色谱分析导论.pptVIP

第八章 色谱分析导论 8.1 色谱法的特点、分类和作用 色谱分离原理 2.色谱法分类－按流动相的状态 II. 液相色谱：流动相为液体 色谱法分类表 8.2 色谱流出曲线与术语 (2) 用体积表示的保留值 3. 相对保留值α21 (relative retention value) 4. 区域宽度 5. 色谱流出曲线的数学描述 6、与色谱分离过程相关参数 I. 分配系数 (distribution coefficient) K 分配系数与色谱分离 II.容量因子/分配比 (distribution partition ratio) k (1) 容量因子与分配系数的关系 (2) 容量因子与保留时间的关系 (3) 容量因子k及分配系数K与相对保留值α2,1的关系 8.3 色谱分析的基本理论 色谱理论： 一、塔板理论-柱分离效能指标 色谱流出曲线： 理论塔板数n与色谱参数之间的关系为： 2.有效塔板数和有效塔板高度 3.塔板理论的特点 4.塔板理论的不足 二、速率理论 (rate theory)-影响柱效的因素 A─涡流扩散项 (eddy diffusion) B/u —分子扩散项(molecular diffusion) C ·u —传质阻力项 将上面公式总结，即可得色谱van Deemter板高方程： 2.载气流速与柱效 H - u曲线与最佳流速： 液相色谱的van Deemter方程 3. 速率理论的要点 8.4 色谱分离方程 1、色谱分离情况的描述－分离度 分离度（Resolution） (3）分离度R与容量因子k k 增加，分离度R 增加，但当k 10，则R的增加不明显。通常k在2~10之间。 改变k的方法有：适当增加柱温(GC)、改变流动相性质和组成(LC) 。 例题1： 例题2： A = 2λdp dp：固定相的平均颗粒直径 λ：固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀， λ↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。 * B = 2 γDg γ ：弯曲因子，填充柱色谱, γ 1。 Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1） (1) 存在着浓度差，产生纵向扩散， 扩散导致色谱峰变宽，分离变差; (3) 分子扩散项与流速有关，流速↓，扩散↑; (4) 扩散系数：Dg ∝(M载气)-1/2 ； M载气↑， Dg ↓ ，B值↓ * k-容量因子；dp-固定相颗粒直径；df -固定液液膜厚度；Dg 和DL分别是组分在流动相和固定相中的扩散系数。 减小填充物粒度直径，降低液膜厚度，选择小分子量的气体作载气，可降低传质阻力。 传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL，即： C =（Cg + CL） * H = A + B/u + C·u 范氏方程对于分离条件的选择具有指导意义。它可以说明，填充均匀程度，固定相粒度直径，载气种类，载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。 * 载气流速高时(uu最佳)：H ? A + C·u 传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速↑，柱效↓ 载气流速低时（uu最佳）: H ? A + B/u 分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速↑,柱效↓ H = A + B/u + C·u * 以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速即为最佳流速，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。 u Hmin uopt H H = A + B/u + C·u * 作H－u曲线，LC中Hmin和uopt比GC低一个数量级以上； 在很低的流动相流速下，LC的柱效比GC高得多！ * (1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、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)速率理论为色谱分离和操作条件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，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。 (3) 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。选择合适的条件，才能使柱效达到最高。 * 色谱柱的总分离效能－分离度 色谱分离方程 有关色谱分离方程的讨论 * 色谱分离中的四种情况的讨论： ①柱效高, △K 大，完全分离； ②柱效高, △K 小，未完全分离； ③柱效低, △K 大，完全分离； ④柱效低, △K 小，分离效果最差。 * 分离度R是一个综合性指标，是既能反映柱效率又能反映选择性，是总分离效能指标。分离度又叫分