2010-1-10
第六章
色谱学导论
第一节 色谱法概述
1、色谱分析的历史、定义与分类
2、一些重要的参数
3、色谱与色谱分析
2010-1-10
色谱分析是从分离技术发展成为分离－
分析技术的一门综合性学科。
1,Tswett的方法是借助于各组分在固定相中吸附
能力的强弱不同而进行分离的，称为吸咐色谱。
一、色谱分析的历史、定义与分类
(一 )、色谱分离发展史
叶片的石油醚萃取液 石油醚 ( 流动相 )
叶绿素ａ 色谱柱
叶绿素ｂ
叶黄素 碳酸钙颗粒 （固定相）
胡萝卜素
色谱图
洗过程称为,洗脱
方法称为,色谱法
2,1941年 Martin和 Synge把氨基酸的混合液
注入到以硅胶作固定相的柱中,用氯仿作流
动相,借助于氨基酸在硅胶中的水和有机溶
剂氯仿两相中的溶解度不同而达到分离，故
称为分配色谱。
3,1944年 Martin和 Synge用滤纸代替硅胶,不
用色谱柱，固定相是滤纸中含有水份的纤维
素，流动相用有机溶剂，也成功地分离了氨
基酸，从而创立了纸色谱法 。
4,1952年 Martin等又提出以气体作流动相的
气相色谱法。
5,50年代又出现了将固定相涂布在玻璃板上
的薄层色谱法。
(二 )、色谱分析的定义与分类
? 色谱法是一种物理化学的分离分析方法。
它是利用样品中各种组分在固定相与流
动相中受到的作用力不同，而将待分析
样品中的各种组分进行分离，然后顺序
检测各组分含量的一种分离分析方法。
色谱法分类
1、按固定相及流动相的状态分类
气相色谱：气液色谱,气固色谱
液相色谱：液液色谱,液固色谱
2、按固定相形状分类
柱色谱。纸色谱。薄层色谱。
(1) 吸附色谱,用固体吸附剂作固定相的色谱 。 它是利
用组分在吸附剂上吸附力的不同, 因而吸附平衡常数
不同而将组分分离的色谱 。
(2)分配色谱,用液体作固定相，利用组分在液相中的
溶解度不同，因而分配系数不同而进行分离的色谱。
(3)离子交换色谱,利用离子交换原理进行分离的色谱。
(4) 排阻色谱,利用分子大小不同而进行分离的色谱。
(5) 电色谱,利用带电物质在电场作用下移动速度不同
进行分离的色谱。
3、按色谱过程的物理、化学机理分类
? 气相色谱 ( Gas chromatography )
填充柱气相色谱 （ Packed column gas chromatography)
毛细管气相色谱 (Capillary column gas chromatography)
裂解气相色谱 (Pyrolysis gas chromatography )
顶空气相色谱 ( Headspace gas chromatography)
气相质谱联用技术 （ Gas chromatography-Mass spectrometry)
? 液相色谱 ( Liquid chromatography )
高效液相色谱 ( High performance liquid chromatography)
超临界流体色谱 ( Supercriticalfluid chromatography)
高效毛细管电泳 (High performance capillary electrophoresis)
毛细管电色谱 (Capillary electrochromatography)
液相质谱联用技术 （ Liquid chromatography- Mass spectrometry
? 平面色谱法 （ Planar chromatography）
薄层色谱 ( Thin layer chromatography)
薄层电泳色谱 (Thin layer electrophoresis )
纸色谱 ( Paper chromatography)
(一 )、色谱图的重要参数
1、色谱峰
峰宽 (用 W 或 Y 表示 )； 峰高 (用 H 表示 )
半峰宽 (用 W 1/2 或 Y 1/2 表示,亦用 2△ X 1/2表示 )
标准偏差 (用 σ表示 )。标准偏差亦称曲折点峰宽，
即峰高 0.607处峰的宽度。与峰宽和半峰宽的关系
如下式表示：
Y=4σ Y 1/2 = 2 σ√2 Ln2 = 2.355σ
二、一些重要的参数
2、时间保留值
死时间 t0R 从进样至情性组分出现浓度极大点时
的时间。
保留时间 t R 从进样至组分出现浓度极大点时的
时间。
校正保留时间 t R' t R'= t R - t0R
3、体积保留值
死体积 VR0 VR0 = t0R · FC FC -流动相的流速
保留体积 VR VR = t R · FC
校正保留体积 VR' VR' = t R' · FC
4、色谱峰的对称性
高斯（ Gaussian）曲线,在理想情况下，色谱峰的
形状可以近似地用高斯曲线描述。。
σ为标准偏差（拐点处的半峰宽），
h为最大峰高,w为峰宽
不对称因子,在实际的色谱过程中，很少符合高
斯分布，而是具有一定的不对称性。可以定义一个
不对称因子 As来定量地表示色谱峰的不对称程度。
拖尾峰,当 As大于 1时，色谱峰的形状是前半部
分信号增加快，后半部分信号减少慢。引起峰拖
尾的主要原因是溶质在固定相中存在吸附作用，
因此，拖尾峰也称为吸附峰。
伸舌峰,当 As小于 1时，色谱峰是前半部分信号
增加慢，后半部分信号减小快。因为伸舌峰主要
是固定相不能给溶质提供足够数量合适的作用位
置，使一部分溶质超过了峰的中心，即产生了超
载，所以也称超载峰。
（二）、色谱分离中的一些重要参数
1、相对保留值 (α) 亦称分离因子或选择性因子
α＝ t ’R1/ t ’R2
2、分配比 (K')和相比 (β)
分配比亦称分配容量，容量比，容量因子或
质量分配比。是指平衡时，组分在固定相和流动
相中的重量比。 k‘值一般控制在 3-7之间。
3、塔板数（ N）
组分在柱中固定相和流动相中反复分配平行的
次数。 N越大，平衡次数越多，组分与固定相的
相互作用力越显著，柱效越高。 N=16(tR/Y)2
4、分离度（ R）
分离度亦称分辨率。是指相邻两个峰的分离程
度。
tR1 tR2
Y1 Y2
2(tR2 –tR1 )
R= ───────
W1 + W2
当 R=1.0时，有 2%未分离。
R=1.25时，有 0.6%未分离。
R=1.5时，有 0.3%未分离
（三）、各种参数对分离的综合影响
2(tR2– tR1 ) N1/2 α-1 k'
R = ─────── = ──× ─── × ───
Y1 + Y2 4 α k' +1
讨论,
原始 1,分离度与 k'的关系
决定洗出峰位置,k'值一般控制
在 3-7之间。改变 k'有如下办法,
增大 α A.改变流动相或固定相
对于 GC,流动相只有少数几个,
难奏效。选择固定相较为理想。
增大 N 对于 LC，两者均有选择余地，
固定相一般为化学键合固定相价格
太贵。选择流动相的配比较为合理。
减少或 B.改变温度可以控制 k' 。特别
增大 k’ 是对于 GC，可采用程序升温。对
tR0 于 LC，温度会影响柱效。
2.分离度与柱效 N
R N,N由 L与 H来控制,H与柱的填充、固定相的性质等有关。
3.分离度与 α的关系,α决定洗出峰的位置。
综上所述，对于 GC，用选择固定液的办法。对于 LC，用选择流动相
配比的办法。再加上程序升温（ GC）或梯度淋洗（ LC）等技术，将是
提高分离度的有效办法。
三、色谱与色谱分析
色谱法具有的三个共同点：
1、凡是色谱分离都具有两个相，流动相和固定相。
2、固定相是不动的，流动相对固定相作相对的运动。
3、被分离的组分对流动相和固定相有不同的作用力。这
种作用力有吸附力 (吸附色谱 )，溶解能力 (分配色谱 )，离子
交换能力 (离子交换色谱 ) 等。以分配系数来描述组分对流
动相和固定相的作用力的差别：
Cs K 分配系数
K＝ Cs 组分在固定相中的浓度
Cm Cm 组分在流动相中的浓度
色谱学研究的三个重要问题
? 要想使二组分（特别是难分离的二组分，亦称物质对）分离，
就要使它们的流出峰相距足够的远。二物质的流出峰的距离
与它们在两相的分配系数 K有关，而 K与物质的分子结构和性
质有关，因此必须研究这一分配过程中的热力学基础，它是
发展高选择性色谱柱的理论基础。
? 两峰具有一定距离还不足以分离，还必须要求峰宽要窄。色
谱峰的宽窄与物质在色谱过程中的运动情况有关，这就要求
研究色谱过程中的动力学因素。
? 当改变操作条件时，色谱峰宽和距离均可能同时起变化，色
谱分离条件的选择，成了色谱学理论研究的第三个重要问题。
第二节 色谱学基本理论
? 塔板理论
? 速率理论
? 扩散理论
? 块状液膜模型
? 平衡色谱理论
? 塔板理论的基本假设
L
0 1 2 3 4 5
△ V
H column
1、柱内各段塔板高度 H不变，柱子塔板数 N = L/H
2、在塔板高度 H 内，组分在两相间达到瞬时平衡。
3、流动相以脉冲方式进入一个体积。
4、分配系数 K在每个塔板上均不变，是常数。
5、组分加在 0号塔板上，轴向扩散可忽略。
一、塔板理论
设有两组分 A,B,KA=1,KB=0.25,N=5
两组分 A,B在柱中 H塔板高度的分布如下表所示：
0号塔板 1号塔板 2号塔板 3号塔板 4号塔板 柱出口
进样 1.0A
1.0B
1△ V 0.5A 0.5A
0.2B 0.8B
2△ V 0.25A 0.5A 0.25A
0.04B 0.320B 0.640B
3△ V 0.125A 0.375A 0.375A 0.125A
0.008B 0.096B 0.384B 0.512B
4△ V 0.063A 0.250A 0.375A 0.250A 0.062A
0.0016 B 0.026B 0.154B 0.410B 0.410B
5△ V 0.032A 0.156A 0.313A 0.313A 0.157A 0.032A
0.006B 0.052B 0.205B 0.410B 0.328B
6△ V 0.016A 0.095A 0.235A 0.313A 0.235A 0.079A
0.001B 0.015B 0.083B 0.246B 0.328B
7△ V 0.008A 0.056A 0.165A 0.274A 0.274A 0.118A
0.004B 0.029B 0.119B 0.197B
8△ V 0.004A 0.032A 0.110A 0.219A 0.275A 0.138A
0.001B 0.010B 0.047B 0.095B
9△ V 0.002A 0.018A 0.071A 0.164A 0.248A 0.121A
0.003B 0.017B 0.038B
10△ V 0.001A 0.010A 0.045A 0.118A 0.206A 0.103A
0.006B 0.014B
11△ V 0.005A 0.028A 0.082A 0.162A 0.081A
0.001B 0.005B
12△ V 0.002A 0.016A 0.055A 0.122A 0.081A
0.001B
13△ V 0.001A 0.009A 0.036A 0.088A 0.061A
14△ V 0.005A 0.022A 0.062A 0.044A
注：数字右上角的 A,B分别代表 A,B组分在某一塔板上的分配值。
? 从上述数据可得如下模似图：
? 当 N 大于 103时，趋向于正态分布曲线，此时色谱图如下：
模似图
1、物理意义
? N说明组分在柱中反复分配平行的次数的多少,N越大，
平衡次数越多，组分与固定相的相互作用力越显，柱效
越高。
? 形象地说明了色谱柱的柱效，是反映柱效能的指标。
? 能很好地解释色谱图，如曲线形状、浓度最大值位置、
色谱峰的宽度和保留值的关系等。
2、塔板理论的局限性及原因
? 不能解释同一色谱柱对不同组分 N或 H的不同。
? 不能解释不同操作条件下，同一色谱柱对相同组分 N或 H
的不同。
? 不能找出影响 N或 H的内在因素。
? 不能为操作与应用色谱方法提供改善柱效的途径和方法。
原因：
只考虑组分热力学因素，而没有考虑动力学因素。
二、速率理论
1,速率理论公式
H = A + B/U + (Cs + Cm )U
A－涡流扩散项 (Eddy diffusion)
B/U－分子扩散项 (Molecular diffusion)
(Cs + Cm )U － 传质阻力项 (Mass transfer)
A、涡流扩散项 (Eddy diffusion)
当流动相带着被分离组分分子通过颗粒大小不
同、填充松紧不同的固定相时，会形成紊乱的类似
,涡流, 的流动，形成流速不同的流路，造成组分谱
带的展宽。固亦称多径项。
A=2λdp
λ-填充不规则因子 dp-固定相微粒直径
B、分子扩散项 (Molecular diffusion)
当样品进入色谱柱后，由于存在着浓度梯度，
组分分子由浓度高的区域向浓度低的区域运动，
产生浓度扩散，造成组分谱带展宽。
HB=B/u=2γDM/u
B-分子扩散项系数
γ-弯曲因子（扩散阻止系数）
DM-组分在流动相中扩散系数
C、传质阻力项 (Mass transfer)
由组分在两相中质量传质阻力引起
Cm Cm实
实际浓度 流动相
U
分界面
Cs
理想色谱 CS实 固定相
固定相传质阻力项,CSU=f(df2,K')U/Ds
df-固定相液膜平均厚度
Ds-组分在固定相中扩散系数
流动相传质阻力项,CMU=f(dP2,K')U/DM
例：速率理论公式中 A,B,C的求取
方法,A、在三个相差较大的流速下，测出三个色谱图。
B、在色谱图上选择某个色谱峰，由公式求出三种 u下的 H。
L L Y
H= ─── = ── ( ──)2
N 16 tR
C、由 u和 H建立三条速率方程，然后求取 A,B,C。
例：氯苯甲酸甲酯在三种不同载气流速下的数据如下,L=2米
tR0(sec) tR(sec) Y(sec)
47.0 361 48.2
37.5 295 39.3
25.0 198 27.7
求 H=A+B/U+CU中的 A,B,C。
解：先求 U,N，后求 H。
如 U1 U1=L/Tr0=2× 100/47.0=4.26cm/s
N1=16(tR1/Y1)2=16(361/48.2)2=897
H1=L/N1=200/897=0.223cm
则,H1＝ A＋ B／ U1＋ CU1
依此类推，得三个方程组，解三方程组得 A,B,C。
意义,三项中那一项影响柱效最大，从而可采取相应措施加以改正。
本章应掌握的内容：
色谱法中的基本组成？
色谱法的定义？
色谱法的分类?
色谱图中重要参数表示的意义？
相对保留值、分配比、塔板数、分离度基本概念？
色谱法的共同特点？
速率理论的三项组成？
第六章
色谱学导论
第一节 色谱法概述
1、色谱分析的历史、定义与分类
2、一些重要的参数
3、色谱与色谱分析
2010-1-10
色谱分析是从分离技术发展成为分离－
分析技术的一门综合性学科。
1,Tswett的方法是借助于各组分在固定相中吸附
能力的强弱不同而进行分离的，称为吸咐色谱。
一、色谱分析的历史、定义与分类
(一 )、色谱分离发展史
叶片的石油醚萃取液 石油醚 ( 流动相 )
叶绿素ａ 色谱柱
叶绿素ｂ
叶黄素 碳酸钙颗粒 （固定相）
胡萝卜素
色谱图
洗过程称为,洗脱
方法称为,色谱法
2,1941年 Martin和 Synge把氨基酸的混合液
注入到以硅胶作固定相的柱中,用氯仿作流
动相,借助于氨基酸在硅胶中的水和有机溶
剂氯仿两相中的溶解度不同而达到分离，故
称为分配色谱。
3,1944年 Martin和 Synge用滤纸代替硅胶,不
用色谱柱，固定相是滤纸中含有水份的纤维
素，流动相用有机溶剂，也成功地分离了氨
基酸，从而创立了纸色谱法 。
4,1952年 Martin等又提出以气体作流动相的
气相色谱法。
5,50年代又出现了将固定相涂布在玻璃板上
的薄层色谱法。
(二 )、色谱分析的定义与分类
? 色谱法是一种物理化学的分离分析方法。
它是利用样品中各种组分在固定相与流
动相中受到的作用力不同，而将待分析
样品中的各种组分进行分离，然后顺序
检测各组分含量的一种分离分析方法。
色谱法分类
1、按固定相及流动相的状态分类
气相色谱：气液色谱,气固色谱
液相色谱：液液色谱,液固色谱
2、按固定相形状分类
柱色谱。纸色谱。薄层色谱。
(1) 吸附色谱,用固体吸附剂作固定相的色谱 。 它是利
用组分在吸附剂上吸附力的不同, 因而吸附平衡常数
不同而将组分分离的色谱 。
(2)分配色谱,用液体作固定相，利用组分在液相中的
溶解度不同，因而分配系数不同而进行分离的色谱。
(3)离子交换色谱,利用离子交换原理进行分离的色谱。
(4) 排阻色谱,利用分子大小不同而进行分离的色谱。
(5) 电色谱,利用带电物质在电场作用下移动速度不同
进行分离的色谱。
3、按色谱过程的物理、化学机理分类
? 气相色谱 ( Gas chromatography )
填充柱气相色谱 （ Packed column gas chromatography)
毛细管气相色谱 (Capillary column gas chromatography)
裂解气相色谱 (Pyrolysis gas chromatography )
顶空气相色谱 ( Headspace gas chromatography)
气相质谱联用技术 （ Gas chromatography-Mass spectrometry)
? 液相色谱 ( Liquid chromatography )
高效液相色谱 ( High performance liquid chromatography)
超临界流体色谱 ( Supercriticalfluid chromatography)
高效毛细管电泳 (High performance capillary electrophoresis)
毛细管电色谱 (Capillary electrochromatography)
液相质谱联用技术 （ Liquid chromatography- Mass spectrometry
? 平面色谱法 （ Planar chromatography）
薄层色谱 ( Thin layer chromatography)
薄层电泳色谱 (Thin layer electrophoresis )
纸色谱 ( Paper chromatography)
(一 )、色谱图的重要参数
1、色谱峰
峰宽 (用 W 或 Y 表示 )； 峰高 (用 H 表示 )
半峰宽 (用 W 1/2 或 Y 1/2 表示,亦用 2△ X 1/2表示 )
标准偏差 (用 σ表示 )。标准偏差亦称曲折点峰宽，
即峰高 0.607处峰的宽度。与峰宽和半峰宽的关系
如下式表示：
Y=4σ Y 1/2 = 2 σ√2 Ln2 = 2.355σ
二、一些重要的参数
2、时间保留值
死时间 t0R 从进样至情性组分出现浓度极大点时
的时间。
保留时间 t R 从进样至组分出现浓度极大点时的
时间。
校正保留时间 t R' t R'= t R - t0R
3、体积保留值
死体积 VR0 VR0 = t0R · FC FC -流动相的流速
保留体积 VR VR = t R · FC
校正保留体积 VR' VR' = t R' · FC
4、色谱峰的对称性
高斯（ Gaussian）曲线,在理想情况下，色谱峰的
形状可以近似地用高斯曲线描述。。
σ为标准偏差（拐点处的半峰宽），
h为最大峰高,w为峰宽
不对称因子,在实际的色谱过程中，很少符合高
斯分布，而是具有一定的不对称性。可以定义一个
不对称因子 As来定量地表示色谱峰的不对称程度。
拖尾峰,当 As大于 1时，色谱峰的形状是前半部
分信号增加快，后半部分信号减少慢。引起峰拖
尾的主要原因是溶质在固定相中存在吸附作用，
因此，拖尾峰也称为吸附峰。
伸舌峰,当 As小于 1时，色谱峰是前半部分信号
增加慢，后半部分信号减小快。因为伸舌峰主要
是固定相不能给溶质提供足够数量合适的作用位
置，使一部分溶质超过了峰的中心，即产生了超
载，所以也称超载峰。
（二）、色谱分离中的一些重要参数
1、相对保留值 (α) 亦称分离因子或选择性因子
α＝ t ’R1/ t ’R2
2、分配比 (K')和相比 (β)
分配比亦称分配容量，容量比，容量因子或
质量分配比。是指平衡时，组分在固定相和流动
相中的重量比。 k‘值一般控制在 3-7之间。
3、塔板数（ N）
组分在柱中固定相和流动相中反复分配平行的
次数。 N越大，平衡次数越多，组分与固定相的
相互作用力越显著，柱效越高。 N=16(tR/Y)2
4、分离度（ R）
分离度亦称分辨率。是指相邻两个峰的分离程
度。
tR1 tR2
Y1 Y2
2(tR2 –tR1 )
R= ───────
W1 + W2
当 R=1.0时，有 2%未分离。
R=1.25时，有 0.6%未分离。
R=1.5时，有 0.3%未分离
（三）、各种参数对分离的综合影响
2(tR2– tR1 ) N1/2 α-1 k'
R = ─────── = ──× ─── × ───
Y1 + Y2 4 α k' +1
讨论,
原始 1,分离度与 k'的关系
决定洗出峰位置,k'值一般控制
在 3-7之间。改变 k'有如下办法,
增大 α A.改变流动相或固定相
对于 GC,流动相只有少数几个,
难奏效。选择固定相较为理想。
增大 N 对于 LC，两者均有选择余地，
固定相一般为化学键合固定相价格
太贵。选择流动相的配比较为合理。
减少或 B.改变温度可以控制 k' 。特别
增大 k’ 是对于 GC，可采用程序升温。对
tR0 于 LC，温度会影响柱效。
2.分离度与柱效 N
R N,N由 L与 H来控制,H与柱的填充、固定相的性质等有关。
3.分离度与 α的关系,α决定洗出峰的位置。
综上所述，对于 GC，用选择固定液的办法。对于 LC，用选择流动相
配比的办法。再加上程序升温（ GC）或梯度淋洗（ LC）等技术，将是
提高分离度的有效办法。
三、色谱与色谱分析
色谱法具有的三个共同点：
1、凡是色谱分离都具有两个相，流动相和固定相。
2、固定相是不动的，流动相对固定相作相对的运动。
3、被分离的组分对流动相和固定相有不同的作用力。这
种作用力有吸附力 (吸附色谱 )，溶解能力 (分配色谱 )，离子
交换能力 (离子交换色谱 ) 等。以分配系数来描述组分对流
动相和固定相的作用力的差别：
Cs K 分配系数
K＝ Cs 组分在固定相中的浓度
Cm Cm 组分在流动相中的浓度
色谱学研究的三个重要问题
? 要想使二组分（特别是难分离的二组分，亦称物质对）分离，
就要使它们的流出峰相距足够的远。二物质的流出峰的距离
与它们在两相的分配系数 K有关，而 K与物质的分子结构和性
质有关，因此必须研究这一分配过程中的热力学基础，它是
发展高选择性色谱柱的理论基础。
? 两峰具有一定距离还不足以分离，还必须要求峰宽要窄。色
谱峰的宽窄与物质在色谱过程中的运动情况有关，这就要求
研究色谱过程中的动力学因素。
? 当改变操作条件时，色谱峰宽和距离均可能同时起变化，色
谱分离条件的选择，成了色谱学理论研究的第三个重要问题。
第二节 色谱学基本理论
? 塔板理论
? 速率理论
? 扩散理论
? 块状液膜模型
? 平衡色谱理论
? 塔板理论的基本假设
L
0 1 2 3 4 5
△ V
H column
1、柱内各段塔板高度 H不变，柱子塔板数 N = L/H
2、在塔板高度 H 内，组分在两相间达到瞬时平衡。
3、流动相以脉冲方式进入一个体积。
4、分配系数 K在每个塔板上均不变，是常数。
5、组分加在 0号塔板上，轴向扩散可忽略。
一、塔板理论
设有两组分 A,B,KA=1,KB=0.25,N=5
两组分 A,B在柱中 H塔板高度的分布如下表所示：
0号塔板 1号塔板 2号塔板 3号塔板 4号塔板 柱出口
进样 1.0A
1.0B
1△ V 0.5A 0.5A
0.2B 0.8B
2△ V 0.25A 0.5A 0.25A
0.04B 0.320B 0.640B
3△ V 0.125A 0.375A 0.375A 0.125A
0.008B 0.096B 0.384B 0.512B
4△ V 0.063A 0.250A 0.375A 0.250A 0.062A
0.0016 B 0.026B 0.154B 0.410B 0.410B
5△ V 0.032A 0.156A 0.313A 0.313A 0.157A 0.032A
0.006B 0.052B 0.205B 0.410B 0.328B
6△ V 0.016A 0.095A 0.235A 0.313A 0.235A 0.079A
0.001B 0.015B 0.083B 0.246B 0.328B
7△ V 0.008A 0.056A 0.165A 0.274A 0.274A 0.118A
0.004B 0.029B 0.119B 0.197B
8△ V 0.004A 0.032A 0.110A 0.219A 0.275A 0.138A
0.001B 0.010B 0.047B 0.095B
9△ V 0.002A 0.018A 0.071A 0.164A 0.248A 0.121A
0.003B 0.017B 0.038B
10△ V 0.001A 0.010A 0.045A 0.118A 0.206A 0.103A
0.006B 0.014B
11△ V 0.005A 0.028A 0.082A 0.162A 0.081A
0.001B 0.005B
12△ V 0.002A 0.016A 0.055A 0.122A 0.081A
0.001B
13△ V 0.001A 0.009A 0.036A 0.088A 0.061A
14△ V 0.005A 0.022A 0.062A 0.044A
注：数字右上角的 A,B分别代表 A,B组分在某一塔板上的分配值。
? 从上述数据可得如下模似图：
? 当 N 大于 103时，趋向于正态分布曲线，此时色谱图如下：
模似图
1、物理意义
? N说明组分在柱中反复分配平行的次数的多少,N越大，
平衡次数越多，组分与固定相的相互作用力越显，柱效
越高。
? 形象地说明了色谱柱的柱效，是反映柱效能的指标。
? 能很好地解释色谱图，如曲线形状、浓度最大值位置、
色谱峰的宽度和保留值的关系等。
2、塔板理论的局限性及原因
? 不能解释同一色谱柱对不同组分 N或 H的不同。
? 不能解释不同操作条件下，同一色谱柱对相同组分 N或 H
的不同。
? 不能找出影响 N或 H的内在因素。
? 不能为操作与应用色谱方法提供改善柱效的途径和方法。
原因：
只考虑组分热力学因素，而没有考虑动力学因素。
二、速率理论
1,速率理论公式
H = A + B/U + (Cs + Cm )U
A－涡流扩散项 (Eddy diffusion)
B/U－分子扩散项 (Molecular diffusion)
(Cs + Cm )U － 传质阻力项 (Mass transfer)
A、涡流扩散项 (Eddy diffusion)
当流动相带着被分离组分分子通过颗粒大小不
同、填充松紧不同的固定相时，会形成紊乱的类似
,涡流, 的流动，形成流速不同的流路，造成组分谱
带的展宽。固亦称多径项。
A=2λdp
λ-填充不规则因子 dp-固定相微粒直径
B、分子扩散项 (Molecular diffusion)
当样品进入色谱柱后，由于存在着浓度梯度，
组分分子由浓度高的区域向浓度低的区域运动，
产生浓度扩散，造成组分谱带展宽。
HB=B/u=2γDM/u
B-分子扩散项系数
γ-弯曲因子（扩散阻止系数）
DM-组分在流动相中扩散系数
C、传质阻力项 (Mass transfer)
由组分在两相中质量传质阻力引起
Cm Cm实
实际浓度 流动相
U
分界面
Cs
理想色谱 CS实 固定相
固定相传质阻力项,CSU=f(df2,K')U/Ds
df-固定相液膜平均厚度
Ds-组分在固定相中扩散系数
流动相传质阻力项,CMU=f(dP2,K')U/DM
例：速率理论公式中 A,B,C的求取
方法,A、在三个相差较大的流速下，测出三个色谱图。
B、在色谱图上选择某个色谱峰，由公式求出三种 u下的 H。
L L Y
H= ─── = ── ( ──)2
N 16 tR
C、由 u和 H建立三条速率方程，然后求取 A,B,C。
例：氯苯甲酸甲酯在三种不同载气流速下的数据如下,L=2米
tR0(sec) tR(sec) Y(sec)
47.0 361 48.2
37.5 295 39.3
25.0 198 27.7
求 H=A+B/U+CU中的 A,B,C。
解：先求 U,N，后求 H。
如 U1 U1=L/Tr0=2× 100/47.0=4.26cm/s
N1=16(tR1/Y1)2=16(361/48.2)2=897
H1=L/N1=200/897=0.223cm
则,H1＝ A＋ B／ U1＋ CU1
依此类推，得三个方程组，解三方程组得 A,B,C。
意义,三项中那一项影响柱效最大，从而可采取相应措施加以改正。
本章应掌握的内容：
色谱法中的基本组成？
色谱法的定义？
色谱法的分类?
色谱图中重要参数表示的意义？
相对保留值、分配比、塔板数、分离度基本概念？
色谱法的共同特点？
速率理论的三项组成？
