仪器分析第二章色谱分析导论

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1、第二章 色谱分析方法导论 一、 概述 历史、色谱分离过程、分类 二、色谱流出曲线 色谱图及相关术语 三、色谱法基本原理 描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述(塔板理论及速率理论) 四、分离度及色谱分离方程 分离度及色谱分离方程、影响分离的因素 五、色谱常用的定性定量方法 色谱分析中常采用的定性与定量分析方法,一、 概述 化学分析方法的基本要求是其选择性要高。即，在分析过程中，待测物与潜在的干扰物的分离是最为重要的步骤！ 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取 现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法是最为有效的分离手段，其应用涉及每个科学领域

2、。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物（叶绿素和叶黄素 chlorophylls “graphein”=write) 。 50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析发展的要求。 1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的。,A.J.P. Martin R.L.M. Synge 1952年化学Nobel奖 开创了气相色谱法。,(一) 色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样

3、品中各组份在两相中进行不同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。 (二）色谱分类方法： 1. 按固定相外形分： 柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。,2. 按两相状态分,3. 按色谱分离的机理分 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。 利用组分在离子交换剂（

4、固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或空间排阻色谱法。 最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离。,4. 按照展开程序分类 按照展开程序的不同，可将色谱法分为洗脱法、顶替法、和迎头法。 （1）洗脱法也称冲洗法。工作时，首先将样品加到色谱柱头上，然后用吸附或溶解能力比试样组分弱得多的气体或液体作冲洗剂。由于各组分在固定相上的吸附或溶解能力不同，被冲洗剂带出的先后次序也不同，从而使组分彼此分离。流出曲线下图。,这

5、种方法能使样品的各组分获得良好的分离，色谱峰清晰。此外，除去冲洗剂后，可获得纯度较高的物质。目前，这种方法是色谱法中最常用的一种方法。,（2）顶替法是将样品加到色谱柱头后，在惰性流动相中加入对固定相的吸附或溶解能力比所有试样组分强的物质为顶替剂（或直接用顶替剂作流动相），通过色谱柱，将各组分按吸附或溶解能力的强弱顺序，依次顶替出固定相。很明显，吸附或溶解能力最弱的组分最先流出，最强的最后流出。顶替法的流出曲线如下图。,此法适于制备纯物质或浓缩分离某一组分；其缺点是经一次使用后，柱子就被样品或顶替剂饱和，必须更换柱子或除去被柱子吸附的物质后，才能再使用。,（3）迎头法是将试样混合物连续通过色谱柱

6、，吸附或溶解能力最弱的组分首先一纯物质的状态流出，其次则以第一组分和吸附或溶解能力较弱的第二组分混合物，以此类推。流出曲线如下图。,该法在分离多组分混合物时，除第一组分外，其余均非纯态，因此仅适用于从含有微量杂质的混合物中切割出一个高纯组分（组分A），而不适用于对混合物进行分离。,A,A+ B,二、 色谱流出曲线（色谱图） 色谱流出曲线 由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气固吸附色谱）或分配等温线（气液分配色谱）的线性范围内，则色谱峰是对称的。,色谱流出曲线（色谱图） 混合组分的分离过程及检测器对各

7、组份在不同阶段的响应,色谱术语： 1）基线：在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基线，S/N大的、稳定的基线为水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与基线的距离。,3）保留值(Retention value, R) a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相近。据 t0 可求出流动相平均流速,b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。 c. 调整保留时间 ：某组份的保

8、留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间。即 由于时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。 d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。勿略后两项可得到： 其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为： F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。,e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。 f. 调整保留体积 ：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。 g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份

9、1的调整保留值之比。 注意： r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！ 具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值，此时以 表示： 1, 又称选择因子(Selectivity factor)。,h. 区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。通常有三种表示方法： 标准偏差：0.607倍峰宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。W= 4 色谱流出曲线的意义： 色谱峰数=样品中单组

10、份的最少个数； 色谱保留值定性依据； 色谱峰高或面积定量依据； 色谱保留值或区域宽度色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距固定相或流动相选择是否合适的依据。,三、 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的 热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程 动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。 （一）描述分配过程的参数 分配系数(Distribution constant, K)： 描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数。 K 只与固定相和温度有关

11、，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。,2. 分配比(Retention factor or capacity factor, k)： 在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比，称为分配比它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。 其中VmV0，Vs为固定相体积。 分配比 k 的求算： 1）组分滞留因子： 2）又， 3）因此，,3. K 与 k 的关系： 称为相比率，它也是反映色谱柱柱型特点的参数。对填充柱，=635；对毛细管柱， =60600。 4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子 定义如下： A为先流出的组分，B为后流出的组分。,4. 分

12、配系数 K 及分配比 k 与选择因子的关系 对A、B两组分的选择因子，用下式表示： = tr (B) / tr (A) = k（A） / k（B） =K（A） / K（B） 注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分 K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件。 和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参数！(热力学和动力学的结合) 下图是 A、B两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓。,KA KB,A,B,A,B,浓度,沿柱移动距

13、离 L,溶质A和B在沿柱移动时不同位置处的浓度轮廓,图中KAKB ，因此，A组分在移动过程中滞后。随着两组分在色谱柱中移动距离的增加，两峰间的距离逐渐变大，同时，每一组分的浓度轮廓（即区域宽度）也慢慢变宽。显然，区域扩宽对分离是不利的，但又是不可避免的。若要使A、B组分完全分离，必须满足以下三点： 第一，两组分的分配系数必须有差异；(热力学特性) 第二，区域扩宽的速率应小于区域分离的速度；(动力学特性) 第三，在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱。 第一、二点是完全分离的必要条件。作为一个色谱理论，它不仅应说明组分在色谱柱中移动的速率，而且应说明组分在移动过程中引起区域扩宽的各种因素。塔

14、板理论和速率理论均以色谱过程中分配系数恒定为前提，故称为线性色谱理论。,（二）峰间距、峰形状和峰宽的理论描述 1. 塔板理论（Plate theory) 1952年，Martin等人提出的塔板理论将一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱中的分配行为。塔板是从精馏中借用的，是一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。 塔板理论假定： 1）塔板之间不连续； 2）塔板之间无分子扩散； 3）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度H； 4）某组分在所有塔板上的分配系数相同； 5）流动相以不连续方式加入，即以一个一个的塔板体积加入

15、。 当塔板数n较少时，组分在柱内达分配平衡的次数较少，流出曲线呈峰形，但不对称；当塔板数n50 时，峰形接近正态分布。,根据呈正态分布的色谱流出曲线可以导出计算塔板数n的公式，用以评价一根柱子的柱效。由于色谱柱并无真正的塔板，故塔板数又称理论塔板数： 可见理论塔板数由组分保留值和峰宽决定。 若柱长为L，则每块理论塔板高度H为 由上述两式知道，理论塔板数n越多、理论塔板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。 但上述两式包含死时间t0，它与组分在柱内的分配无关，因此不能真正反映色谱柱的柱效。通常以有效塔板数neff 和有效塔板高度Heff 表示：,有关塔板理论的说明： 1）说明柱效时，必须注明该柱效

16、是针对何种物质、固定液种类及其含量、流动相种类及流速、操作条件等； 2）应定期对柱效进行评价，以防柱效下降、延长柱寿命。 3）塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程、导出流出曲线的数学模型、解释了流出曲线形状和位置、提出了计算和评价柱效的参数。 但该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩散因素、其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它不能解释： 峰形为什么会扩张？ 影响柱效（板高）的动力学因素是什么？ 不同的流动相流速下为什么具有不同的柱效？,2. 速率理论（Rate theory） 1956年，荷兰化学工程师van Deemter提出了色谱过程动力学速率理论：吸收了塔板理论中的板高H概念

17、，考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而给出了van Deemter方程： u 为流动相线速度； A，B，C为常数，其中 A分别表示涡流扩散系数； B分子扩散系数； C传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素！任何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。,1）涡流扩散项(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的“涡流”：从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性同一组分运行路线长短不同流出时间不同峰形展宽。 展宽程度以A表示： A=2

18、dp 其中dp填充物平均直径；填充不规则因子。,可见，使用细粒的固定相并填充均匀可减小A，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0。,流动方向,2）分子扩散项(Longitudinal diffusion term, B/u) 纵向分子扩散是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，它呈“塞子”状分布。随着流动相的推进， “塞子”因浓度梯度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。其大小为 B=2D 称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况； D组分在流动相中的扩散系数。组份为气体或液体时，分别以Dg或Dm表示； 讨论： 分子量大的组分，Dg小，即B小 Dg 随柱温升高而增加，

19、随柱压降低而减小； 流动相分子量大，Dg 小，即 B 小； u 增加，组份停留时间短，纵向扩散小；（B/u） 对于液相色谱，因Dm 较小，B 项可勿略。,球状颗粒； 大分子量流动相； 适当增加流速； 短柱； 低温。,2）分子扩散项(Longitudinal diffusion term, B/u),纵向分子扩散使峰展宽 （a）柱内谱带构形 （b）相应的响应信号,（a）,（b）,3）传质阻力项(Mass-transfer term, Cu) 因传质阻力的存在，使分配不能“瞬间”达至平衡，因此产生峰形展宽。气相色谱以气体为流动相，液相色谱以液体为流动相，二者传质过程不完全相同。下面分别作讨论。 a

20、）气液色谱：传质阻力项C包括气相传质阻力系数Cs和液相传质阻力系数Cl。,讨论： 减小填充颗粒直径dp； 采用分子量小的流动相，使Dg增加； 减小液膜厚度df，Cl下降。但此时k又减小。 因此，当保持固定液含量不变时，可通过 增加固定液载体的比表面来降低df。但比 表面过大又会因吸附过强使峰拖尾。 增加柱温，可增加Dl，但k值也减小，为保 持合适Cl值，应控制柱温。,b）液液色谱：传质阻力项C包括流动相传质阻力系数Cm和固定相传质阻力系数Cs。 讨论： 流动相传质阻力包括两方面：流动相中的传质阻力Cm、滞留的流动相传质阻Cs力。分别与填充物大小 dp、扩散系数(Dm)、微孔大小及其数量等有关。

21、 因此，降低流动相传质阻力的方法有：细颗粒固定相、增加组分在固定相和流动相中的扩散系数D、适当降低线速度、短柱。 固定相传质阻力与液膜厚度df、保留因子 k 和扩散系数Ds等有关。 因此，降低固定相传质阻力的方法有：与气液色谱中的表述相同。,sm,5）固定相颗粒大小对板高的影响 实验表明，颗粒越细，板高越小，受线速影响越小。即，在HPLC分析中采用细粒作固定相的理论根据！ 但颗粒细导致柱流速慢，当采用高压技术，才能实现HPLC的分析要求。 上面分别介绍了影响色谱分离的基本原理以及影响柱效的各种因素，但是如何从总体上定量描述色谱分离效能？如何将各种影响因素对分离的影响定量地表述出来呢？,板高,

22、H(cm),四、 分离度及色谱分离方程 （一）分离度(Resolution, R) 同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。其定义为： 利用此式，可直接从色谱流出曲线上求出分离度R。 R 越大，相邻组分分离越好。当R=1.5时，分离程度可达99.7%，因此R=1.5通常用作是否分开的判据。,（二）色谱分离方程 R 的定义并未反映影响分离度的各种因素。也就是说，R 未与影响其大小的因素：柱效n、选择因子 和保留因子 k 联系起来。 对于相邻的难分离组分，由于它们的分配系数 K 相差小，可合理假设k1k2=k，W1 W2=W。因此可导出R与n（neff）、 和 k 的

23、关系：,附：具体推导过程如下：,有关色谱方程的讨论： 1）分离度R与柱效的关系 分离度R与理论塔板数n有关，即R受热力学性质的影响。 对具一定相对保留值的物质对，R与有效塔板数neff有关，说明neff可正确代表柱效能。 由色谱方程可得： 因此可通过增加柱长提高分离度。然而，分析时间也相应增加，且峰宽也展宽！为提高柱效，用减小塔板高度H的方法比增加柱长更有效。 2）分离度R与保留因子的关系 越大，柱选择性越好，对分离有利。 的微小变化可引起 R 较大改变。如当 从1.01增加至1.10(增加9%)时，R 则增加 9 倍(但1.5, R增加不大) 。 改变 的方法有：降低柱温、改变流动相及固定相

24、的性质和组成。 3）分离度R分配比k的关系 k增加，分离度R增加，但当k10，则R的增加不明显。通常k在210之间。 改变 k 的方法有：增加柱温(GC)、流动相性质和组成(LC)以及固定相含量。,70%CH3OH +30H2O,60%CH3OH +40H2O,50%CH3OH +50H2O,40%CH3OH +60H2O,溶剂(流动相)组成对色谱分离的影响,1：9,10-蒽醌；2：2-甲基-9,10-蒽醌；3：2-乙基-9,10-蒽醌 4：1,4-二甲基-9,10-蒽醌；5：2-特丁基甲基-9,10-蒽醌；,改变组成 使 k 最佳,色谱分离中的问题 由于分析物组成复杂，以某组成的流动相可能使

25、部分待测物得到好的分离，但同时出使其它待测物的分离不令人满意！实际工作中采用程序升温（GC）和梯度淋洗（LC）来解决这个问题。,概念、表示方法及计算公式汇总,表-1,表-2,五、色谱定性和定量分析,（一 ）色谱的定性分析 色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标。目前各种色谱定性方法都是基于保留值的。但是不同物质在同一色谱条件下，可能具有相似或相同的保留值，即保留值并非专属的。因此仅根据保留值对一个完全未知的样品定性是困难的。如果在了解样品的来源、性质、分析目的的基础上，对样品组成作初步的判断，再结合下列的方法则

26、可确定色谱峰所代表的化合物。,1. 利用纯物质对照定性 在一定的色谱条件下，一个未知物只有一个确定的保留时间。因此将已知纯物质在相同的色谱条件下的保留时间与未知物的保留时间进行比较，就可以定性鉴定未知物。若二者相同，则未知物可能是已知的纯物质；不同，则未知物就不是该纯物质。 纯物质对照法定性只适用于组分性质已有所了解，组成比较简单，且有纯物质的未知物。,2. 相对保留值法 相对保留值is 是指组分i与基准物质s调整保留值的比值 is = tri / trS= Vri / Vrs 它仅随固定液及柱温变化而变化，与其它操作条件无关。 相对保留值测定方法：在某一固定相及柱温下，分别测出组分i和基准物

27、质s的调整保留值，再按上式计算即可。,3. 加入已知物增加峰高法 当未知样品中组分较多，所得色谱峰过密，用上述方法不易辨认时，或仅作未知样品指定项目分析时均可用此法。首先作出未知样品的色谱图，然后在未知样品加入某已知物，又得到一个色谱图。峰高增加的组分即可能为这种已知物。,4. 保留指数定性法 保留指数又称为柯瓦（Kovts）指数，它表示物质在固定液上的保留行为，是目前使用最广泛并被国际上公认的定性指标。它具有重现性好、标准统一及温度系数小等优点。 保留指数也是一种相对保留值，它是把正构烷烃中某两个组分的调整保留值的对数作为相对的尺度，并假定正构烷烃的保留指数为n100。被测物的保留指数值可用

28、内插法计算。,内插法求IiX示意图,信号,tR(Z),tR(i),tR(Z+1),t,进样,例如，若确定物质i在某固定液X上的保留指数IiX 的数值。先选取两个正构烷烃作为基准物质，其中一个的碳数为Z，另一个为Z+1，它们的调整保留时间分别为tR(Z) 和 tR(Z+1) ，使被测物质i的调整保留时间tR(i)恰好于两者之间，即tR(Z) tR(i) tR(Z+1) 。将含物质i和所选的两个正构烷烃的混合物注入其固定液X的色谱柱，在一定温度条件下绘制色谱图。,大量实验数据表明，化合物调整保留时间的对数值与其保留指数间的关系基本上是一条直线关系。据此，可用内插法求算IiX 。 IiX = 100

29、Z +（lg tR(i) - lg tR(Z)）/（lg tR(Z+1) - lg tR(Z)） 保留指数的物理意义在于：它是与被测物质具有相同调整保留时间的假想的正构烷烃的碳数乘以100。保留指数仅与固定相的性质、柱温有关，与其它实验条件无关。其准确度和重现性都很好。,(二)定量分析 定量分析的任务是求出混合样品中各组分的百分含量。色谱定量的依据是，当操作条件一致时，被测组分的质量（或浓度）与检测器给出的响应信号成正比。即： i = fi Ai 式中i为被测组分i的质量； Ai为被测组分i的峰面积； fi为被测组分i的校正因子。 可见，进行色谱定量分析时需要： （1）准确测量检测器的响应信号

30、 峰面积或峰高； （2）准确求得比例常数 校正因子； （3）正确选择合适的定量计算方法，将测得的峰面积或 峰高换算为组分的百分含量。,（1）对称形峰面积的测量 峰高乘以半峰宽法 对称峰的面积 A = 1.065 h W1/2 （2）不对称形峰面积的测量 峰高乘平均峰宽法 对于不对称峰的测量如仍用峰高乘以半峰宽，误差就较大，因此采用峰高乘平均峰宽法。 A = 1/2 h（W0.15 + W0.85） 式中W0.15 和 W0.85分别为峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽。,1. 峰面积测量方法 峰面积是色谱图提供的基本定量数据，峰面积测量的准确与否直接影响定量结果。对于不同峰形的色谱峰采用不同的

31、测量方法。,2. 定量校正因子 色谱定量分析的依据是被测组分的量与其峰面积成正比。但是峰面积的大小不仅取决于组分的质量，而且还与它的性质有关。即当两个质量相同的不同组分在相同条件下使用同一检测器进行测定时，所得的峰面积却不相同。因此，混合物中某一组分的百分含量并不等于该组分的峰面积在各组分峰面积总和中所占的百分率。这样，就不能直接利用峰面积计算物质的含量。为了使峰面积能真实反映出物质的质量，就要对峰面积进行校正，即在定量计算是引入校正因子。 校正因子分为绝对校正因子和相对校正因子。 fi = mi / Ai 式中fi值与组分i质量绝对值成正比，所以称为绝对校正因子。在定量分析时要精确求出fi值

32、是比较困难的。一方面由于精确测量绝对进样量困难；另一方面峰面积与色谱条件有关，要保持测定fi值时的色谱条件相同，既不可能又不方便。另外即便能够得到准确的fi值，也由于没有统一的标准而无法直接应用。为此提出相对校正因子的概念来解决色谱定量分析中的计算问题。,(1) 相对校正因子 相对校正因子定义为： fi = fi / fs 即某组分i的相对校正因子fi为组分i与标准物质s的绝对校正因子之比。 fi =（mi /Ai）/（ms/As）=（mi / ms）（As / Ai ） 可见，相对校正因子fi就是当组分i的质量与标准物质s相等时，标准物质的峰面积是组分i峰面积的倍数。若某组分质量为mi ，峰

33、面积Ai ，则fi Ai的数值与质量为mi的标准物质的峰面积相等。也就是说，通过相对校正因子，可以把各个组分的峰面积分别换算成与其质量相等的标准物质的峰面积，于是比较标准就统一了。这就是归一法求算各组分百分含量的基础。 (2) 相对校正因子的表示方法 上面介绍的相对校正因子中组分和标准物质都是以质量表示的，故又称为相对质量校正因子；若以摩尔为单位，相对摩尔校正因子；若以体积为单位，相对体积校正因子。,(3) 相对校正因子的测定方法 相对校正因子值只与被测物和标准物以及检测器的类型有关，而与操作条件无关。因此， fi 值可自文献中查出引用。若文献中查不到所需的fi 值，也可以自己测定。常用的标准

34、物质，对热导检测器（TCD）是苯，对氢焰检测器（FID）是正庚烷。 测定相对校正因子最好是用色谱纯试剂。若无纯品，也要确知该物质的百分含量。测定时首先准确称量标准物质和待测物，然后将它们混合均匀进样，分别测出其峰面积，再进行计算。,3. 定量计算方法 (1) 归一化法 把所有出峰组分的含量之和按100%计的定量方法称为归一化法。其计算公式如下： Pi % = (mi / m) 100% = Aifi / (A1f1 + A2f2 + +Anfn) 100% 式中Pi %为被测组分i的百分含量； A1、A2 An为组分1 n的峰面积；f1、f2 fn为组分1 n的相对校正因子。 当fi 为质量相

35、对校正因子时，得到质量百分数；当fi 为摩尔相对校正因子时，得到摩尔百分数。 归一化法的优点是简单、准确，操作条件变化时对定量结果影响不大。但此法在实际工作中仍有一些限制，比如，样品的所有组分必须全部流出，且出峰。某些不需要定量的组分也必须测出其峰面积及fi 值。此外，测量低含量尤其是微量杂质时，误差较大。,(2) 内标法 当样品各组分不能全部从色谱柱流出，或有些组分在检测器上无信号，或只需对样品中某几个出现色谱峰的组分进行定量时可采用内标法。 所谓内标法，是将一定量 的纯物质作为内标物加入到准确称量的试样 中，根据试样和内标物的质量以及被测组分和内标物的峰面积可求出被测组分的含量。 由于被测

36、组分与内标物质量之比等于峰面积之比，即 mi / ms =Aifi / Asfs 所以： mi = ms Aifi / Asfs 式中下标s代表内标物，i代表组分。若试样质量 为m，则 Pi % = (mi / m) 100% = ms Aifi / Asfsm 100%,内标法的关键是选择合适的内标物，它必须符合下列条件： a. 内标物应是试样中原来不存在的纯物质，性质与被测物相近，能完全溶解于样品中，但不能与样品发生化学反应。 b. 标物的峰位置应尽量靠近被测组分的峰，或位于几个被测物之峰的中间并与这些色谱峰完全分离。 c. 内标物的质量应与被测物质的质量接近，能保持色 谱峰大小差不多。

37、内标法的优点： a. 因为ms / m比值恒定，所以进样量不必准确； b. 又因为该法是通过测量Ai / As比值进行计算的，操作条件稍有变化对结果没有什么影响，因此定量结果比较准确。 c. 该法适宜于低含量组分的分析，且不受归一法使用上的局限。,内标法的主要缺点： a. 每次分析都要用分析天平准确称出内标物和样品的质量，这对常规分析来说是比较麻烦的； b. 在样品中加入一个内标物，显然对分离度的要求比原样品更高。 （3）外标法 外标法实际上就是常用的标准曲线法。首先用纯物质配制一系列不同浓度的标准试样，在一定的色谱条件下准确定量进样，测量峰面积（或峰高），绘制标准曲线。进样品测定时，要在与绘制标准曲线完全相同的色谱条件下准确进样，根据所得的峰面积（或峰高），从曲线查出被测组分的含量。,Thank you!,