第3节 色谱理论基础.pptVIP

第一章色谱分析法 一、气相色谱流出曲线 （2）用体积表示的保留值 3. 相对保留值r21 4. 区域宽度 二、容量因子与分配系数 三、塔板理论-柱分离效能指标 有效塔板数和有效塔板高度 塔板理论的特点和不足： 四、 速率理论-影响柱效的因素 1. 涡流扩散项－A 2. 分子扩散项—B 3.传质阻力项— C 4. 载气流速与柱效-最佳流速 5. 速率理论的要点 五、 分离度 分离度的表达式： 例题1： 例题2： * * 一、气相色谱流出曲线 二、容量因子与分配系数 三、塔板理论 四、速率理论 五、分离度 第三节 色谱理论基础 1.基线 无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线。 2.保留值 （1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM （动画） 保留体积（VR）：VR = tR×F0 （ F0为色谱柱出口处的载气流量， 单位：m L / min。） 死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积（VR＇）： V R＇ = VR －VM 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t’R2 / t’R1= V’R2 / V’ R1 相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。 用来衡量色谱峰宽度的参数， 有三种表示方法： （1）标准偏差(?)： 即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。 （2）半峰宽(Y1/2)： 色谱峰高一半处的宽度 Y1/2 =2.354 ? （3）峰底宽(Wb)： Wb=4 ? 分配系数K：组分在两相间的浓度比； 容量因子k：平衡时，组分在各相中总的质量比； k =MS / Mm MS为组分在固定相中的质量，Mm为组分在流动相中的质量。 容量因子k与分配系数K的关系为： 式中β为相比。 填充柱相比：6～35； 毛细管柱的相比：50～1500 容量因子越大，保留时间越长。 可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系： 色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为： n = L / H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为： 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度： (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。 (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。 速率方程（也称范.弟姆特方程式）: H = A + B/u + C·u H：理论塔板高度，u：载气的线速度(cm/s) 减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？ 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，A↓，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。 （动画） B = 2 νDg ν ：弯曲因子，填充柱色谱，ν1。 Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1）。由于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散： （动画） a. 扩散导致色谱峰变宽，H↑(n↓)，分离变差。 b. 分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑， c. 扩散系数：Dg ∝（M载气）-1/2 ； M载气↑，B值↓ 组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。 传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL ，