第十二章 色谱分析法基础
教师：李国清
一. 教学目的：
1. 熟练掌握色谱分离方法的原理；
2. 掌握色谱流出曲线（色谱峰）所代表的各种技术参数的准确含义； 3. 能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱分离各种实验因素；
4. 学会各种定性和定量的分析方法。 二. 教学重难点：
1. 塔板理论，包括理论塔板数（n）、有效塔板数（neff）和塔板高度（H）及有效塔板高度（Heff）的计算。 2. 速率理论方程 3. 分离度和基本分离方程 三．教具：
多媒体计算机、板书。 四．教学方法：
讲授、演示、提问、讨论。 五．教学过程
§12-1、 色谱法的特点、分类和作用
一.概述
色谱法是混合物最有效的分离、分析方法。
俄国植物学家茨维特在1906年使用右图的装置分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充CaCO3粉末（CaCO3 有吸附能力)，用纯石油醚洗脱（淋洗）。色素受两种作用力影响：
（1）一种是CaCO3 吸附，使色素在柱中停滞下来 （2）一种是被石油醚溶解，使色素向下移动。
各种色素结构不同，受两种作用力大小不同，经过一段时间洗脱后，色素在柱子上分开，形成了各种颜色的谱带，这种分离方法称为色谱法。
色谱法是一种分离技术：
试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。
其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
与适当的柱后检测方法结合，可实现混合物中各组分的分离与检测。
二．色谱法分类
1、按两相状态分类 气相色谱—气体作流动相：
（1）气固色谱：气体作流动相，固体吸附剂作固定相。 （2）气液色谱：气体作流动相，固定液作固定相。 液相色谱—液体作流动相：
（1）液固色谱：液体作流动相，固体吸附剂作固体相。 （2）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相。 超临界液体色谱——超临界流体作色谱流动相。 2、按操作形式分类 （1）柱色谱：
填充柱色谱—固定相填充到柱管内
毛细管柱色谱—把固定相涂在毛细管内壁上，中间是空的。 （2）纸色谱：
滤纸为固定相的色谱法，流动相是含一定比例水的有机溶剂，样品在滤纸上展开进行分离。如下图。
（3）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜的色谱法。如下图。
3、按分离原理分类
（1）吸附色谱：利用吸附剂表面对被分离的各组分吸附能力不同
进行分离。
（2）分配色谱：利用不同组分在两相分配系数或溶解度不同进行分离。
（3）离子交换色谱：利用不同组分对离子交换剂亲和力不同进行分离。
（4）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和形状不同的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。 三．色谱法的特点 （1）分离效率高
复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体 （2） 灵敏度高
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。 （3） 分析速度快
一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。 （4） 应用范围广
气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
§12-２．色谱分离过程 一．分离机理：
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。
填充柱色谱: 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的分离机理不同。
① 气固(液固)色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。 作用原理：固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 ②气液(液液)色谱的固定相: 由担体和固定液所组成。 作用原理：固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 因此：
气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理：气液(液液)两相间的反复多次分配过程 二、分配平衡：
１. 分配系数 K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数，用K 表示，即：
cs组分在固定相中的浓度K??组分在流动相中的浓度 cM分配系数是色谱分离的依据，它有以下特点： ⑴一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；
第十二章 色谱分析法基础
