了得網研究生_工科基礎化學(趙振波)

編輯推薦

《工科基礎化學》將傳統無機哈徐、有機化學、分析化學、物理化學的內容融合成一本工科基礎化學，具有一定的前瞻性，針對化學、化工、環境、食品等各個專業使用。

內容簡介

本書是長春工業大學“提升本科教育教學質量”教學改革重大項目“基礎化學教學內容及課程體繫的改革”課題的研究成果。

全書共分19章，主要內容有：氣體、熱力學；化學熱力學；化學動力學；界面化學；光化學；催化作用；原子素周期性；共價鍵與分子的結構；分析質量保證與控制；樣品采集與處理；化學定量分析；電化學原理及應用；吸光光度法；色譜；有機化合物的分類命名、結構和物理性質；基本有機化素化學。

本書可作為高等院校非化學多學時專業，如化學工程與工藝、生物技術、生物工程、制藥工程、環境工程、高分子材料與工程、資源循環科學與工程、食品科學與工程等專業的基礎化學教材，也可作為金屬材料工程專業、材料成型及控制工程專業、材料物理專業的高校師生的基礎化學教材和參考書。

作者簡介

趙振波，長春工業大學，教授基礎化學教研室主任長期從事物理化學、綠色化學等相關專業的教學與科研工作，具有豐富的相關教學經驗。主持長春工業大學金屬材料專業基礎化學教學內容與課程體繫改革、生物食品專業基礎化學教學內容與課程體繫改革，長春工業大學基礎化學教學內容課程體繫綜合改革研究與實踐等教學改革項目。

第1章氣體1
1.1理想氣體1
1.1.1理想氣體狀態方程1
1.1.2摩爾氣體常數2
1.1.3理想氣體模型3
1.1.4理想氣體混合物3
1.2實際氣體4
1.2.1實際氣體的行為4
1.2.2範德華方程5
1.2.3其他狀態方程式7
1.3氣液間的轉變-實際氣體的等溫線和液化7
1.3.1液體的飽和蒸氣壓7
1.3.2臨界參數8
1.3.3真實氣體的p-Vm圖及氣體的液化8第1章氣體1

1.1理想氣體1

1.1.1理想氣體狀態方程1

1.1.2摩爾氣體常數2

1.1.3理想氣體模型3

1.1.4理想氣體混合物3

1.2實際氣體4

1.2.1實際氣體的行為4

1.2.2範德華方程5

1.2.3其他狀態方程式7

1.3氣液間的轉變-實際氣體的等溫線和液化7

1.3.1液體的飽和蒸氣壓7

1.3.2臨界參數8

1.3.3真實氣體的p-Vm圖及氣體的液化8

1.3.4範德華方程式的等溫線8

1.3.5範德華氣體的臨界參數8

1.3.6對比狀態和對比狀態定律9

1.4壓縮因子圖———實際氣體的有關計算9

1.4.1普遍化壓縮因子9

1.4.2普遍化壓縮因子圖9

1.4.3壓縮因子圖的應用10

第2章熱力學11

2.1熱力學概論11

2.1.1熱力學的目的和內容11

2.1.2熱力學方法的重要性和局限性11

2.2熱力學基本概念12

2.2.1體繫與環境12

2.2.2體繫的分類12

2.2.3體繫的性質12

2.2.4熱力學平衡態13

2.2.5狀態和狀態函數13

2.2.6過程和途徑14

2.2.7熱和功14

2.3熱力學**定律15

2.3.1熱力學**定律的文字表述15

2.3.2熱力學能15

2.3.3熱力學**定律的數學表達式16

2.4熱的計算16

2.4.1單純變溫過程熱的計算16

2.4.2相變過程熱的計算18

2.5可逆過程20

2.5.1不同過程時的體積功20

2.5.2可逆過程22

2.5.3理想氣體絕熱可逆過程方程22

2.5.4卡諾循環23

2.6實際氣體的ΔU和ΔH24

2.6.1焦耳-湯姆遜效應24

2.6.2實際氣體的pV-p等溫線26

2.6.3實際氣體的ΔU和ΔH26

2.7熱化學27

2.7.1標準態27

2.7.2化學反應計量式(標準式)27

2.7.3反應進度27

2.7.4標準摩爾反應焓28

2.7.5蓋斯定律28

2.7.6標準摩爾生成焓28

2.7.7標準摩爾燃燒焓29

2.7.8標準摩爾反應焓與溫度的關繫———基爾霍夫定律30

2.7.9恆壓熱效應和恆容熱效應30

2.8兩個熱力學定律簡介31

2.9自發過程的不可逆性31

2.9.1自發過程的方向和限度31

2.9.2自發過程的不可逆性31

2.10熱力學第二定律32

2.10.1熱力學第二定律的經典敘述32

2.10.2兩種經典敘述的等效性33

2.10.3卡諾定理33

2.11熵34

2.11.1可逆過程的熱溫商與熵34

2.11.2不可逆過程的熱溫商36

2.11.3熱力學第二定律的本質和熵的統計意義38

2.12熵變的計算39

2.12.1理想氣體體繫熵變的計算39

2.12.2相變過程41

2.13熱力學第三定律和化學反應的熵變42

2.13.1熱力學第三定律42

2.13.2由標準熵計算標準摩爾反應熵43

2.14亥姆霍茲函數和吉布斯函數43

2.14.1亥姆霍茲函數及其判據43

2.14.2吉布斯函數及其判據44

2.15熱力學狀態函數間的關繫式44

2.15.1熱力學基本方程44

2.15.2對應繫數關繫式45

2.15.3其他判據式45

2.15.4麥克斯韋關繫式46

2.15.5麥克斯韋關繫式的應用46

2.15.6吉布斯-亥姆霍茲方程47

2.16ΔG的計算47

第3章化學熱力學49

3.1多組分體繫的熱力學49

3.1.1概述49

3.1.2組成的表示法49

3.1.3偏摩爾量50

3.1.4化學勢53

3.1.5氣體組分的化學勢55

3.1.6稀溶液中的兩個經驗定律58

3.1.7理想液態混合物59

3.1.8理想稀溶液61

3.1.9稀溶液的依數性64

3.1.10活度與活度因子66

3.2化學平衡69

3.2.1化學反應的摩爾吉布斯函數70

3.2.2化學反應等溫方程式和標準平衡常數71

3.2.3標準摩爾反應吉布斯函數的計算74

3.2.4平衡常數的測定和平衡轉化率的計算74

3.2.5溫度、壓力及惰性氣體對化學平衡的影響75

3.2.6同時平衡77

3.3相平衡78

3.3.1相律78

3.3.2單組分體繫的相平衡81

3.3.3二組分體繫理想液態混合物氣液平衡相圖83

3.3.4二組分真實液態混合物氣液平衡相圖86

3.3.5二組分液態部分互溶的雙液繫90

3.3.6二組分液固平衡相圖95

第4章化學動力學104

4.1化學反應的反應速率及速率方程104

4.1.1反應速率的定義105

4.1.2反應速率的圖解表示106

4.1反應和復合反應106

4.1反應的速率方程———質量作用定律107

4.1.5反應級數108

4.1.6用氣體組分的分壓表示的速率方程108

4.2具有簡單級數的化學反應108

4.2.1零級反應108

4.2.2一級反應109

4.2.3二級反應110

4.2.4n級反應112

4.3溫度對反應速率的影響113

4.3.1範特霍夫規則113

4.3.2阿倫尼烏斯方程114

4.3.3活化能116

4.4典型復合反應117

4.4.1對行反應117

4.4.2平行反應118

4.4.3連串反應119

4.5復合反應速率近似處理方法120

4.5.1穩態近似法120

4.5.2平衡態近似法122

4.6鏈反應122

4.6.1單鏈反應的特征122

4.6.2單鏈反應的機理推導反應速率方程123

4.6.3支鏈爆炸反應123

4.7雙分子反應的踫撞理論126

4.8單分子反應理論127

4.9過渡態理論128

4.9.1勢能面和反應途徑128

4.9.2過渡態理論速率常數公式的建立130

4.9.3熱力學關繫式131

第5章界面化學133

5.1表面自由能與表面張力、溶液表面吸附、表面吸附劑133

5.1.1表面自由能與表面張力133

5.1.2溶液表面吸附和Gibbs吸附公式134

5.1.3表面活性劑135

5.2固體表面對氣體的吸附138

5.2.1物理吸附與化學吸附138

5.2.2朗格繆爾(Langmuir)吸附139

5.2.3弗羅德利希(Freundlich)等溫式140

5.2.4BET多層吸附公式140

第6章膠體化學142

6.1膠體的光學性質142

6.1.1丁鐸爾效應142

6.1.2瑞利公式143

6.2膠體的動力性質144

6.2.1布朗運動144

6.2.2擴散和滲透壓145

6.2.3沉降與沉降平衡146

6.3膠體的電學性質147

6.3.1電動現像147

6.3.2電泳147

6.3.3電滲148

6.3.4沉降電勢和流動電勢149

6.4溶膠的穩定性與聚沉作用149

6.4.1溶膠的經典穩定理論———DLVO理論149

6.4.2溶膠的聚沉151

第7章光化學154

7.1單分子電子激發態衰變的相關光物理過程154

7.1.1光化學基本定律154

7.1.2單分子電子激發態衰變———雅布倫斯基(Jablonski)圖155

7.2光化學反應動力學量子產率光敏與猝滅156

7.2.1量子產率156

7.2.2光化學反應動力學157

7.2.3光敏和猝滅157

第8章催化作用159

8.1催化劑與催化作用159

8.1.1概念159

8.1.2催化反應機理159

8.1.3催化劑的基本特征160

8.2均相催化復相催化酶催化161

8.2.1均相催化161

8.2.2復相催化161

8.2.3酶催化162

第9章原子素周期性163

9.1原子結構的近代概念163

9.1.1玻爾氫原子模型163

9.1.2電子的波粒二像性164

9.1.3微觀粒子運動的統計性規律164

9.1.4測不準原理164

9.2核外電子運動狀態的描述165

9.2.1波函數與原子軌道165

9.2.2原子軌道角度分布圖166

9.2.3電子雲167

9.2.4量子數168

9.3原子中電子的分布169

9.3.1多電子原子軌道能級169

9.3.2基態原子中電子的分布171

9.素周期繫與核外電子分布的關繫174

素性質的周期性176

9.4.1原子半徑176

9.4.2電離能177

9.4.3電子親和能177

9.素的電負性179

第10章共價鍵與分子的結構180

10.1價鍵理論180

10.1.1共價鍵的形成180

10.1.2價鍵理論的要點180

10.1.3共價鍵的特征181

10.1.4共價鍵的類型181

10.1.5價鍵理論的局限性183

10.2雜化軌道理論183

10.2.1雜化軌道理論的要點183

10.2.2雜化類型與分子構型183

*10.3價層電子對互斥理論186

10.3.1價層電子對互斥理論要點186

10.3.2分子的空間結構187

10.4分子軌道理論188

10.4.1分子軌道的形成189

10.4.2分子軌道能級189

10.4.3電子在分子軌道中的分布189

10.5分子間力與氫鍵190

10.5.1分子的極性與偶極矩190

10.5.2分子的變形性191

10.5.3分子間力191

10.5.4氫鍵193

10.6晶體結構194

10.6.1晶體及其內部結構194

10.6.2離子晶體195

10.6.3原子晶體和分子晶體198

10.6.4金屬晶體198

10.6.5混合型晶體199

10.6.6離子極化對物質性質的影響200

第11章分析質量保證與控制204

11.1分析誤差理論204

11.1.1誤差與偏差204

11.1.2準確度與精密度206

11.1.3誤差的來源(sourcesoferror)207

11.1.4提高分析準確度的方法208

11.1.5有效數字的意義及位數209

11.1.6有效數字的修約規則210

11.1.7計算規則211

11.1.8分析化學中數據記錄及結果表示211

11.2分析化學中的數據處理212

11.2.1隨機誤差的正態分布212

11.2.2提高分析結果準確度的方法213

11.3分析質量控制214

11.3.1質量保證與質量控制概述214

11.3.2分析全過程的質量保證與質量控制217

11.3.3標準方法與標準物質218

第12章樣品采集與處理220

12.1采樣方法221

12.1.1固體試樣的采集221

12.1.2液體試樣的采集222

12.1.3生物樣品的采集與制備223

12.1.4氣體樣品的采集225

12.2樣品預處理方法225

12.2.1溶解法226

12.2.2熔融法227

12.2.3半熔法227

12.2.4干法灰化法228

12.2.5微波消解法228

12.3分離和富集方法231

12.3.1沉澱分離法232

12.3.2液-液萃取分離法234

12.3.3離子交換分離法238

12.3.4液相色譜分離法242

第13章化學定量分析244

13.1滴定分析基本原理、基準物質與標準溶液、多組分選擇滴定244

13.1.1滴定分析法概述244

13.1.2標準溶液和基準物質246

13.1.3酸堿滴定法250

13.1.4配位滴定法262

13.2重量分析基本原理沉澱溶解平衡274

13.2.1重量分析法的分類和特點274

13.2.2重量分析法的分析過程及對沉澱的要求275

13.2.3重量分析法應用選例276

13.2.4沉澱溶解平衡276

第14章電化學原理及應用278

14.1電化學原理278

14.1.1電解質溶液的導電機理278

14.1.2離子在電場中的遷移279

14.1.3電解質溶液的電導281

14.1.4強電解質的活度和活度繫數285

14.1.5可逆電池與不可逆電池288

14.1.6電池電動勢的產生及測定290

14.1.7可逆電池的熱力學293

14.1.8電極電勢295

14.1.9電解與極化299

14.1.10析出電位及金屬的分離301

14.1.11金屬的腐蝕與防腐302

14.2電位分析法303

14.2.1電位分析法的基本原理304

14.2.2離子選擇性電極的分類305

14.2.3電位分析法308

14.3氧化還原滴定法309

14.3.1氧化還原反應平衡309

14.3.2氧化還原反應進行的程度310

14.3.3氧化還原反應的速率與影響因素311

14.3.4氧化還原滴定曲線及終點的滴定312

14.3.5氧化還原滴定指示劑313

14.3.6高錳酸鉀法314

14.3.7重鉻酸鉀法315

14.3.8碘量法316

第15章吸光光度法319

15.1吸光光度法基本原理319

15.1.1物質對光的選擇性吸收320

15.1.2光的吸收基本定律321

15.1.3朗伯-比耳定律321

15.2光度計及其基本部件322

15.2.1分光光度計的主要部件322

15.2.2吸光度的測量原理323

15.3顯色反應及顯色條件的選擇323

15.3.1顯色反應和顯色劑323

15.3.2顯色反應條件的選擇324

15.3.3吸光度測量條件的選擇326

15.4吸光光度法的應用326

15.4.1定量分析326

15.4.2配合物組成和酸堿離解常數的測定328

15.4.3酸堿離解常數的測定328

15.5紫外吸收光譜法簡介329

15.5.1基本原理330

15.5.2紫外可見分光光度計332

15.5.3紫外可見吸收光譜法的應用333

第16章色譜336

16.1色譜基礎理論336

16.1.1色譜法的分類336

16.1.2色譜法基礎知識及術語337

16.1.3色譜動力學基礎理論339

16.2氣相色譜344

16.2.1氣相色譜固定相345

16.2.2典型的氣相色譜檢測器347

16.3液相色譜與高效液相色譜349

16.3.1高效液相色譜儀350

16.3.2高效液相色譜的固定相、流動相353

16.4色譜-質譜聯用354

16.5毛細管電泳355

第17章有機化合物的分類、命名、結構和物理性質357

17.1有機化合物的分類357

17.1.1按照碳的骨架分類357

17.1.2按官能團分類358

17.2有機化合物的表示方法359

17.3有機化合物的命名359

17.3.1俗名和普通命名法360

17.3.2衍生物命名法360

17.3.3繫統命名法360

17.4有機化合物的同分異構370

17.4.1同分異構觀像370

17.4.2構造異構371

17.5有機化合物物理性質及與結構的關繫371

17.5.1沸點與分子結構的關繫371

17.5.2熔點與分子結構的關繫372

17.5.3溶解度與分子結構的關繫373

第18章基本有機化合物374

18.1飽和烴374

18.1.1鏈烷烴374

18.1.2環烷烴381

18.1.3飽和烴的主要來源和用途386

18.2不飽和烴387

18.2.1單烯烴388

18.2.2炔烴398

18.2.3二烯烴404

18.3芳烴408

18.3.1單環芳烴409

18.3.2多環芳烴422

18.3.3芳香性,休克爾(Hückel)規則427

18.3.4芳烴的來源、制法與應用429

18.4立體化學430

18.4.1異構體的分類430

18.4.2對映異構430

18.4.3偏振光和比旋光度432

18.4.4分子的手性和對稱因素435

18.4.5含一個手性碳的化合物436

18.4.6構型和構型標記437

18.4.7含兩個手性碳原子化合物438

18.4.8環狀化合物的立體異構439

18.4.9不含手性碳原子化合物的旋光異構440

18.4.10旋光異構在研究反應歷程中的應用441

18.4.11立體專一性445

18.5鹵代烴445

18.5.1鹵代烴的分類與結構445

18.5.2物理性質446

18.5.3化學性質446

18.5.4不飽和鹵代烴和鹵代芳烴461

18.5.5重要的鹵代烴463

18.6有機化合物的波譜分析466

18.6.1核磁共振波譜466

18.6.2紅外吸收光譜472

18.7醇、酚、醚和環氧化合物477

18.7.1醇478

18.7.2酚490

18.7.3醚和環氧化合物497

18.8醛和酮503

18.8.1醛、酮的定義和分類503

18.8.2羰基的結構503

18.8.3醛、酮的物理性質504

18.8.4醛、酮的化學性質505

18.8.5醛和酮的制法520

18.9羧酸及羧酸衍生物521

18.9.1羧酸521

18.9.2羧酸衍生物530

18.10有機含氮化合物539

18.10.1硝基化合物539

18.10.2胺類543

18.10.3重氮及偶氮化合物554

18.11雜環化合物562

18.11.1雜環化合物的分類562

18.11.2單雜環化合物的結構與芳香性563

18.11.3單雜環化合物的化學性質564

18.11.4雜環及衍生物569

第素化學571

19.1氫、氫能源571

19.1.1氫原子的性質及其成鍵特征571

19.1.2氫氣的物理性質與化學性質572

19.1.3氫氣的制備573

19.1.4氫能源574

19.2ⅠA、素及其化合物577

19.2.1概述577

19.2.2單質的性質578

19.2.3重要化合物579

19.2.4鹽類582

19.2.5對角線規則583

19.3ⅢA-素及其化合物584

19.3.素的特性584

19.3.素590

19.3.素597

19.3.素605

19.3.素618

19.4稀有氣體628

19.4.1稀有氣體的存在、結構、性質和用途629

19.4.2稀有氣體化合物630

19.5ⅠB、素及其常見化合物632

19.5.1銅族(素632

19.5.2鋅族(素636

19.素及其常見化合物641

19.6.素概述641

19.6.2鈦族素644

19.6.素648

19.6.素652

19.6.素素654

19.素660

19.7.素概述661

19.7.素的重要化合物663

19.7.素的提取664

19.7.素的應用665

參考文獻

前言

本書是長春工業大學“提升本科教育教學質量”教學改革重大項目“基礎化學教學內容及課程體繫的改革”課題的研究成果。
課程體繫是傳統教學內容各門課的整合。我國傳統上實施的是沿襲前蘇聯“機化學”、“有機化學”、“分析化學”和“物理化學”的傳統模式。隨著美國、英國等國世界著名大學在物理化學基礎之上營造化學大廈課程體繫在人纔培養上所取得的驕人成績的衝擊，近年來我國一些高校結合國情、校情，嘗試實施了一些新課程體繫。
*化學類專業教學指導委員會規定的教學內容是教育教學改革、培養合格人纔的指南。論是基本教學內容還是特色教學內容都要不折不扣地在課程內容中予以貫徹，都要盡可能賦予新內涵、盡可能用**的學術成果闡述、盡可能與科學技術前沿相結合，做到“常教常新、常教常精”，不斷實現教學內容的創新。
教學內容的內在邏輯關聯和學校具體的人纔培養情況是課程體繫制定的根本依據。
本書根據《高等學校化學類專業指導性專業規範》，在一級學科層面安排教學內容，知識點一旦出現，就要講到位，達到教學基本要求，避免內容重復，並對原有教學大綱安排進行適當調整。
本書由長春工業大學化學與生命科學學院趙振波、孫國英、侯瑞斌和任清任主編，關爽、傅海、朱曉飛、姜春竹、尚小紅、楊國程老師也參加了部分章節的編寫工作。本書是長春工業大學“提升本科教育教學質量”教學改革重大項目“基礎化學教學內容及課程體繫的改革”課題的研究成果。

課程體繫是傳統教學內容各門課的整合。我國傳統上實施的是沿襲前蘇聯“機化學”、“有機化學”、“分析化學”和“物理化學”的傳統模式。隨著美國、英國等國世界著名大學在物理化學基礎之上營造化學大廈課程體繫在人纔培養上所取得的驕人成績的衝擊，近年來我國一些高校結合國情、校情，嘗試實施了一些新課程體繫。

*化學類專業教學指導委員會規定的教學內容是教育教學改革、培養合格人纔的指南。論是基本教學內容還是特色教學內容都要不折不扣地在課程內容中予以貫徹，都要盡可能賦予新內涵、盡可能用**的學術成果闡述、盡可能與科學技術前沿相結合，做到“常教常新、常教常精”，不斷實現教學內容的創新。

教學內容的內在邏輯關聯和學校具體的人纔培養情況是課程體繫制定的根本依據。

本書根據《高等學校化學類專業指導性專業規範》，在一級學科層面安排教學內容，知識點一旦出現，就要講到位，達到教學基本要求，避免內容重復，並對原有教學大綱安排進行適當調整。

本書由長春工業大學化學與生命科學學院趙振波、孫國英、侯瑞斌和任清任主編，關爽、傅海、朱曉飛、姜春竹、尚小紅、楊國程老師也參加了部分章節的編寫工作。

本書在編寫過程中，得到了校、院領導，以及許多其他老師的大力支持和熱情幫助，在此向所有支持者表示衷心的感謝!

本書是對工科基礎基礎化學教材改革的嘗試，內容選擇和章節編排上難免存在疏漏之處，匆忙之際，不當之處在所難免，懇請讀者不吝指正。

編者

2015年9月於長春

媒體評論

無

在線試讀

（1）標準差σ ，即0.607倍峰高處色譜峰寬的一半。
（2）半峰高寬度2ΔX1/2，即峰高一半處對應的峰寬，它與標準差σ的關繫是：
2ΔX1/2 = 2.354σ
（3）色譜峰底寬 W。即色譜峰兩側拐點上的切線在基線上的截距。它與標準差σ的關繫是：
W = 4σ
4．色譜峰面積。色譜曲線與基線間包圍的面積。
5. 保留值。保留值是用來描述待測試樣中各組分在色譜柱中滯留情況的物理量，通常用將各組分帶出色譜柱所需的時間或流動相體積表示。在一定的固定相和操作條件下，任何一種物質都有一個固定的保留值，故組分的保留值可用於該組分的定性鋻定。
用時間表示的保留值：
（1）死時間tM。不被固定相吸附或溶解的物質進入色譜柱時，從進樣到出現峰極大值所需的時間稱為死時間。因為這種物質不被固定相吸附或溶解，故其流動速度與流動相的流動速度相近．測定死時間tM時，可用柱長L與流動相平均線速ū的比值計算。

（2）保留時間tR 。組分從進樣開始到柱後出現該組分響應信號極大值所需的時間。它相應於樣品到達柱末端的檢測器所需的時間。
（3）調整保留時間tR′。某組分的保留時間扣除死時間後稱為該組分的調整保留時間，即
tR′= tR-tM
用體積表示保留值“
（1）死體積（VM）：死時間內流經色譜柱的流動相的體積，即色譜柱內流動相體積。
VM = tM ×FC（1）標準差σ ，即0.607倍峰高處色譜峰寬的一半。

（2）半峰高寬度2ΔX1/2，即峰高一半處對應的峰寬，它與標準差σ的關繫是：

2ΔX1/2 = 2.354σ

（3）色譜峰底寬 W。即色譜峰兩側拐點上的切線在基線上的截距。它與標準差σ的關繫是：

W = 4σ

4．色譜峰面積。色譜曲線與基線間包圍的面積。

5. 保留值。保留值是用來描述待測試樣中各組分在色譜柱中滯留情況的物理量，通常用將各組分帶出色譜柱所需的時間或流動相體積表示。在一定的固定相和操作條件下，任何一種物質都有一個固定的保留值，故組分的保留值可用於該組分的定性鋻定。

用時間表示的保留值：

（1）死時間tM。不被固定相吸附或溶解的物質進入色譜柱時，從進樣到出現峰極大值所需的時間稱為死時間。因為這種物質不被固定相吸附或溶解，故其流動速度與流動相的流動速度相近．測定死時間tM時，可用柱長L與流動相平均線速ū的比值計算。

（2）保留時間tR 。組分從進樣開始到柱後出現該組分響應信號極大值所需的時間。它相應於樣品到達柱末端的檢測器所需的時間。

（3）調整保留時間tR′。某組分的保留時間扣除死時間後稱為該組分的調整保留時間，即

tR′= tR-tM

用體積表示保留值“

（1）死體積（VM）：死時間內流經色譜柱的流動相的體積，即色譜柱內流動相體積。

VM = tM ×FC

（ FC為色譜柱出口處的載氣流量，單位：mL/min）

（2）保留體積（VR）：保留時間內流經色譜柱的流動相體積。

VR = tR×FC

（3）調整保留體積（VR’）：調整保留時間內流經色譜柱的流動相體積。

V R＇= VR－VM

6. 分配繫數K。色譜分離過程中,待測物質中各組分在固定相和流動相之間進行的吸附/脫附或溶解/揮發過程。一定溫度和壓力下，處於分配平衡狀態的物質,各組分在兩相間的分配行為通常用分配繫數K加以描述。在一定溫度和壓力下，兩相達平衡時組分在固定相和流動相中的濃度比。即

cS : 組分在固定相中的濃度

cM : 組分在流動相中的濃度

7．保留因子k （又稱容量因子或分配比）

定義: 在一定的溫度、壓力下，溶質分布在固定相和流動相的分子數或物質的量之比。即

ns :物質在色譜柱內任一段固定相中的摩爾分數；nm :物質在流動相中的摩爾分數．

c和 V ：分別代表濃度和體積。

k值越大，說明組分在固定相中的量越多，相當於柱的容量大，因此又稱分配容量或容量因子。它是衡量色譜柱對被分離組分保留能力的重要參數。k值也決定於組分及固定相熱力學性質。它不僅隨柱溫、柱壓變化而變化，而且還與流動相及固定相的體積有關。

例1 已知 Vs=2.0 ml，Fc=50 ml/min，tR=5 min，tM=1 min。求: VM ，VR ，VR′，k，K。

解： VM =tM ×Fc=1×50 = 50 (ml)

VR = tR × Fc=50×5 = 250 (ml)

VR′= 250－50 = 200 (ml)

k = tR′/ tM = (5－1) / 1 = 4

k = K Vs / VＭ

K = k(Vm / Vs) = 4×(50 / 2.0) = 100

8. 相對保留值α

某組分2的調整保留值與組分1的調整保留值之比，稱為相對保留值，也稱為選擇性因子。它反映不同溶質與固定相作用力的差異。任何兩組分1，2的α為兩者K，k,或t’之比。

通過相對保留值α把實驗測量值k（保留因子）與熱力學性質的分布繫數K直接聯繫起來，α對固定相的選擇具有實際意義。如果兩組分的K或k值相等，則α=1，兩個組分的色譜峰必將重合，說明分不開。兩組分的K或k值相差越大，則分離得越好。因此兩組分具有不同的分布繫數是色譜分離的先決條件。

式中t′R2為後出峰的調整保留時間，所以這時α總是大於1的。由於相對保留值α隻與柱溫及固定相的性質有關，而與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關，因此，它是色譜法中，特別是氣相色譜法中，廣泛使用的定性數據．

例2 有一份A,B,C三組分的混合物，經色譜分離後，其保留時間分別為tR(A)=4.5 min, tR(B)=7.5 min, tR(C)=10.4 min,死時間tM=1.4 min,求：

（1）B對A的相對保留值；

（2）C對B的相對保留值;

（3）B組分在此柱中的保留因子是多少？

解：（1） αB,A= t′R(B)/ t′R(A)=(7.5-1.4)min/(4.5-1.4)min=1.97

（2） αC, B= t′R(C)/ t′R(B)=(10.4-1.4)min/(7.5-1.4)min=1.48

（3） k= t′R(B)/tM=(7.5-1.4) min/1.4 min=4.36

16.1.3 色譜動力學基礎理論

色譜理論不僅要能夠說明組分在色譜柱中移動的速率，還應該說明組分在移動過程中引起區域展寬的各種因素．

1. 塔板理論

塔板理論模型，是假設色譜柱由若干塊塔板組成的分餾塔。在每一塔板內，一部分空間為固定相所占據，另一部分空間則為流動相所占據，流動相占據的空間稱為板體積。待分離組分隨流動相進入色譜柱後，在每塊塔板裡的兩相間達成一次分配平衡（在柱內每達成一次分配平衡所需要的柱長就叫做塔板高度H）。經過這樣多次分配平衡之後，分配繫數不同的組分彼此分離，分配繫數小者*先從塔頂逸出。

色譜柱分成N段，每段高為H。N為理論塔板數，表示柱效；H為理論塔板高度。

N = L/H

所有組分開始時都加在0號塔板上，且不考慮沿色譜柱

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