第六章 色谱法
基本要求
1．了解色谱法的分类及特点。
2．掌握薄层色谱法的基本原理，理解比移值Rf、的含义和展开剂的选择要求。
3．结合色谱流出曲线理解保留值、相对保留值、死体积、色谱峰区域宽度、标准偏差、峰底宽度等基本概念。理解分配系数、分配比的含义。
4．理解塔板理论，掌握柱效能指标 n有效、H有效的计算。 5．理解范氏方程中各项的物理意义及各项的影响因素。 6．掌握分离度R的含义及分离度的有关计算。
7．掌握气液色谱固定相的选择原则，能根据固定相与组分分子之间的作用力决定组分出峰的顺序。
8．理解热导池检测器和氢火焰离子化检测器的工作原理。理解检测器的性能指标灵敏度和检测限的含义。
9．掌握气相色谱定量分析方法（归一化法和内标法）以及各自的特点。
10理解高效液相色谱法的基本原理及特点，掌握正相色谱法和反相色谱法的含义。 11.了解气相色谱仪、高效液相色谱仪的组成及各部分的作用。 13.了解色谱法的分类及特点。
主要计算公式： 1．分配系数K K=
2．分配比
CS CmWs k=
Wm
'K2k2tR2??' 3．分配系数比 ??K1k1tR14．分配系数与分配比之间的关系 K?WSVSV?k?M
WMVMVS5．分配系数或分配比与相对保留值之间的关系
r12?6．理论塔板数
n=
7．有效理论塔板数
t?R1t?R2?k1K1 ?k2K2ttL=5.54(R)2 =16(R)2
W1/2WH''ttR neff=5.54()2 =16(R)2
WW1/28．分离度
定义式 R?
近似式 R?9.灵敏度
浓度型检测器 SC＝AC1C2C3／W
质量型检测器 Sm＝AC1C2·60／W
10．检测限
质量型检测器： Dm＝2N／Sm 浓度型检测器： Dc＝2N／Sc
11．色谱峰面积
对称峰 A=1.064?h?W1/2
不对称峰 A=h?12．定量计算
归一化法 Ci%?tR2?tR1(W1?W2)/2=
2(tR2?tR1)(W1?W2)
na?1k2ntR2?tR1 ????4ak?14tR21(W0.15?W0.85) 2Aifi?100%
A1f1?A2f2?A3f3???????AnfnAifims??100% Asfsm 内标法 Ci%? 外标一点法 mi?Ai?ms As内标对比法 （Ci%）样品?(AiAs)样品(AiAS)对照?（Ci%）对照
典型例题解析 例1．在1m长的填充色谱柱上，某镇静药物A及其异构体B的保留时间分别为5.80min和6.60min,峰底宽度分别为0.78min及0.82min,空气通过色谱柱需1.10min。计算 （1）组分B的分配比
（2）A及B的分离度
（3）该色谱柱的平均有效理论塔板数和塔板高度 （4）分离度为1.5时,所需的柱长
'tR(t?t)6.60?1.10解：（1） k??RM??5.00
tMtM1.10（2） R?2(tR(2)?tR(1))Y1?Y2'tR2?16（）
Y?2(6.60?5.80)?1.00
0.78?0.82 （3） n有效 nA?16(
nB?16( n平均5.80?1.102)?581
0.786.60?1.102)?720
0.82581?720??650
222）?H有效 r2,1?1 （4） L?H有效?n有效?16R（r2,15.52 =16?1.5(4.7)?0.15?2.56m
5.5?14.7例2．采用内标法分析燕麦敌1号试样中燕麦敌的含量时，以正十八烷为内标，称取 燕麦敌试样8.12 g,加入正十八烷1.88g,经色谱分析测得峰面积A燕麦敌?68.0mm,
2A正十八烷?87.0mm2。已知燕麦敌以正十八烷为标准的定量校正因子fi?2.40,计算试样
中燕麦敌的百分含量。
解：此法为内标法 ci%?miAfm68.0?2.40?1.88?100%?iiS?100%??100%?43.4% mASfSm87.0?1?8.12 例3．采用氢火焰离子化检测器对C8芳烃异构体样品进行气相色谱分析时，所得实验数
据如下：
组份 乙苯 对二甲苯 间二甲苯 邻二甲苯
A/mm2 120 75 140 105
' fi 0.97 1.00 0.96 0.98 计算各组份的百分含量。
解：
此题为归一化法
?Aifi'?120?0.97?75?1.00?140?0.96?105?0.98?428.7
120?0.97?100?27.2%
428.775?1.00 对二甲苯%=?100?17.5%
428.7140?0.96 间二甲苯%=?100?31.4%
428.7105?0.98 邻二甲苯%=?100?24.0%
428.7 乙苯%=
例4．用气相色谱法分离正戊烷和丙酮，得到色谱数据如下：正戊烷和丙酮的保留时间分别为25.35min和23.65min，空气峰的保留时间为45s，计算：
（1）所用填充色谱柱的有效理论塔板数为多少？
（2）如果使两组分的分离度达1.5，H有效?0.15cm,试问需要多长的色谱柱？ 解：(1)
n有效?16R('tR(2)'tR(1)2)2
r2,1?125.35?0.7524.60??1.07
23.65?0.7522.902r2,1 r2,1?? ?n有效?1.07??16R() =16?1.5??? =16
r2,1?1?1.07?1?22r2,122.25233.9=8420
(2)
完全分离时，R＝1.5
?L?n有效?H有效
?L?8420?0.15?10?2?12.6m 练习题：
1．俄国植物学家茨维特用石油醚为冲洗剂，分离植物叶子的色素时是采用（ ） A．液-液色谱法 B．液-固色谱法 C．凝胶色谱法 D．离子交换色谱法 2．下列说法不正确的是（ ）
A．两组分的分配系数之比为1:2时，在同一薄层板上，它们Rf值之比为2:1 B．两组分的分配系数之比为1:2时，在同一薄层板上，它们容量因子之比也是1:2 C．两组分的容量因子之比为1:2时，在同一薄层板上，它们Rf值之比为3:2 D．薄层色谱的Rf值，即为样品在展开剂中停留时间的分数 3．在气相色谱法中，用于定量的参数是（ ）
A．保留时间 B．相对保留值 C．半峰宽 D．峰面积 4．在气相色谱法中，用于定性的参数是（ ）
A．保留时间 B．分配比 C．半峰宽 D．峰面积 5．在气相色谱法中，可以利用文献记载的保留数据定性，目前最有参考价值的是（ ） A．调整保留体积 B．相以保留值
C．保留指数 D．相对保留值和保留指数 6．气相色谱中，影响两组分分离度的因素有（ ）
A．固定液的性质 B．载气种类 C．检测器灵敏度 D．柱的死体积 7．在使用热导池检测器时，为了提高检测器的灵敏度，常使用的载气为（ ） A．氮气 B．氢气 C．氧气 D．氦气
8．在使用氢火焰离子化检测器时，在控制一定条件下，采用下面哪一种载气检测灵敏度最高（ ）
A．氮气 B．氢气 C．二氧化碳 D．氦气
9．用色谱法进行定量分析时，要求混合物中每一个组分都出峰的是（ ） A．外标法 B．内标法 C．归一化法 D．内加法
10．在气相色谱法定量分析中，如果采用热导池为检测器，测定相对校正因子，应选用下列哪种物质为基准?
A．苯 B．正己烷 C．正庚烷 D．丙酮 11．衡量色谱柱柱效能的指标是（ ）
A．分离度； B．容量因子； C．塔板数； D．分配系数。 12．衡量色谱柱选择性的指标是（ ）
A．分离度 B．容量因子 C．相对保留值 D．分配系数 13．根据范第姆特方程式，下列说法正确的是（ ）
A．最佳流速时，塔板高度最小； B．最佳流速时，塔板高度最大； C，最佳塔板高度时，流速最小； D．最佳塔板高度时，流速最大。
14．在液相色谱中，范第姆特方程式中的哪一项对柱效能的影响可以忽略不计（ ） A．涡流扩散项 B．分子扩散项
C．流动区域的流动相传质阻力 D．停滞区域的流动相传质阻力
15．在反相色谱法中，若以甲醇-水为流动相，增加甲醇的比例时，组分的容量因子k与保留时间tR,将有什么变化？（ ）
A．k与tR增大 B．k与tR减小 C． k与tR不变 D．k增大，tR减小
二、填空题
1．色谱法首先对混合物进行 ，然后进行 和 。 2．按流动相的物态可将色谱法分为 和 。前者的流动相为 ，后者的流动相为 。
3．按照固定相的物态不同，可将气相色谱法分为 和 ，前者的固定相是 ，后者是将高 的 固定在载体上作为 。
4．按照分离过程的原理可将色谱法分为 法， 法， 法， 法等。
5．气相色谱仪由如下五个系统组成： ， ， ， ， 。
6．高压液相色谱仪的工作过程是：当试样进入进样器时，经进样器的 将试样带入 分离，被分离后的试样按先后顺序进入 ，它将物质的浓度信号
第六章色谱
