石河子大学：《仪器分析》课程教学资源（授课教案）色谱概论

石河子大学化学化工学院 教案 开课单位：化学化工学院 课程名称：分析化学（二） 专业年级：药学、中药专业 任课教师：赵芳 教材名称：分析化学

石河子大学化学化工学院 教 案 开课单位：化学化工学院 课程名称：分析化学（二） 专业年级：药学、中药专业 任课教师： 赵 芳 教材名称： 分析化学

学年第学期 授课 内容 色谱分析法 课时安排6学时 教学 了解色谱法的分类：色谱流出曲线及有关术语：掌握色谱法基本原理：分离 目的 度：基本色谱分离方程式：色谱技术的应用。 要求 教学 教学重点：色谱法基本原理：分离度：基本色谱分离方程式。 重点 难点 教学难点：基本色谱分离方程式。 教学 方法 多媒体课件，以讲授为主 手段

2 学年第 学期 授课 内容 色谱分析法 课时安排 6 学时 教学 目的 要求 了解色谱法的分类；色谱流出曲线及有关术语；掌握色谱法基本原理；分离 度；基本色谱分离方程式；色谱技术的应用。 教学 重点 难点 教学重点：色谱法基本原理；分离度；基本色谱分离方程式。 教学难点：基本色谱分离方程式。 教学 方法 手段 多媒体课件，以讲授为主

￥ 学 第一节概述 色谱法简介 内 二 色谱法分类 分 按分离过程中物理化学原理分类 提 四、 色谱分离过程及有关术语 纲 课外 学习 理解并掌握本章内容，完成课后思考题1,2,5,6,9,10， 要求 教学 后记 色谱分析法 第一节概述 1色谱法简介 色谱法是1901年由俄国植物学家茨维特提出，最初的认识是在于它的分 离价值，用于分离植物中的色素等有色物质。现代的发展，不再局限于有色物质， 而且大量用于分离无色物质。 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并配合适 当的检测手段，就成为色谱分析法。 色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸 3

3 教 学 内 容 提 纲 第一节概述 一、 色谱法简介 二、 色谱法分类 三、 按分离过程中物理化学原理分类 四、 色谱分离过程及有关术语 课外 学习 要求 理解并掌握本章内容，完成课后思考题 1，2，5，6，9，10， 教学 后记 色谱分析法 第一节 概 述 1 色谱法简介 色谱法是 1901 年由俄国植物学家茨维特提出，最初的认识是在于它的分 离价值，用于分离植物中的色素等有色物质。现代的发展，不再局限于有色物质， 而且大量用于分离无色物质。 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，将它用于分析化学并配合适 当的检测手段，就成为色谱分析法。 色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸

钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。此时，玻璃管的上端立即 出现几种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下 移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并 可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方 法也早己得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。我们仍然叫它色谱分析。 2色谱法分类 按不同的条件有多种分离方法 ()按两相物理状态分类 用气体作流动相称为气相色谱，用液体作流动相称为液相色谱。 色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可分为气相色谱法(GC)和液相色 谱法(LC)。固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱 法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液液色谱。分类情况如下： 气-液色谱法☐ 气相色谱法 气-因色谱法 液-因色谱法 液相色谱法 液液色谱法 (2)按固定相的形式分类 按固定相的状态可分为：柱色谱、纸色谱、薄层色谱 柱色谱：固定相装在色谱柱中： 纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相： 薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃板或塑料板上制成薄层作固定相。 3按分离过程中物理化学原理分类 吸附色谱：利用吸附剂（固定相一般是固体）表面对不同组分吸附能力的差别进 行分离的方法。如气一固吸附色谱、液一固吸附色谱： 分配色谱：利用不同组分在两相间的分配系数的差别进行分离的方法。如气一液分 配色谱、液一液分配色谱： 离子交换色谱：利用溶液中不同离子与离子交换剂间的交换能力的不同而进行分离 的方法。 4

4 钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。此时，玻璃管的上端立即 出现几种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下 移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并 可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方 法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。我们仍然叫它色谱分析。 2 色谱法分类 按不同的条件有多种分离方法 ⑴按两相物理状态分类 用气体作流动相称为气相色谱，用液体作流动相称为液相色谱。 色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可分为气相色谱法（GC）和液相色 谱法（LC）。固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱 法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。分类情况如下： ⑵按固定相的形式分类 按固定相的状态可分为：柱色谱、纸色谱、薄层色谱 柱色谱：固定相装在色谱柱中； 纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相； 薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃板或塑料板上制成薄层作固定相。 3 按分离过程中物理化学原理分类 吸附色谱： 利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能力的差别进 行分离的方法。如气—固吸附色谱、液—固吸附色谱； 分配色谱：利用不同组分在两相间的分配系数的差别进行分离的方法。如气—液分 配色谱、液—液分配色谱； 离子交换色谱：利用溶液中不同离子与离子交换剂间的交换能力的不同而进行分离 的方法

空间排斥（阻）色谱法：利用多孔性物质对不同大小的分子的排阻作用进行分离的 方法。 4色谱分离过程及有关术语 4.1色谱分离过程 A、B两组分组成的混合物，由流动相携带进入色谱柱。由于A、B两组分在 固定相和流动相之间的分配系数不同，当A、B两组分随流动相沿柱出口方向不断 移动时，就会产生差速迁移而逐渐分离。 4.2色谱常用术语 ()色谱峰：组分从色谱柱流出，检测器对该组分的响应信号随时间变化所形 成的峰形曲线。 (2)基线：仅有流动相通过色谱柱时，检测响应信号随时间变化的曲线。稳定的 基线应该是一条平行于时间坐标的直线。 (3)色谱峰高h:色谱峰顶点与基线之间的垂直距离 (4)色谱峰区域宽度 标准偏差δ：它是0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半 半高峰宽W12:峰高一半处对应的色谱峰宽W1n=2.3546 色谱峰底宽w,:色谱峰两侧拐点作切线与基线交点间距离W,=48 (5)保留值 保留时间R:组分通过色谱柱所需的时间 死时间to:不被保留的组分从进样到色谱峰最大值出现的时间 调整保留时间tR':扣除死时间后的保留时间tR'=tR一o 保留体积VR: VR=tRFo Fo一色谱柱出口载气流量ml·min 死体积Vo: Vo=toFo 调整保留体积VR':VR”=VR一Vo 相对保留值z1 teo)Vgo 5

5 空间排斥（阻）色谱法：利用多孔性物质对不同大小的分子的排阻作用进行分离的 方法。 4 色谱分离过程及有关术语 4.1 色谱分离过程 A、B 两组分组成的混合物，由流动相携带进入色谱柱。由于 A、B 两组分在 固定相和流动相之间的分配系数不同，当 A、B 两组分随流动相沿柱出口方向不断 移动时，就会产生差速迁移而逐渐分离。 4.2 色谱常用术语 ⑴色谱峰：组分从色谱柱流出，检测器对该组分的响应信号随时间变化所形 成的峰形曲线。 ⑵基线：仅有流动相通过色谱柱时，检测响应信号随时间变化的曲线。稳定的 基线应该是一条平行于时间坐标的直线。 ⑶色谱峰高 h：色谱峰顶点与基线之间的垂直距离 ⑷色谱峰区域宽度 标准偏差 δ：它是 0.607 倍峰高处色谱峰宽度的一半 半高峰宽 W1/2：峰高一半处对应的色谱峰宽 W1/2＝2.354δ 色谱峰底宽 wb：色谱峰两侧拐点作切线与基线交点间距离 wb＝4δ ⑸保留值 保留时间 tR：组分通过色谱柱所需的时间 死时间 t0：不被保留的组分从进样到色谱峰最大值出现的时间 调整保留时间 tRˊ：扣除死时间后的保留时间 tRˊ＝tR－t0 保留体积 VR： VR＝tR •F0 F0—色谱柱出口载气流量 1 ml min − • 死体积 V0： V0＝t0F0 调整保留体积 VRˊ：VRˊ＝VR－V0 相对保留值 rz.1   =   = R(1) R(1) R(2) Z.1 V V t t r R ( 2)