vqrd+d2=H+H=H13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（2 2）流動(dòng)相流速對(duì)理論塔板高度（柱效）的影響）流動(dòng)相流速對(duì)理論塔板高度（柱效）的影響 最佳流速最佳流速流動(dòng)相流速高時(shí)：流動(dòng)相流速高時(shí)： 傳質(zhì)阻力項(xiàng)是影響柱效的主要因素，流速傳質(zhì)阻力項(xiàng)是影響柱效的主要因素，流速 ，H H ，塔板數(shù)，塔板數(shù) ，柱效柱效 。流動(dòng)相流速低時(shí)：流動(dòng)相流速低時(shí)： 分子擴(kuò)散項(xiàng)成為影響柱效的主要因素，流速分子擴(kuò)散項(xiàng)成為影響柱效的主要因素，流速

48、, ,H H ，塔板數(shù)，塔板數(shù) ，柱效柱效 。H = A + B/v + Cv第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)H u 曲線與最佳流速：曲線與最佳流速： 由于流速對(duì)這兩項(xiàng)完全相反的作用，由于流速對(duì)這兩項(xiàng)完全相反的作用，流速對(duì)柱效的總影響使得存在著一個(gè)最流速對(duì)柱效的總影響使得存在著一個(gè)最佳流速值。佳流速值。H = A + B/v + Cv以塔板高度以塔板高度 H 對(duì)應(yīng)流動(dòng)相流速對(duì)應(yīng)流動(dòng)相流速 u 作圖作圖，曲線最低點(diǎn)的流速即為，曲線最低點(diǎn)的流速即為最佳流速最佳流速。0CvBdvdH2CBuoptBC2AHmin第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)速率理論的要點(diǎn)速率理論的要點(diǎn) (

49、1)組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的多路徑與組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的多路徑與渦流擴(kuò)散渦流擴(kuò)散、濃度梯度所造成的、濃度梯度所造成的分子擴(kuò)分子擴(kuò)散散及及傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力使兩相間的分配平衡不能瞬間達(dá)到等因素是造成色譜峰擴(kuò)使兩相間的分配平衡不能瞬間達(dá)到等因素是造成色譜峰擴(kuò)展、柱效下降的主要原因。展、柱效下降的主要原因。(2)通過選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６取⒘鲃?dòng)相種類、流動(dòng)相流速可提高柱效。通過選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６取⒘鲃?dòng)相種類、流動(dòng)相流速可提高柱效。(3)速率理論為色譜分離和操作條件選擇提供了理論指導(dǎo)。闡明了流速和速率理論為色譜分離和操作條件選擇提供了理論指導(dǎo)。闡明了流速和柱溫對(duì)柱效及分離的影響。柱溫對(duì)柱效及分離的影響。 (

50、4) 各種因素相互制約，如：各種因素相互制約，如： 流動(dòng)相流速增大，分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響減小，使柱效提高，但同時(shí)傳流動(dòng)相流速增大，分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響減小，使柱效提高，但同時(shí)傳質(zhì)阻力項(xiàng)的影響增大，又使柱效下降；質(zhì)阻力項(xiàng)的影響增大，又使柱效下降； 柱溫升高，有利于傳質(zhì)，但又加劇了分子擴(kuò)散的影響，選擇最佳條柱溫升高，有利于傳質(zhì)，但又加劇了分子擴(kuò)散的影響，選擇最佳條件，才能使柱效達(dá)到最高。件，才能使柱效達(dá)到最高。第一節(jié)第一節(jié) 柱色譜柱色譜 可變因素可變因素 符號(hào)符號(hào) 單位單位 流動(dòng)相的流速流動(dòng)相的流速 v cms在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù) DM cm2s在固定相中的擴(kuò)散系數(shù)在固定相中的擴(kuò)散系數(shù)

51、 DS cm2s填料的直徑填料的直徑 dp cm液膜的厚度液膜的厚度 df cm溶質(zhì)的脫附速度溶質(zhì)的脫附速度 td s柱子的直徑柱子的直徑 dc cm色譜中影響柱效的因素色譜中影響柱效的因素 影響峰擴(kuò)展的各種動(dòng)力學(xué)因素影響峰擴(kuò)展的各種動(dòng)力學(xué)因素渦流擴(kuò)散渦流擴(kuò)散 A A縱向擴(kuò)散縱向擴(kuò)散 B/vB/v液體固定相中傳質(zhì)項(xiàng)液體固定相中傳質(zhì)項(xiàng) Cs.v Cs.v 流動(dòng)相中傳質(zhì)阻力項(xiàng)流動(dòng)相中傳質(zhì)阻力項(xiàng) C CM M.v .v 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)我院使用的儀器：我院使用的儀器：13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)TOF的基本原理的基本原理*飛行時(shí)間質(zhì)譜儀飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 Time of Flight Mass Spectrom

52、eter (TOF)配播配播TOF工作原理視頻工作原理視頻13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 紙色譜法原理紙色譜法原理移動(dòng)速率及其影響因素移動(dòng)速率及其影響因素展開溶劑展開溶劑操作方法操作方法應(yīng)用示例應(yīng)用示例13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)原理：原理：根據(jù)溶質(zhì)根據(jù)溶質(zhì)A在流動(dòng)相與固定相（紙纖維中吸著的水分）在流動(dòng)相與固定相（紙纖維中吸著的水分）中的分配系數(shù)不同，流動(dòng)相因毛細(xì)現(xiàn)象沿紙上升，中的分配系數(shù)不同，流動(dòng)相因毛細(xì)現(xiàn)象沿紙上升，KD大的大的前進(jìn)慢，前進(jìn)慢，KD小的上升快，因而溶質(zhì)得到分離。小的上升快，因而溶質(zhì)得到分離。DAAK 固固定定相相流流動(dòng)動(dòng)相相固定相固定相濾紙上的吸附水濾紙上的吸附水

53、( (或用甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇處理或用甲酰胺、二甲基甲酰胺、丙二醇處理) )流動(dòng)相流動(dòng)相溶劑溶劑 （乙醇、丙醇、丙酮及與水不相溶的溶劑）（乙醇、丙醇、丙酮及與水不相溶的溶劑）（分配色譜和吸附色譜）（分配色譜和吸附色譜）一一 基本原理基本原理第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 紙色譜是以濾紙為載體的紙色譜是以濾紙為載體的液液-液分配色譜液分配色譜。濾紙由纖維。濾紙由纖維素制成，其分子中具有很多羥基，有較強(qiáng)的親水性，能吸素制成，其分子中具有很多羥基，有較強(qiáng)的親水性，能吸收收2025%的水分，其中的水分，其中6%左右的左右的水分水分通過氫鍵與纖維素通過氫鍵與纖維素上的羥基相結(jié)合形成的上的羥基相結(jié)

54、合形成的固定相固定相。 若要分離非極性物質(zhì)可用適當(dāng)?shù)牡图?jí)性液體如石蠟油、若要分離非極性物質(zhì)可用適當(dāng)?shù)牡图?jí)性液體如石蠟油、硅油等處理濾紙。硅油等處理濾紙。13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)分離示意圖分離示意圖AB上行法上行法原點(diǎn)原點(diǎn)展開后展開后斑點(diǎn)斑點(diǎn)溶劑溶劑前沿前沿xxyy二二 移動(dòng)速率及其影響因素移動(dòng)速率及其影響因素第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)原點(diǎn)原點(diǎn)展開后展開后斑點(diǎn)斑點(diǎn)溶劑溶劑前沿前沿xxyy1 比移值比移值原點(diǎn)至斑點(diǎn)中心間的距離原點(diǎn)至斑點(diǎn)中心間的距離(cm)原點(diǎn)至溶劑前沿間的距離原點(diǎn)至溶劑前沿間的距離(cm)Rf=組分組分A組分組分ByxxRfyxxRfmsDfVVKR11第二節(jié)第

55、二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)定性檢出氨基蒽醌試樣中的各種異構(gòu)體定性檢出氨基蒽醌試樣中的各種異構(gòu)體樣品：樣品： 氨基蒽醌氨基蒽醌固定相：固定相： - -溴代萘附著于濾溴代萘附著于濾紙纖維素上紙纖維素上. .展開劑：展開劑：吡啶吡啶: :水（水（1:11:1）1,7- -氨基蒽醌氨基蒽醌1, 6-氨基蒽醌氨基蒽醌1, 8- -氨基蒽醌氨基蒽醌1-1-氨基蒽醌氨基蒽醌硝基蒽醌硝基蒽醌溶劑前沿溶劑前沿原點(diǎn)原點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 （1） 溫度溫度影響物質(zhì)在兩相間的溶解度影響分配系數(shù)影響濾紙纖維的水合作用影響固定相的體積在室溫范圍

56、內(nèi)影響很小。2 影響影響Rf值的主要因素值的主要因素 在多元溶劑系統(tǒng)中，溫度顯著地影響溶劑系統(tǒng)的含水在多元溶劑系統(tǒng)中，溫度顯著地影響溶劑系統(tǒng)的含水量，即影響流動(dòng)相的組分比例。所以溫度的改變使量，即影響流動(dòng)相的組分比例。所以溫度的改變使Rf值變值變化很大，為此，層析必須在恒溫條件下進(jìn)行。化很大，為此，層析必須在恒溫條件下進(jìn)行。 某些對(duì)溫度敏感的溶劑系統(tǒng)，最好不要配成飽和溶液。某些對(duì)溫度敏感的溶劑系統(tǒng)，最好不要配成飽和溶液。如水飽和的酚溶液，可改成酚如水飽和的酚溶液，可改成酚 水水 4 1或或5 1等。等。 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（2） 濾紙種類的影響濾紙種類的影響應(yīng)滿足條件：a.濾紙中應(yīng)不含有水或有

57、機(jī)溶劑能溶解的雜質(zhì)。b.濾紙被溶劑浸潤(rùn)時(shí)，不應(yīng)有機(jī)械折痕和損傷，即應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。c.濾紙對(duì)溶劑的滲透速度要適當(dāng)，滲透速度太快時(shí)易引起斑點(diǎn)拖尾， 影響分離效果，速度太慢，則耗費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)。d.紙質(zhì)應(yīng)均一，否則會(huì)影響重現(xiàn)性，特別是對(duì)定量工作這點(diǎn)尤為重要。 不同濾紙的厚薄程度和纖維松緊度各不相同，因此結(jié)合的不同濾紙的厚薄程度和纖維松緊度各不相同，因此結(jié)合的水水量量不一樣，兩相的體積比也就不同。所以同一種物質(zhì)在不同型號(hào)不一樣，兩相的體積比也就不同。所以同一種物質(zhì)在不同型號(hào)的濾紙上進(jìn)行層析時(shí)，所得到的的濾紙上進(jìn)行層析時(shí)，所得到的Rf值也不相同。此外，濾紙上所值也不相同。此外，濾紙上所含的含的雜質(zhì)雜質(zhì)也

58、會(huì)影響也會(huì)影響Rf值，必要時(shí)要進(jìn)行預(yù)處理，以去除雜質(zhì)的影值，必要時(shí)要進(jìn)行預(yù)處理，以去除雜質(zhì)的影響。例如：可用響。例如：可用0.01-0.4mol/L的的HCl處理濾紙，以除去濾紙上的處理濾紙，以除去濾紙上的金屬離子，然后再用水洗至中性。金屬離子，然后再用水洗至中性。 國(guó)產(chǎn)新華濾紙、日本東洋濾紙等均經(jīng)常被采用。國(guó)產(chǎn)新華濾紙、日本東洋濾紙等均經(jīng)常被采用。 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)濾紙的選用濾紙的選用第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)h2=Dt（3） 展開距離展開距離第二節(jié)第二節(jié) 紙色譜法紙色譜法 13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（4） 共存物質(zhì)及試樣溶液性質(zhì)共存物質(zhì)及試樣溶液性質(zhì) 樣品溶液中存在雜質(zhì)時(shí)

59、，有時(shí)對(duì)樣品溶液中存在雜質(zhì)時(shí)，有時(shí)對(duì)Rf值有所影響。例如：值有所影響。例如：氯化鈉的存在會(huì)影響氨基酸的氯化鈉的存在會(huì)影響氨基酸的Rf 值。值。 溶劑和樣品的溶劑和樣品的pH值會(huì)值會(huì)影響物質(zhì)的解離影響物質(zhì)的解離，從而影響物質(zhì)的極，從而影響物質(zhì)的極性和溶解度，使性和溶解度，使Rf值改變。溶劑的酸堿度增大則流動(dòng)相的含水值改變。溶劑的酸堿度增大則流動(dòng)相的含水量增高，使極性物質(zhì)的量增高，使極性物質(zhì)的Rf值增加；反之則降低。值增加；反之則降低。 為了避免或減少為了避免或減少pH值對(duì)值對(duì)Rf值的影響，可將濾紙和溶劑用緩值的影響，可將濾紙和溶劑用緩沖溶液處理，使之保持一定的沖溶液處理，使之保持一定的pH值，通

60、過調(diào)節(jié)溶劑或樣品溶值，通過調(diào)節(jié)溶劑或樣品溶液的液的pH值，使值，使pH值保持恒定。值保持恒定。 （5）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和極性）物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和極性 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子極性是影響物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子極性是影響Rf值的主要因素。值的主要因素。極性較極性較大大的物質(zhì)，在水中的溶解度較大，的物質(zhì)，在水中的溶解度較大，其其Rf值就較小值就較小，反之亦然。，反之亦然。13級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)（6）層析所用的溶劑）層析所用的溶劑 同一物質(zhì)在不同的溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行層析時(shí)，同一物質(zhì)在不同的溶劑系統(tǒng)中進(jìn)行層析時(shí)，Rf值不同。所以溶劑值不同。所以溶劑的配制和使用必須嚴(yán)格，才能使的配制和使用必須嚴(yán)格，才能使Rf值的重現(xiàn)性好。在好的溶劑系統(tǒng)中