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色谱法的原理和应用姓名：学号：班级：摘要色谱法是一种物理分离方法。将这种分离方法与适当的检测手段相结合，应用于分析化学领域就是色谱分析法。色谱分析法在当代生物、医药、石油化工、食品等领域有着广泛的应用，同时色谱法和别的分析方法联用技术越来越得到重视。关键词色谱法气象色谱高效液相色应用未来发展1色谱分析法概述1.1色谱法1903—1906年，俄国植物学家茨维特在利用吸附原理分离植物叶色素的实验中，创立了色谱法，这是分离科学技术发展中的重要里程碑。色谱法利用物质在两相中分配系数的微小差异进行分离。当两相做相对移动时，使被测物质在两相之间进行反复多次分配，这样原来微小的分配差异产生很大的效果，使各组分分离，以达到分离、分析及测定一些物理化学常数的目的。1.2色谱法的分类1.2.1按两相分类气体为流动相的色谱称为气象色谱，液体为流动相的称为液相色谱。1.2.2按固定相的外形分类固定相装在色谱柱中或涂在柱壁上的色谱法称为柱色谱；固定相呈平板状的色谱法称为平板色谱法。1.2.3按分离机理分类主要有吸附色谱、分配色谱、离子色谱和体积排阻色谱等。1.3色谱法基本概念和术语1.3.1保留值保留值是溶质在色谱柱中滞留时间的数值。它取决于组分在两相间的分配过程，是由色谱分离过程中的热力学因素决定的。1.3.1.1时间表示的保留值（1）死时间用来表征不被固定相保留的组分从进样到出现峰最大值所要的时间，如图中O’A’，即位流动相流经色谱柱所需要的时间，要ｔＭ表示。（2）保留时间表征组分从进样到出现峰值最大所需要的时间，即组分经过色谱柱的时间，用ｔＲ表示：（3）调整保留时间是组分在固定相上滞留的时间，及保留时间和死时间之差，用t'R表示：1.3.1.2用体积表示的保留值（1）死体积VM表征死时间内流经色谱柱的流动相的体积，及等于色谱柱内流动相的体积：MCMtFV?uLtMxRuLtMRRttt'（2）保留体积VR表征保留时间内流经色谱柱的流动相体积：（3）调整保留体积V'R表征调整时间内流经色谱柱的流动相的体积，即保留体积与死体积之差：V'R=VR-VM1.3.1.3相对保留值ri,在一定色谱条件下，某一组分i的调整保留值与标准物s的调整保留值之比，称为组分i对s的相对保留值ri,。1.3.2分配系数和容量因子1.3.2.1分配系数K又称平衡常数，是指在一定温度和压力下，组分在两相间达到分配平衡时，组分在固定相中的浓度cs与流动相中的浓度cm之比，即1.3.2.2容量因子k'表征在一定温度和压力下，组分在两相间达到分配平衡时，组分在固定相中的质量ms和在流动相中的质量mm之比。1.3.2.3分配系数K和容量因子k'的关系RCRtFV?)()(,''sRiRsittrmsccKmmssVcVck'1.3.2.4分配系数K及容量因子k;的关系1.4色谱法基本理论色谱法是分离、分析方法塔板理论和速率理论，均以色谱过程中分配系数恒定为前提，故称线性色谱理论。1.4.1塔板理论塔板理论把色谱柱比作精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的，相等的水平塔板组成。在每一个塔板上组分可以再两相间迅速达到分配平衡，这段柱长称为理论塔板高度，用H表示。只要分配系数有差别，经过多次分配各组分将得到分离。色谱柱长为L，n为理论塔板数。n越大,塔板数越多，分配次数越多：H越小，塔板高度越小：L越长，组分分离越好。扣除tM的有效理论塔板数n有效为效能指标。?'kKMsVVKk?'MMRtttk'HLn2212)(54.5)'(16WtWtnRbR1.4.2速率理论1.4.2.1气相色谱速率理论科学家提出速率理论，并沿用塔板理论中板高的概念，并充分考虑影响塔板高度的一系列动力学因素，指出理论塔板高度H是峰展宽的量度。范第姆特方程为：A为涡流扩散相，uB为纵向扩散项，uC为传质阻力相1.4.2.2液相色谱速率理论方程液相色谱与气相色谱的最大不同在于液体和气体性质相差悬殊。液体不可压缩，这些差别对分子扩散和传质阻力又很大的影响。液相色谱速率理论方程为：1.5色谱法的应用1.5.1色谱法与质谱法的联用色谱的定性、定结构能力较差，但能能将复杂混合物分离；质谱的定性能力强，但对混合物无能为力，因此催生了色谱—质谱的联用的可能，并开发出联用技术。1.5.1.1气相色谱—质谱联用气相色谱—质谱联用仪（GC—MS）主要由三部分组成：色谱部分、质谱部分和仪器控制...