第15章色谱分析法导论.pptVIP

分子扩散项B/u（纵向扩散项）与载气分子量，温度，压力和流速有关。减小纵向扩散项Ｂ／u采取措施：①适当提高流动相流速u，减小保留时间；②用相对分子质量较大的气体作流动相；③适当降低柱温Ｔc。gg*第61页，共116页，星期日，2025年，2月5日3.传质阻力项（Cu）以气相色谱为例，传质阻力系数C等于气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数Cl之和：C=Cg+Cl*第62页，共116页，星期日，2025年，2月5日有的分子还来不及进入两相界面，就被气相带走（Cg）；有的则进人两相界面又来不及返回气相（Cl）。这样，使得试样在两相界面上不能瞬间达到分配平衡，引起滞后现象，从而使色谱峰变宽。担体(Substrate)固定液(Liquidstationaryphase)组分(Component)uCCuClg)(+=dpdf*第63页，共116页，星期日，2025年，2月5日对于填充柱，气相传质阻力系数Cg为式中k为容量因子气相传质阻力：是指组分分子由气相移动到气液两相界面进行交换，这一传质过程中所受到的阻力。*第64页，共116页，星期日，2025年，2月5日由上式看出，气相传质阻力与填充物粒度dp的平方成正比，与组分在载气流中的扩散系数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（如氢气）做载气，可他Cg减小，提高柱效。固定相颗粒越小dp↓，Cg↓；Dg↑，Cg↓*第65页，共116页，星期日，2025年，2月5日Dl为组分在液相中的扩散系数，Dl↑，Cl↓液相传质阻力：组分分子由气液两相界面扩散至固定液内部，进行质量交换达到分配平衡后，再返回气液两相界面的传质过程中所受到的阻力。df为固定相液膜厚度，df↓，Cl↓液相传质阻力系数C1为*第66页，共116页，星期日，2025年，2月5日由上式看出，固定相的液膜厚度df薄，组分在液相的扩散系数D1大，则液相传质阻力就小。降低固定液的含量，可以降低液膜厚度，但k值随之变小，又会使C1增大。当固定液含量一定时，液膜厚度随载体的比表面积增加而降低，因此，一般采用比表面积较大的载体来降低液膜厚度，但比表面太大，由于吸附造成拖尾峰，也不利分离。虽然提高柱温可增大Dl，但会使k值减小，为了保持适当的Cl值，应控制适宜的柱温。*第67页，共116页，星期日，2025年，2月5日H=A+B/u+Cu将上面式总结，即可得气液色谱速率板高方程这一方程对选择色谱分离条件具有实际指导意义，它指出了色谱柱填充的均匀程度，填料颗粒的大小，流动相的种类及流速，固定相的液膜厚度等对柱效的影响。*第68页，共116页，星期日，2025年，2月5日讨论：影响柱效的因素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。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。*第69页，共116页，星期日，2025年，2月5日载气流速与柱效——最佳流速载气流速高时：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：分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速?,柱效?。H=A+B/u+CuHuACBuopt.Hmim*第70页，共116页，星期日，2025年，2月5日载气流速与柱效——最佳流速H-u曲线与最佳流速：由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。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。H=A+B/u+Cu综合考虑:u实际稍高于uopt1.右侧曲线斜率小,u稍变不会引起H的大变化2.为提高分析速度，因为u↑，则tR↓