第六章色谱法

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1、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。有效有效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

2、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 KCK=7Cm2分配比W34Ka 2K1分配系数与分配比之间的关系分配系数比t古2-r2-k t 1R15k Vk VS分配系数或分配比与相对保留值之间的关系tk KK2r r. 1 12 tR26理论塔板数Ln=5.54(HtR- )2 =16(R )2 w丿 w1/27有效理论塔板数ttn =5.54( )2 =16(* )2eff WW1/28分离度定义

3、式t -tR RR =2 T(W + W )/212(t -1 )R.R2 1(W + W )1近似式9. 灵敏度 浓度型检测器 质量型检测器 检测限 质量型检测器 浓度型检测器 色谱峰面积 对称峰1011SC = AC1C2c3/WS =AC C 60/Wm 1 2D =2N/SmmD =2N/SccA=l.64xhxWi/2不对称峰A=h x (W + W2 0.15 0.8512宀且：I 苗定量计算归一化法C % =Z i Af+ Af+ Af + 1 1 x 100% Af nn内标法C % 二i A fssms x 100%m外标一点法Am = l - m iA s内标对比法（C%）

4、样品(A A ) / 、i s 样品x(C %)(A A )i 对照i S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,所需的柱长解：(1)tk = =-M(- - ) 6.60 -1.10R M = 5.00- 1.10M2)Y1 + Y2-r )=2(6.60 - 580)= 1000.78 + 0.823)有效t二

5、 16( -R )2Y4)nA=阪5)2 = 581平均=16(6.60 -1.10 )2 = 7200.82581 + 720=6502厶H有效x n有效r=16R2(1 )2 x Hr - 1有效2,15.5=16 x 1.52(y|7)x 0.15 = 2.56m-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&12 g,加入正十八烷1.88g,经色谱分析测得峰面积A燕麦敌=68.0mm2 ,A正十=87.0mm2。已知燕麦敌以正十八烷为标准的定量校正因子f. = 2.40，计算试样正十八烷i中燕麦敌的百分含量。解此法为内标法=mx 10

6、0% = Afms x 100% = 68.0x 2.40 x 1.88 x 100% = 43.4%mA f m87.0 x 1 x 8.12SS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：c%i组份A/mm2乙苯120对二甲苯75间二甲苯140邻二甲苯1050.971.000.960.98计算各组份的百分含量。解：此题为归一化法工 Af二 120 x 0.97 + 75 x 1.00 +140 x 0.96 +105 x 0.98 二 428.7ii乙苯%=120 x 0.97 x 100 = 27.2%428.7对二甲苯%= 75 x 1.00

7、x 100 = 17.5%428.7间二甲苯%=140 x 0.96 x 100 = 31.4%428.7邻二甲苯%=105 x 0.98 x 100 = 24.0%428.7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有效二0.15cm，试问需要多长的色谱柱？解： (1)rn = 16 R 2(21 )2有效r 12,1t25.35 0.7524.60r 二-R)二二 二 1.072,1 t23.65 0

8、.7522.90R(1)n有效r=16R2( 24 )2 =16 x 1.52 x r 12,12=162.25233.9=8420(2)完全分离时，R=1.5/. L = n x H有效 有效:.L = 8420 x 0.15 x 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R值之比为2:1fB. 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1:2C. 两组分的容量

9、因子之比为1:2时，在同一薄层板上，它们R值之比为3:2fD. 薄层色谱的R值，即为样品在展开剂中停留时间的分数f3. 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

10、（ ）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

11、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t将有什么变化？（）RA. k 与 t 增大B. k 与 t 减小RRC. k与七氏不变D. k增大，七氏减小二、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

12、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 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 ，它将物质的浓度信号变成，由记录仪记录下来，即得到一张液相色谱图。7. 用气相色谱法分离非极性和极性混合物时，若沸点差别为主要矛盾，则应 固定液；若极性差别为主要矛盾，则应 固定液。8. 气相色谱使用的载气一般可用，气，而不能用气。三、今有五个组分a

13、、b、c、d和e,在气相色谱上分配系数分别为480， 360， 490, 496 和 473。试指出它们在色谱柱柱上的流出顺序。四、计算题1.用内标法测定环氧丙烷中的水分含量。称取0.0115g甲醇，加到2.2679g试样中， 测得水分和甲醇的色谱峰高分别为148.8和172.3mm。水和甲醇(内标物)的相对质量校正 因子分别为 0.55 和 0.58，试计算水的质量分数。2在测定苯、甲苯，乙苯，邻二甲苯的峰高校正因子时，称取如下表所列质量的组分 的纯物质。在一定的色谱条件下，所得色谱图上各种组分色谱峰的峰高如下：苯甲苯乙苯邻二甲苯质量(g)0.59670.54780.61200.6680峰高

14、(mm)180.184.445.249.0求各组分的峰高校正因子，以苯为标准。练习题答案一、 1B 2A 3D 4A 5D 6A 7B 8A 9C10A 11C 12C13A 14B15B1分离定性定量2气相色谱液相色谱气相液相3气固色谱气液色谱固体吸附剂沸点有机化合物固定相4分配色谱吸附色谱离子交换色谱 空间排组色谱5气路系统进样系统分离系统温控系统检测和记录系统6溶剂 色谱柱 检测器 电信号7非极性极性8氢氮氦氩氧答：由tR二tM - K*可知，分配系数与调整保留时间成正比，即分配系数越大，保R M Vm留时间越长，故出峰顺序为： b e a c d。四、1 0.415%21.00； 1.96； 4.09； 4.11