第十二章 色谱分析法 （Chromatography）

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1 第十二章 色谱分析法 （Chromatography）
主讲：石文兵 化学化工学院

2 Question 1.兔子和乌龟谁跑得快？为什么? 2.用相同的力推动一辆卡车和一辆小轿车，哪一辆车跑得快？
2.茨维特试验，为什么各种色素能得到分 离？

3 3.色谱法分离原理是什么？ 4.色谱分为几个相？ 5.按两相物理状态分类，色谱分为？ 6.什么是色谱峰？ 7.什么是色谱峰高？ 8.什么是保留时间？ 9.什么是保留体积？

4 第一节 概 述 一、色谱法简介 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。
第一节 概 述 一、色谱法简介 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。

5 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。

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7 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。
二、色谱法的分类 色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。

8 （一）从两相的状态分类： 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：

9 气-液色谱法 气相色谱法 色谱法 气-固色谱法 液-固色谱法 液相色谱法 液-液色谱法

10 （二）按固定相的形式分类： 按固定相的状态可分为： 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。

11 （三）按分离原理分类： 可分为： 吸附色谱法：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； 分配色谱法：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。

12 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。

13 三、气相色谱分离过程及有关术语 （一）气相色谱分离过程 具体过程见教材（P208） （二）气相色谱的常用术语

14 （一）气相色谱分离过程

15 试样中各组分经色谱柱分离后，随气 体依次流入检测器，检测器将各组分浓度 变化转换成电信号，在记录仪上记录为检 测器响应随时间变化的微分曲线，即色谱 流出曲线，也称色谱图（见图12-2）。

16 1、基线（Base-line） 无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线。

17 2、色谱峰（Peak of Chromatogram）

18 3、色谱峰高（the Height of Peak of
Chromatogram）h

19 4、色谱峰区域宽度 （Regional width of Peak of Chromatogram）
其宽度越窄越好，表示方法有①.标准偏差（它是0.607倍峰高处色谱峰宽的一半）、②.半高峰宽W½（ W½ =2.354  ）、③.色谱峰底宽Wb（ Wb=4 ）

20 5、保留值（Retation Value）是试样各组分在色谱柱中保留行为的量度，它反映了组分与固定相间作用力大小，通常用保留时间和保留体积表示。
（1）保留时间（ Retation Time）tR 指某组分通过色谱柱所需要的时间，即从进样到出现某组分色谱峰最大值的时间，单位为min或s。在一定的色谱体系和操作条件下，任何一种化合物都有一定的保留时间，这是色谱定性分析的依据。

21 （2）死时间（Dead Time）t0 不被固定相吸
附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样到 出现其色谱峰最大值所需要的时间，也是气 体流经色谱柱中空隙所需要的时间。 （3）调整保留时间（Adjust Retation Time） t'R 扣除死时间之后的保留时间： t'R = tR – t0 ，它反映了组分在色谱过程中，与固定相 相互作用所消耗的时间，是各组分产生差速 迁移的物理化学基础。

22 （4）保留体积VR （ Retation Volume ）是
指从进样到出现某组分色谱峰最大值时所 对通过的栽气体积。 VR = tR·F0 F0为色谱柱出口的载气流量（mL · min-1） （5）死体积V0 （ Dead Volume ）指在t0这 段时间内通过色谱柱的载气体积。 V0 = t0·F0 （12-4a） （12-4b）

23 （6）调整保留体积V'R （ Adjust Retation
Volume ）指扣除死体积后的保留体积。 V'R = VR - V0 （7）相对保留值（Relative Retation value） 指在相同的操作条件下某组分2的调整保留 值与另一种组分1的调整保留值之比。 （12-4c） （12-5）

24 相对保留值仅与柱温和固定相性质有关， 而与载气流量等其它实验条件无关，因此，它 是色谱定性分析的重要参数之一。 相对保留值还可以用来表示色谱柱的选择 性。R2,1值越大，两组分的tR 值相差越大，越 容易实现分离，当R2,1 =1 时，两组分色谱峰重 叠。

25 从色谱流出曲线可以获得许多重要信息： 1.根据色谱峰的数目，可以判断试样中所 含有组分的最少个数。 2.根据色谱峰的保留值可以进行定性分析。
3.根据色谱峰高或面积可以进行定量测定。 4.根据色谱峰间距及其宽度，可对色谱柱 的分离效能进行评价。 5.色谱峰间距——固定相或流动相选择是 否合适的依据。

26 第二节 气相色谱理论基础 1.色谱分析的目的是什么？ 2.两物质要达到分离是由什么决定？ 3.色谱理论是研究什么问题？
4.色谱分离的首要条件是什么？ 5.以在填充柱内进行的分配色谱为例子说明色谱分离过程。

27 色谱分离原理及实例： 色谱柱内紧密均匀地涂着在惰性载体上的 液体固定相，流动相则连续不断流经其间，两 相 充分接触，但不相溶解。 将混合样品一次注入色谱柱后，刚进柱 时，组分A和B是一条混合带。由于样品分子 与两相分子间的相互作用，它们既可以进入固 定相，又可以返回流动相，这个过程就叫分 配。

28 当样品进入流动相时，它就随流动相一起沿柱床向前移动，当它们进入固定相时，被滞留而不再向前移动。与固定相作用越大的组分，越容易进入固定相，向前移动的速度就愈慢；与流动相作用力越大的组分，就越容易进入流动相，向前移动的速度愈快。这样经过一定的柱长后，由于反复多次（103~106次）的分配，即使原来性质（如沸点、溶解度、分子结构及极性等）差异微小的组分，也能达到很好的分离。

29 结果，与流动相作用力大的组分先从色谱柱中流出来，与固定相作用力大的组分则后流出，从而使得样品内个组分得到分离。

30 3种组分同时进入色谱柱 3种组分开始在色谱柱中分离 3种组分在色谱柱中基本达到分离 3种组分在色谱柱中完全达到分离
A B C D 载气 3种组分开始在色谱柱中分离 3种组分在色谱柱中基本达到分离 3种组分在色谱柱中完全达到分离

31 问题1：不同组分在色谱柱中为什么呈现不同的运行速度？

32 因为固定相对不同组分有不同的吸附力，吸附力强的组分难以被流动相冲洗出色谱柱，故运行速度慢，运行时间长。反之，吸附力弱的组分则容易被流动相冲洗出色谱柱，故运行速度快，运行时间短。

33 同样的道理，若固定相呈液体状态，则不同组分呈现不同运行速度则是因为固定液对不同组分有不同的溶解能力，溶解性强的组分难以挥发至流动相中，故其在色谱柱中运行速度慢，运行时间长。反之，溶解性弱的组分则容易挥发至流动相中，故其在色谱柱中运行速度快，运行时间短。

34 问题2：吸附与脱附是怎么回事？

35 吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。具有吸附性的物质叫做吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。
脱附作用正好与吸附作用相反，是指吸着在固体或液体物质表面上的物质在一定的作用下离开原表面的过程。

36 问题3：什么是溶解过程与挥发过程？

37 溶解过程是指气态或液态组分进入固定液的过程，而挥发过程则是指组分离开固定液回到气态或液态流动相的过程。

38 结论：色谱分离是基于样品中各组分在两相 间平衡分配的差异。可用分配系数或分配比 来表征。 问题4:何谓分配系数？分配比？它在色谱 分离过程中有什么作用？

39 1、分配系数 K 在一定的温度、压力下，组分 在液相（固定相）和气相（流动相）之间分配 达到平衡时的浓度比称为分配系数K，即： 2、分配比 k 在一定的温度、压力下，组分在 液相和气相之间分配达到平衡时的质量比称为 分配系数k，即： （12-6） （12-7）

40 分配比k与分配系数K有如下关系： （12-8） 分配系数和分配比都与组分及固定液的热力学性质有关，并随柱温、柱压的变化而变化。分配系数与两相体积无关，而分配比随固定液的量的改变而改变，k越大，组分分配在固定液中的量越多，相当于 柱的容量越大，因此又称它为容量因子。

41 某组分的k可以由实验测得，它等于该组分的调整保留时间与死时间的比值，即
（12-9） 上式表明，某组分的保留时间越长则k值越大，色谱柱对该组分的保留能力就越强。 3、色谱基本保留方程 由式（12-9）得： （12-10）

42 若载气流量F0恒定，根据保留体积的 定义，将式（12-4a-VR = tR·F0）、（12-4b- V0 = t0·F0 ）和（12-8）代入上式，得： （12-11） 上式称为色谱基本保留方程。色谱柱确定以后，Vg和Vl即为定值。由此可见，分配系数不同的各组分具有不同的保留值，因而在色谱图上有不同位置的色谱蜂。

43 一、塔板理论（Plate Theory） １.塔板的基本内容是什么？ 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。

44 （一）、色谱分离过程： 塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔， 塔内存在许多塔板，组分在每个塔板的气相和液 相间进行分配，达成一次分配平衡。然后随着流 动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经 过多次分配平衡后，分配系数小的组分，先离开 蒸馏塔（色谱柱），分配系数大的组分后离开蒸 馏塔（色谱柱），从而使分配系数不同的组分彼 此得到分离。

45 （理论塔板数） （12-12） （理论塔板高度）

46 　　理论塔板数还可以根据色谱图按下面 经验公式计算： （12-13） 由上式可知，组分的保留时间越长，峰宽度越小，则理论塔板数n越多，色谱柱效能越高。

47 在实际的应用中，用调整保留时间t'R代 替tR计算所得到的有效理论塔板数neff来衡量 色谱柱效能，即： （12-14）

48 塔板理论的特点和不足 1.当色谱柱长度一定时，塔板数n越大（塔板高度H越小），被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。
2.不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

49 3.柱效不能表示被分离组分的实际分离效 果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。 4.塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的 载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。

50 二、速率理论 1956年，荷兰学者范第姆特（Van Deemter）等在研究气-液色谱时，提出了色 谱过程动力学理论—速率理论。吸收了塔板
理论高度的概念，并把色谱分配过程与组分 在两相中的扩散和传质过程联系起来，导出 速率理论方程式，较完善地解释了影响塔板 高度的各种因素。同时使用于气相和液相色 谱。

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52 （12-15） 式中的为载气的线速度；A、B、C为 常数，分别代表涡流扩散项系数、分子扩 散项系数和传质阻力项系数。 1.涡流扩散项系数A 组分随载气在流动过 程中遇到填充物的颗粒阻碍不断改变流动方 向，使组分在气相中形成紊乱的类似“涡流” 的流动，因而引起了色谱峰变宽。

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54 （12-16） 上式表明涡流扩散引起的峰形变宽只 与填充物平均颗粒直径dP及填充不规则因 子有关。 2.分子扩散项B/ 分子扩散亦称纵向扩 散，是由色谱柱内沿轴向存在浓度梯度， 使组分分子随载气迁移时自发地产生由高 浓度向低浓度的扩散。

55 （12-17） 称为弯曲因子，它反映填充物对分子 扩散的阻碍程度；Dg为组分在气相中的扩 散系数（cm2/s-1）；为载气的线速度，即 =L/t0，载气的线速度越小，则组分在气 体中停留的时间越长，分子扩散项就越大 3.传质阻力项C 传质阻力项系数C包括 气相传质系数Cg和液相传质阻力系数Cl， 即：

56 对于填充柱： K为容量因子。气相传质阻力与填充物粒 度dP的平方成正比，与组分在气相中的扩 散系数Dg成反比。因此采用粒度小的填充 物和相对分子质量小的气体（如H2）做载 气可减小Cg值，提高柱效能。 （12-18）

57 液相传质阻力是组分从气液两相界面 扩散至液相内部达到分配平衡后，又返回 两相界面的过程所受到的阻力。 液相传质阻力系数Cl为： （12-19） 适当的降低固定液的液膜厚度df ，增大组分在液相中的扩散系数Dl，可减小液相传质阻力，提高柱效能。

58 4.载气流速对理论塔板高度H的影响 根据式H=A+B/ +C，以不同流速下 测得的理论塔板高度H对流速作图，得到 H-曲线（图12-3）。在曲线的最低点，理 论塔板高度最小（Hmin），柱效能最高。 该点所对应的流速即为最佳流速（ opt）。 opt和Hmin可由式（12-15）微分求得：

59 （12-20） 将上式（12-20）代入（12-15）得： （12-21）

60 由式子（12-15）及图12-3可见，当 值较小时，分子扩散系项B/ 成为影响理 论塔板高度H的主要因素，此时应采用相 对分子量较大的载气（N2、Ar）以使组分 在气相中有较小的扩散系数；而当值较大 时，传质阻力相C成为H的主要因素，宜 采用相对分子量较小的载气（H2，He）， 使组分在气相中有较大的扩散系数，以减 小气相传质阻力，提高柱效能。

61 综上所述，可以得到气-液色谱速率理论方程的具体表达式：
速率理论方程式对于指导我们进行色谱分离条件的选择具有重要意义。它比较全面的概括了柱填充物颗粒度，填充均匀性，固定液液膜厚度，载气种类及流速等对柱效能和色谱峰变宽的影响。

62 速率理论的要点 1、 被分离组分分子在色谱柱内运行的多路 径、浓度梯度所造成的分子扩散及传质 阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间
达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降 的主要原因。 2、 通过选择适当的固定相粒度、载气种 类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。

63 3、速率理论为色谱分离和操作条件的选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。
4、各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。

64 三、色谱基本分离方程

65 （一）分离度 单独的考虑柱效能或选择性不能真实 的反映组分在色谱柱中的分离情况。故需 要引入一个综合性指标——分离度R—— 作为色谱柱的总分离效能指标。

66 R定义为相邻两组分色谱峰保留值 之差与两组分色谱峰峰底宽度平均值之比：
（12-23） 理论证明，若相邻两色谱峰对称且满足正态分布，当R<1.0时，两峰有部分重叠，当R=1.0时，分离程度可达98%，当R=1.5时，分离程度可达99.7%。通常用R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志。

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68 （二）色谱分离基本方程式 分离度作为柱的总分离效能指标，既 反应了两组分保留值的差值，又考虑到了 色谱峰宽度对分离的影响，即柱效能neff的
高低。分离度与柱效能和选择性的关系可 由下式导出，设相邻两色谱峰峰底宽度相 等，即Wb(1)=Wb(2)，则:

69 将式（12-14）代入，得： （12-24） 式（12-24）将分离度R与柱效能neff、柱选择性r2,1联系起来，为色谱分离条件的选择提供了理论依据。称为色谱基本分离方程式。

70 例题： 在一定条件下，两个组分的保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R=1.5。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1cm，柱长是多少？ 解： r2，1= 100 / 85 = 1.18 n有效 = 16R2 [r21/ (r21 -1)]2 = 16×1.52 ×(1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（块） L有效 = n有效·H有效 = 1547×0.1 = 155 cm 即柱长为1.55米时，两组分可以得到完全分离。

71 第三节 气相色谱法 一、气相色谱的特点 1.选择性好 能分离同位素、同分异构体等物理、 化学性质十分相似的物质。 2.柱效高 一根1~2 m长的色谱柱一般有几千块 理论塔板，而毛细管柱的理论塔板数可达 105~106块。可以有效的分离极为复杂的化合物。

72 3.灵敏度高 由于使用高灵敏度的检测器， 气相色谱可以检出10-11~10-13g的物质。 二、气相色谱仪 气相色谱仪的基本流程图如教材P219的图12-5所示。

73 目前的气相色谱种类繁多，但都包括五 大系统： （一）气路系统 气路系统是一个载气连续进 行的密闭管路系统，对气路系统的要求是密 封性好、流速稳定、流速控制方便和测量准 确等。 （二）进样系统 进样系统的作用是把试样 快速而定量地加到色谱柱上端。

74 （三）分离系统 色谱柱是色谱仪的分离 统，试样各组分的分离在色谱柱中进行。 色谱柱分为填充柱和毛细管柱两种。 1.填充柱 填充柱由柱管和固定相组成， 固定相紧密而均匀地填装在柱内。 2.毛细管柱 固定液均匀地涂或交联到内 径0.1~0.5 mm的毛细管内壁而成。

75 （四）温度控制系统 柱温改变会引起分 配系数的变化，这种变化会对色谱分离的 选择性和柱效能产生影响，而检测器温度 直接影响检测器的灵敏度和稳定性，所以 对色谱仪的温度应严格控制。

76 （五）检测记录系统 气相色谱检测器是 一种指示并测量载气中各组分及其浓度变 化的装置。这种装置能把组分及其浓度变 化以不同方式转换成易于测量的电信号。 常用的检测器有热导池检测器、氢火焰电 离检测器、电子俘获检测器和火焰光度检 测器等。分别解释之。

77 三、气相色谱流动相和固定相 （一）流动相（载气） 气相色谱常用的 载气有氢气、氮气、氩气和氦气等气体。 选用何种气体及气体的纯度应根据检测器
（一）流动相（载气） 气相色谱常用的 载气有氢气、氮气、氩气和氦气等气体。 选用何种气体及气体的纯度应根据检测器 的种类和分析要求决定。例如，氮气的扩 散系数小，可用于氢焰检测器；氢的相对 分子质量小，导热系数大，适宜与热导池 检测器，可提高检测器的灵敏度。

78 气相色谱用的固定相分为固体固定相 和液体固定相两类。 （二）固体固定相 固体固定相是表面有 一定活性的固体吸附剂。当被分析试样随 载气进入色谱柱后，因吸附剂对试样混合 物中各组分的吸附能力不同，经过反复多 次的吸附—脱吸附，使组分彼此分离。

79 固体吸附剂常用于H2、O2、N2、CO、 CO2及惰性气体及C1~C4低碳烃类气体的 色谱分析，特别是对烃类异构体的分离具 有很好的选择性和较高的分离效率。 （三）液体固定相 液体固定相由固定液和 载体组成。固定液均匀的涂敷在载体表面。

80 1.载体 载体的作用是提供一个具有大表面 积的惰性表面。要求载体不仅比表面大， 化学稳定性好和热稳定性好，不直接参与 色谱分离，而且要颗粒均匀，有一定的强 度。常用的有硅藻土和非硅藻土两类。 2.固定液 固定液为高沸点的有机液体。理 想的固定液应满足如下要求：

81 （1）有适当的溶解性能，对易挥发的组分 有足够的溶解能力。 （2）选择性好，对试样各组分分离能力强， 即各组分的分配系数差别要大。 （3）挥发性小，在使用温度下蒸汽压较低， 以避免固定液流失。 （4）热稳定性好，在较高柱温下不易分解。 （5）化学稳定性好，不与被分析物质起化 学反应。

82 选择固定液的具体方法： （1）对于非极性组分，一般选用非极性固 定液。 （2）对中等极性的组分，一般选用中等极 性固定液。 （3）对强极性组分，选用强极性固定液。 （4）对于极性与非极性组分的混合物，通 常选用极性固定液。

83 四、定性与定量分析 （一）试样的预处理 在气化温度下能成 为稳定气体的试样可直接用气相色谱分析。 除此之外，大多数试样在分析前都要进行
（一）试样的预处理 在气化温度下能成 为稳定气体的试样可直接用气相色谱分析。 除此之外，大多数试样在分析前都要进行 预处理。常用的预处理方法有下面几种。 1.化学衍生化 在气相色谱分析中，通过 合适的化学反应改变组分的色谱分离性质， 以及利用生成特殊衍生物改进组分的分离 或增强检测器响应的方法称为化学衍生法。

84 2.裂解色谱技术 在较高温度下，分子因 化学键断裂而生成碎片离子的过程称为裂 解。在气相色谱中，将一些难挥发的固体 试样在裂解器中裂解成低分子碎片后，再 由载气带入色谱仪进行分析的技术称为裂 解色谱技术。 3.分离与富集 在气相色谱分离前，有时 还需预先把不适于气相色谱直接分离的物 质如无机盐、高聚物等从试样中分离出 去，或对低含量组分进行预富集 。

85 （二）定性分析 色谱定性分析就是确定试样中的各组 分，即每个色谱峰各代表何种化合物。 1.利用保留值与已知物对照定性 （1）利用保留时间定性
（2）利用峰高增量定性 （3）利用双色谱系统定性

86 2.利用保留值经验规律定性 在没有待测组分 的纯物质时，可利用保留值经验规律定性。 （1）碳数规律 实验证明，在一定温度下，同 系物保留值的对数值与其分子中碳原子数成正 比，即： （12-31）

87 （2）沸点规律 实验表明，在一定色谱条 件下，同族具有相同碳数的碳链异构体， 其保留值的对数与其沸点成正比，即： 3.根据文献保留数据定性 若实验室没有所 需要的标样，可以采用文献提供的色谱保 留数据定性。 （12-32）

88 （1）相对保留值定性 用组分i与基准物质 s的相对保留值ri,s作为定性指标对未知组分 i定性的方法称为相对保留值法。相对保留 值只与两组分的分配系数有关，不受其他 操作条件的影响，只要固定相性质与柱温 确定，相对保留值就是一个定值。测定时， 有关文献提供的组分与某些基准物s的相对保 留值ri,s可作为初步定性依据。

89 （2）保留指数定性法 人为规定正构烷烃的保 留指数为其碳数乘100，如正己烷、正庚烷的保 留指数分别为600和700。被测物质的保留指数 则可以采用两个相邻正构烷烃的保留指数进行 标定。测定时，将碳数为n和n+1的正构烷烃加 到被测物质x中进行色谱分析，若测得它们的保 留值分别为t'R(n)、t'R(n+1)和t'R(x)且tR(n)< t'R(x)< t'R(n+1)时，则被测物质x的保留指数Ix可按下式 计算：

90 （12-33） 式中，t'R为调整保留时间，n、n+1为两相邻正构烷烃的碳数，Ix为在两相邻正构烷烃间流出的被测物质x的保留指数。利用上式求出未知物的保留指数，然后与文献值对照，即可以定性鉴定未知物质。

91 例题 12-2详见教材P230。 （三）定量分析 定量分析的依据是被测组分的质量与其 色谱峰面积成正比，即 （12-34）
mi为被测组分i的质量；Ai组分的峰面积；fi为比例常数，称为被测组分i的定量校正因子。

92 1.峰面积测量 （1）峰高乘半峰宽法 将对称峰按等腰三 角形处理，计算所得峰面积为真实面积的 0.94倍，故真实峰面积A为： （1）峰高乘平均峰宽法 在峰高的0.15和 0.85倍处，分别测出峰宽，取其平均值作 为平均峰宽，峰面积A可按下式计算： （12-35）

93 （12-36） 用此法测量不对称峰的面积比用峰高称半 峰宽法准确。 上述方法都是近似法，若要获得准确 的峰面积，可使用自动积分仪。 2.定量校正因子 校正因子分为绝对校正因 子和相对校正因子。绝对校正因子是指单 位峰面积所代表组分的质量，用fi表示：

94 （12-37） 色谱定量分析的基础是峰面积Ai与物质质 量成正比，但是Ai的大小和物质的性质有 关。所以一般用相对校正因子。相对校正 因子f'i是指某组分i 的绝对校正因子与基准 物质s的绝对教正因子之比，即： （12-38）

95 3.定量方法 目前常用的定量方法有下面 三种： （1）归一法 若试样含有n个组分，且个组 分均能选出色谱峰，则其中某个组分i 的 质量分数wi可按下式计算： （12-39）

96 （2）内标法 内标法是在一定量的试样中 加入一定量的内标物，根据待测组分和内 标物的峰面积及内标物质量计算待测组分 质量的方法。根据式（12-34）可得到； （12-40） （12-41）

97 （3）标准曲线法 标准曲线法也称为外标 法，是一种简便、快速的定量方法。

98 第四节 高效液相色谱法 一、高效液相色谱的特点
第四节　高效液相色谱法 一、高效液相色谱的特点 采用高压泵输送流动相，梯度洗脱，可在柱后直接检测流出液成分，通过改变溶剂极性或强度进而改变色谱柱效能，分离选择性和组分的容量因子，实现改善色谱系统分离度的目的。

99 二、高效液相色谱仪 （一）高压输液系统 是提供足够恒定的高压， 使流动相以稳定的流量快速渗透通过固定相。 （二）进样系统　一般采用旋转式六通阀在高压 下进样。 （三）分离系统　在液相色谱柱中完成。 （四）检测系统 液相色谱常见检测器有：紫外 光度检测器，示差折光检测器、荧光检测器电化 学检测器。

100 三、高效液相色谱的类型 　根据固定相和分离机理的不同，高效液相色谱如下几种类型： （一）液—固吸附色谱：基于各组分在固体吸附剂表面上具有不同吸附能力而进行分离。 （二）液—液分配色谱：组分在两相间经过反复多次分配各组分间产生差速迁移，从而实现分离。 （三）化学键合相色谱：通过共价键将有机固定液结合到硅胶载体表面得到各种性能的固定相。

101 （四）离子交换色谱：离子交换树脂上可电离的离子与流动相中带相同电荷的组分离子进行可逆交换，由于亲和力的不同彼此分离。
（五） 离子色谱：用离交换树酯作为固定相，电解质溶液为流动相，用电导检测器检测。 （六）凝胶色谱：基于试样中各组分分子的大小和形状不同来实现分离。