關(guān)于色譜法的基礎(chǔ)知識(shí)

色譜法的基本術(shù)語(yǔ)

檢測(cè)色譜分離后組分的響應(yīng)信號(hào)對(duì)時(shí)間作圖得到的曲線稱為色譜圖。

基線：在一定色譜條件下，僅有流動(dòng)相通過(guò)檢測(cè)器系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)的曲線，稱為基線，如圖中ot線。實(shí)驗(yàn)條件穩(wěn)定時(shí)，

基線是一條平行于橫軸的線；基線反映儀器（主要是檢測(cè)器）的噪聲隨時(shí)間的變化。

峰高：色譜峰頂點(diǎn)與基線之間的垂直距離，以h表示，如圖AB’線。區(qū)域?qū)挾龋荷V峰的區(qū)域?qū)挾戎苯优c分離效率有關(guān)。

描述色譜峰寬的方法有三種：標(biāo)準(zhǔn)偏差σ、峰寬W、半峰寬W1/2。

標(biāo)準(zhǔn)偏差（σ）：σ為正態(tài)分布曲線上兩拐點(diǎn)間距離之半，σ值的大小表示組分離開(kāi)色譜柱的分散程度。σ值越大，流出的

組分越分散，分離效果變差；反之，流出組分集中，分離效果好。

峰寬W：通過(guò)色譜峰兩側(cè)的拐點(diǎn)作切線，在基線上的截距稱為峰寬，或稱基線寬度，也可用W表示，如圖IJ 的距離

。根據(jù)正態(tài)分布的原理 ，可證得峰寬和標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系是W=4σ。

半峰寬W1/2：峰高一半處的峰寬稱為半峰寬，如圖 GH 的距離。W1/2=2.355σ，W=1.699W1/2。

W1/2、W都是由σ派生而來(lái)的，除用它們衡量柱效外，還用于計(jì)算峰面積。半峰寬測(cè)量較方便，常用。

色譜法涉及到的計(jì)算公式

1、保留值

保留值是用來(lái)描述樣品組分在色譜柱中保留程度的參數(shù)，并作為色譜定性的指標(biāo)。

其表示方法有：

2、相對(duì)保留值

相對(duì)保留值又稱分離因子、分配系數(shù)比或相對(duì)容量因子，即在一定色譜條件下，被測(cè)組分的調(diào)整保留時(shí)間（體積）與標(biāo)準(zhǔn)物

的調(diào)整保留時(shí)間（體積）之比。

采用相對(duì)保留值是為了消除某些操作條件，如流速和固定液流失等，對(duì)保留值的影響。相對(duì)保留值中標(biāo)準(zhǔn)物可以是被測(cè)樣

品中的某一組分，也可以是人為加入的某一化合物。

3、保留指數(shù)

保留指數(shù)為待測(cè)物質(zhì)i在某固定液X上的保留指數(shù)，選取兩個(gè)正構(gòu)烷烴作為基準(zhǔn)物質(zhì)，其中一個(gè)的碳數(shù)為N，另一個(gè)為N+n，

它們的調(diào)整保留時(shí)間分別為t’R(N)和 t’R(N+n)，使待測(cè)物質(zhì)i的調(diào)整保留時(shí)間t’R(i)恰好于兩者之間，即t’R(N)

4、容量因子（k）

在平衡狀態(tài)下，組分在固定相(s)與流動(dòng)相(m)中的質(zhì)量之比，稱為容量因子。公式如下：

5、分配系數(shù)（K）

在平衡狀態(tài)下，組分在固定相(s)與流動(dòng)相(m)中的濃度之比，稱為分配系數(shù)。公式如下：

色譜法的基本理論

一、塔板理論

1、提出——熱力學(xué)理論始于馬?。∕artin）和（Synge）提出的塔板模型。

分餾塔：在塔板上多次氣液平衡，按沸點(diǎn)不同而分離。

色譜柱：組分在兩相間的多次分配平衡，按分配系數(shù)不同而分離。

2、假設(shè)

（1）色譜柱內(nèi)存在許多塔板，組分在塔板間隔（即塔板高度）內(nèi)可以很快達(dá)到分配平衡。

（2）流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱，不是連續(xù)的而是脈動(dòng)式的，即每次通過(guò)為一個(gè)塔板體積。

（3）樣品加在每個(gè)塔板上，樣品沿色譜柱軸方向的擴(kuò)散可以忽略。

（4）在所有塔板上分配系數(shù)相等，與組分的量無(wú)關(guān)。即分配系數(shù)在各塔坂上是常數(shù)。

3、原理

若有單位質(zhì)量，即m=1（例1mg或1μg）的某組分加到第0號(hào)塔板上，分配平衡后，由于k=1，即ns=nm故nm=ns=0.5。
當(dāng)一個(gè)板體積（lΔV）的載氣以脈動(dòng)形式進(jìn)入0號(hào)板時(shí)，就將氣相中含有nm部分組分的載氣頂?shù)?號(hào)板上，此時(shí)0號(hào)板液相

中ns部分組分及1號(hào)板氣相中的nm部分組分，將各自在兩相間重新分配。故0號(hào)板上所含組分總量為0.5，其中氣液兩相各

為0.25而1號(hào)板上所含總量同樣為0.5．氣液相亦各為0.25。以后每當(dāng)一個(gè)新的板體積載氣以脈動(dòng)式進(jìn)入色譜柱時(shí)，上述過(guò)程

就重復(fù)一次(見(jiàn)下表)。

4、色譜流出曲線方程

5、色譜柱效參數(shù)

在tR一定時(shí)，W或W1/2越小(即峰越窄)，理論板數(shù)n越大， 理論板高越小，柱的分離效率越高。有效理論塔板neff也同此理。

因此，理論塔板數(shù)是評(píng)價(jià)柱效能的指標(biāo)。

二、速率理論

  1956年荷蘭學(xué)者VanDeemter等人吸收了塔板理論的概念，并把影響塔板高度的動(dòng)力學(xué)因素結(jié)合起來(lái)，提出了色譜過(guò)程的

動(dòng)力學(xué)理論——速率理論，導(dǎo)出了Van Deemter方程。它把色譜過(guò)程看作一個(gè)動(dòng)態(tài)非平衡過(guò)程，研究過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)因素對(duì)

峰展寬（即柱效）的影響。
  后來(lái)Giddings和Snyder等人在VanDeemter方程（后稱氣相色譜速率方程）的基礎(chǔ)上，根據(jù)液體與氣體的性質(zhì)差異，

提出了液相色譜速率方程（即Giddings方程）。

1、Van Deemter方程

2、 Giddings方程

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