第18章色譜法導(dǎo)論-32h

第18章色譜法導(dǎo)論第一節(jié)概論色譜法的最早應(yīng)用是用于分離植物色素，其方法是這樣的：在一玻璃管中放入碳酸鈣，將含有植物色素（植物葉的提取液）的石油醚倒入管中。此時(shí)，玻璃管的上端立即出現(xiàn)幾種顏色的混合譜帶。然后用純石油醚沖洗，隨著石油醚的加入，譜帶不斷地向下移動(dòng)，并逐漸分開成幾個(gè)不同顏色的譜帶，繼續(xù)沖洗就可分別接得各種顏色的色素，并可分別進(jìn)行鑒定。色譜法也由此而得名。玻璃管為色譜柱，管內(nèi)的碳酸鈣填料為固定相，石油醚淋洗液為流動(dòng)相?，F(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分離，其方法也早已得到了極大的發(fā)展，但其分離的原理仍然是一樣的。色譜法也叫層析法，它是一種高效能的物理分離技術(shù)，能夠分離性質(zhì)相近的多組分復(fù)雜混合物。將色譜法用于分析化學(xué)并配合適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段，就成為色譜分析法。色譜法分類1.按固定相形態(tài)分類柱色譜：固定相裝在色譜柱內(nèi)。包括填充柱、整體柱、毛細(xì)管柱或開管柱。平面色譜：固定相呈平面狀。包括薄層色譜和紙色譜。色譜法液相色譜法氣相色譜法氣-液色譜法氣-固色譜法液-固色譜法液-液色譜法2.按兩相的物理形態(tài)、分離機(jī)理分類第二節(jié)基本概念色譜分離體系由兩部分組成：一相是固定不動(dòng)的，我們把它叫做固定相；另一相則不斷流過固定相，我們把它叫做流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相以一定速率流經(jīng)色譜柱，試樣中各個(gè)組分在流動(dòng)相和固定相之間進(jìn)行連續(xù)多次分配。組分與固定相和流動(dòng)相之間的作用力有差別，因而組分在兩相中分布常數(shù)不同。在固定相上吸附力大的，即分布常數(shù)大的，遷移數(shù)率慢，保留時(shí)間長(zhǎng)；在固定相上吸附力小，即分布常數(shù)小的，遷移數(shù)率快。試樣中各組分同時(shí)進(jìn)入色譜柱，但是在不同時(shí)間從色譜柱中洗出，實(shí)現(xiàn)分離?；旌辖M分的分離過程及檢測(cè)器對(duì)各組份在不同階段的響應(yīng)試樣組分在色譜體系中運(yùn)行的特點(diǎn)：1.差速遷移：混合物中不同組分的遷移速率不同差速遷移(保留值的大小)取決于組分與固定相、流動(dòng)相作用力的差異2.分子分布離散：同種組分分子在遷移過程中分布空間擴(kuò)展分子分布離散取決于同種分子運(yùn)動(dòng)速率的差異色譜分離要求：差異速率(保留值大)，分子分布離散(色譜區(qū)帶)窄。2.分布平衡色譜涉及溶質(zhì)在兩相中的分布平衡，平衡常數(shù)K稱為分布系數(shù)或分配系數(shù)K=cs/cmcs是溶質(zhì)在固定相的濃度，cm是溶質(zhì)在流動(dòng)相中的濃度，K是溶質(zhì)在兩相中分布平衡性質(zhì)的度量，反映溶質(zhì)與固定相、流動(dòng)相作用力差別。K只與固定相和溫度有關(guān)，與兩相體積、柱管特性和所用儀器無(wú)關(guān)。溫度、溶質(zhì)一定時(shí)，K主要取決于固定相性質(zhì)。每個(gè)組份在各種固定相上的分配系數(shù)K不同；組分的分配系數(shù)K越小，出峰越快；組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；某組分的K=0時(shí)，即不被固定相保留，最先流出。選擇適宜的固定相可改善分離效果；試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎(chǔ)；3.色譜流動(dòng)相流速穩(wěn)定的流動(dòng)相流速是色譜系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本條件。流動(dòng)相的流速通常有兩種表達(dá)方式體積流量FcmL/min，單位時(shí)間流過色譜柱的平均體積。Fc采用容器收集柱后一定時(shí)間內(nèi)流出流動(dòng)相的體積進(jìn)行測(cè)定。線速度cm/min，mm/min，單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱的長(zhǎng)度由柱長(zhǎng)L和死時(shí)間tM求出，=L/tM4.色譜圖分離試樣各組分依次進(jìn)入柱后，由檢測(cè)器產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，響應(yīng)信號(hào)大小對(duì)時(shí)間或流動(dòng)相流出體積的關(guān)系曲線為色譜圖。色譜圖的橫坐標(biāo)是時(shí)間或流動(dòng)相體積，縱坐標(biāo)是組分在流動(dòng)相中濃度或檢測(cè)器響應(yīng)信號(hào)大小，色譜圖是色譜分析的主要技術(shù)資料，色譜包含的色譜信息1.說明試樣是否是單一純化和物。正常色譜條件下，如果色譜圖有一個(gè)以上色譜峰，說明試樣中有一個(gè)以上組分。色譜圖能夠提供試樣中的最低組分?jǐn)?shù)。2.說明色譜柱效和分離情況，可定量計(jì)算出表征色譜柱效的理論塔板數(shù)、評(píng)價(jià)相鄰物質(zhì)對(duì)分離優(yōu)劣的分離度。3.提供各組分保留時(shí)間等色譜定性數(shù)據(jù)。4.給出個(gè)組分色譜峰高、峰面積等定量數(shù)據(jù)。色譜圖基線：在實(shí)驗(yàn)條件下，色譜柱后僅有純流動(dòng)相進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)的流出曲線稱為基線?；€在穩(wěn)定的條件下應(yīng)是一條水平的直線。它的平直與否可反應(yīng)出實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定情況。色譜峰高(h)：色譜峰頂點(diǎn)與基線的距離叫峰高。峰面積：色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。色譜峰區(qū)域?qū)挾龋荷V峰的區(qū)域?qū)挾仁巧V流出曲線的重要參數(shù)之一，可用于衡量色譜柱的柱效及反映色譜操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。寬度越窄，其效率越高，分離的效果也越好。區(qū)域?qū)挾韧ǔＳ腥N表示方法：標(biāo)準(zhǔn)差：峰高0.607倍處峰寬處的一半。半峰寬W1/2：峰高一半處的峰寬。W1/2=2.354峰底寬W：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線與基線的交點(diǎn)間的距離。W=4。5.保留值保留值是試樣各組分在色譜柱或色譜體系中保留行為的度量，反映溶質(zhì)與色譜固定相作用力類型和大小，是色譜熱力學(xué)參數(shù)和定性依據(jù)。比移值Rf：溶質(zhì)通過色譜柱的平均線速度u與流動(dòng)相平均線速度ux之比。溶質(zhì)分子在流動(dòng)相中消耗的時(shí)間分?jǐn)?shù)等于溶質(zhì)分子在流動(dòng)相中分布的分子分?jǐn)?shù)，這樣得到：nm和ns分別為溶質(zhì)在流動(dòng)相和固定相的分子數(shù)或物質(zhì)的量。溶質(zhì)在流動(dòng)相中消耗的時(shí)間越多，nm越大，ux越大，Rf也越大。如果溶質(zhì)在流動(dòng)相中消耗時(shí)間分?jǐn)?shù)為1，即溶質(zhì)一直在流動(dòng)相中遷移，未在固定相中停留，ux=u，Rf=1。如果溶質(zhì)一直停留在固定相，譜帶不隨流動(dòng)相遷移，則ux=0，Rf=0。通常，0<Rf<1死時(shí)間(tM)：不與固定相作用的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間。由于該物質(zhì)不與固定相作用，因此，其流速與流動(dòng)相的流速相近。tM=L/u實(shí)際應(yīng)用中，采用與流動(dòng)相性質(zhì)相近、不與固定相發(fā)生作用的物質(zhì)。氣相色譜一般用空氣，液相色譜用與流動(dòng)相性質(zhì)相近的溶劑。保留時(shí)間tR：試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間，tM=L/ux它包括組份隨流動(dòng)相通過柱子的時(shí)間tM和組份在固定相中滯留的時(shí)間。調(diào)整保留時(shí)間tR?：某組份的保留時(shí)間扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。tR?=tR-tM死體積VM：死時(shí)間內(nèi)流經(jīng)色譜柱的流動(dòng)相的體積VM=tMFcFc為柱出口的載氣流速(mL/min)保留體積VR：保留時(shí)間內(nèi)流經(jīng)色譜柱的流動(dòng)相體積VR=tRFc調(diào)整保留體積VR?：在調(diào)整保留時(shí)間內(nèi)流經(jīng)色譜柱的流動(dòng)相體積VR?=tR?Fc=VR-VM保留因子k:溶質(zhì)分布在固定相和流動(dòng)相的分子數(shù)或物質(zhì)的量之比ns和nm分別為溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相的分子數(shù)或物質(zhì)的量cs和cM是溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相中的濃度Vs和VM是色譜柱中固定相和流動(dòng)相當(dāng)體積k也等于組分的校正保留時(shí)間與死時(shí)間的比值k可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。由此也可知道，k可表示出組分在柱中停留時(shí)間的長(zhǎng)短。k越大，停留時(shí)間也就越長(zhǎng)。還可推導(dǎo)出幾種保留值與k的關(guān)系相對(duì)保留值對(duì)A、B兩組分的相對(duì)保留值，用下式表示：

=tRA/tRB=kA/kB=KA/KB對(duì)固定相的選擇具有實(shí)際意義。如果兩組分的K或k值相等，則=1，兩個(gè)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配系數(shù)是色譜分離的先決條件。第三節(jié)溶質(zhì)分布譜帶展寬理想色譜過程指溶質(zhì)在兩相間物質(zhì)交換在熱力學(xué)上可逆，傳質(zhì)速率很高，瞬間實(shí)現(xiàn)平衡，同時(shí)忽略分子擴(kuò)散。線性理想色譜：溶質(zhì)在兩相間分布呈線性，溶質(zhì)在色譜柱內(nèi)遷移為理想狀態(tài)，可以用簡(jiǎn)單的理論模型和數(shù)學(xué)方法求出溶質(zhì)濃度分布。線性非理想色譜：大部分分配色譜非線性理想色譜：液固吸附色譜非線性非理想色譜：氣固吸附色譜2.塔板理論塔板理論是描述色譜柱中組分在兩相間的分配狀況及評(píng)價(jià)色譜柱的分離效能的一種半經(jīng)驗(yàn)式的理論。塔板理論將一根色譜柱當(dāng)作一個(gè)由許多塔板組成的精餾塔，用塔板概念來(lái)描述組分在柱中的分配行為。塔板是從精餾中借用的，是一種半經(jīng)驗(yàn)理論，但它成功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分布。塔板理論假定：1）色譜柱由內(nèi)徑一致，填充均勻的塔板組成，塔板高度H均相等。2）塔板之間不連續(xù)，且塔板之間無(wú)分子擴(kuò)散。3）某組分在所有塔板上的分配系數(shù)相同，組分在各塔板內(nèi)兩相間的分配瞬間達(dá)至平衡，達(dá)一次平衡所需柱長(zhǎng)為理論塔板高度H。4）流動(dòng)相以不連續(xù)方式加入，即以一個(gè)一個(gè)的塔板體積加入。溶質(zhì)在色譜柱內(nèi)分布平衡塔板理論是把色譜柱假想為一個(gè)精餾塔，塔內(nèi)存在許多塔板，組分在每個(gè)塔板的氣相和液相間進(jìn)行分配，達(dá)成一次分配平衡。然后隨著流動(dòng)相按一個(gè)塔板、一個(gè)塔板的方式向前移動(dòng)。經(jīng)過多次分配平衡后，分配系數(shù)小的組分，先離開蒸餾塔（色譜柱），分配系數(shù)大的組分后離開蒸餾塔（色譜柱），從而使分配系數(shù)不同的組分彼此得到分離。分離過程如下圖所示為簡(jiǎn)單起見，設(shè)色譜柱由5決塔板（n=5，n為柱子的塔板數(shù)）組成，并以r表示塔板編號(hào)。r=0，1，2，3，4，5；某組分的分配比k=1。開始時(shí)，將單位質(zhì)量（即m=1）的該組分進(jìn)入0號(hào)塔板上，然后將流動(dòng)相以一個(gè)板體積（△V）一個(gè)板體積的脈沖形式進(jìn)入色譜柱；此時(shí)組分將按下表所示在固定相和流動(dòng)相進(jìn)行分配：板號(hào)r載氣體積0123進(jìn)樣mM0.5mS0.5△VmM0.250.25mS0.250.252△VmM0.1250.125+0.1250.125mS0.1250.125+0.1250.1253△VmM0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063mS0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063按上述分配過程，對(duì)于n=5，k=1，m=1的體系，隨著進(jìn)入柱中板體積載氣的增加，組分分布在柱內(nèi)任一板上的總量（氣相和液相的總質(zhì)量）見下表：nr01234出口010000010.50.5000020.250.50.2500030.1250.3750.3750.1250040.0630.250.3750.250.063050.0320.1570.3130.3130.1570.03260.0160.0950.2350.3130.2350.07970.0080.0560.1160.2740.2740.11880.0040.0320.0860.1960.2740.13390.0020.0180.0590.1410.2360.138100.0010.0100.0380.1000.1890.118

n

r01234出口1100.0050.0240.0690.1450.0951200.0020.0160.0460.1070.0731300.0010.0080.0300.0760.05414000.0040.0190.0530.03815000.0020.0120.0360.02816000.0010.0080.0240.018由表中可見，當(dāng)n=5時(shí)，即5個(gè)塔板體積的流動(dòng)相進(jìn)入柱中時(shí)，組分就開始從柱口流出。并且呈現(xiàn)先小后大的情況。以上是當(dāng)塔板數(shù)為5時(shí)的情況，出現(xiàn)的峰形不對(duì)稱，這是由于塔板數(shù)太少的原因。當(dāng)塔板數(shù)大于50時(shí)，峰形就是對(duì)稱的。在實(shí)際色譜柱中，n值很大（約為106～109）。所以色譜峰一般為正態(tài)分布。理論塔板的計(jì)算公式：對(duì)于一個(gè)柱子下說，其理論塔板數(shù)n可由下式計(jì)算：式中：tR為某組分的保留時(shí)間，2Δt1/2為某組分色譜峰的半高寬度，W為色譜峰的峰底寬度。由式可見，柱子的理論塔板數(shù)與峰寬和保留時(shí)間有關(guān)。保留時(shí)間越大，峰越窄，理論塔板數(shù)就越多。柱效能也就越高。對(duì)于一個(gè)柱長(zhǎng)固定為L(zhǎng)的柱子，其理論塔板高度H為每一個(gè)塔板的高度，即組分在柱內(nèi)每達(dá)成一次分配平衡所需要的柱長(zhǎng)叫理論塔板高度。它越小，也表示柱效能越高。單位柱長(zhǎng)的理論塔板數(shù)n或板高H常用作色譜柱效的指標(biāo)。在以上計(jì)算理論塔板數(shù)的式子中使用的是保留時(shí)間，它包括了死時(shí)間，它與組分在柱內(nèi)的分配無(wú)關(guān)，因此不能真正反映色譜柱的柱效。為此，引入了有效塔板數(shù)的概念。同理有效塔板高度為：理論塔板數(shù)(高度)和有效理論塔板數(shù)(高度)的關(guān)系：塔板理論的特點(diǎn)：(1)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù)n越大(塔板高度H越小)，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。(3)柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。(4)塔板理論無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。3.速率理論-范弟姆特方程式塔板理論是一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)性的理論。它定性的給出了板高的概念，但不能指出影響板高的因素。速率理論就是在塔板理論的基礎(chǔ)上，給出了影響塔板高度的因素：u為流動(dòng)相線速度；A，B，C為常數(shù)，其中A—表示渦流擴(kuò)散系數(shù)；B/u—分子擴(kuò)散因數(shù)；Cu—傳質(zhì)因數(shù)（包括液相和固相傳質(zhì)阻力系數(shù)）；Cs和Cm分別為流動(dòng)相和固定相傳質(zhì)項(xiàng)系數(shù)。該式從動(dòng)力學(xué)角度很好地解釋了影響板高（柱效）的各種因素！任何減少方程右邊三項(xiàng)數(shù)值的方法，都可降低H，從而提高柱效。1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)(A)在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過程中隨流動(dòng)相不斷改變方向，形成紊亂的“渦流”：從圖中可見，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性——同一組分運(yùn)行路線長(zhǎng)短不同——流出時(shí)間不同——峰形展寬。展寬程度以A表示：A=2dp其中dp—填充物平均直徑；—填充不規(guī)則因子。

可見，使用細(xì)粒的固定相并填充均勻可減小A，提高柱效。對(duì)于空心毛細(xì)管柱，無(wú)渦流擴(kuò)散，即A=0。流動(dòng)方向2）縱向擴(kuò)散項(xiàng)(B/u)縱向分子擴(kuò)散是由于濃度梯度引起的。當(dāng)樣品被注入色譜柱時(shí)，它呈“塞子”狀分布。隨著流動(dòng)相的推進(jìn)，“塞子”因濃度梯度而向前后自發(fā)地?cái)U(kuò)散，使譜峰展寬。其大小為B=2D—稱為彎曲因子，它表示固定相幾何形狀對(duì)自由分子擴(kuò)散的阻礙情況；D—組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)。組份為氣體或液體時(shí)，分別以Dg或Dm表示；分子量大的組分，Dg小，即B小,Dg

隨柱溫升高而增加，隨柱壓降低而減?。涣鲃?dòng)相分子量大，Dg小，即B小，u增加，組份停留時(shí)間短，縱向擴(kuò)散?。唬˙/u）對(duì)于液相色譜，因Dm較小，B項(xiàng)可勿略。球狀顆粒；大分子量流動(dòng)相；適當(dāng)增加流速；短柱；低溫。3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)(Cu)因傳質(zhì)阻力的存在，使分配不能“瞬間”達(dá)至平衡，因此產(chǎn)生峰形展寬。氣相色譜以氣體為流動(dòng)相，液相色譜以液體為流動(dòng)相，二者傳質(zhì)過程不完全相同。下面分別作討論。a）固定相傳質(zhì)阻力系數(shù)：傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)Cs是保留因子k的一個(gè)復(fù)雜函數(shù)，與固定液膜厚度df平方成正比，與固定相內(nèi)地?cái)U(kuò)散系數(shù)Ds成反比。q是一個(gè)由固定項(xiàng)顆粒形狀和孔結(jié)構(gòu)決定的結(jié)構(gòu)因子氣體流動(dòng)相對(duì)傳質(zhì)項(xiàng)Cm也是保留因子k的一個(gè)復(fù)雜函數(shù)，正比于柱填料粒徑dp的平方，反比于溶質(zhì)在氣體流動(dòng)相內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)Dm。固定相傳質(zhì)阻力與液膜厚度df、保留因子k和擴(kuò)散系數(shù)Ds等有關(guān)。降低固定相傳質(zhì)阻力的方法有：減小液膜厚度df

；采用分子量小的流動(dòng)相，使Ds增加；增加柱溫，可增加Ds，但k值也減小，為保持合適Cs值，應(yīng)控制柱溫。流動(dòng)相傳質(zhì)阻力包與填充物大小dp、擴(kuò)散系數(shù)Dm、微孔大小及其數(shù)量等有關(guān)。降低流動(dòng)相傳質(zhì)阻力的方法有：細(xì)顆粒固定相、增加組分在固定相和流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)D、適當(dāng)降低線速度、短柱。影響柱效的變量1.流動(dòng)相流速由方程H=A+B/u+Cu知道：當(dāng)u一定時(shí)，僅在A、B、C較小時(shí)，H較小，柱效較高；反之則柱效較低，色譜峰將展寬。以u(píng)對(duì)H作圖，可得H-u曲線（如圖），從該曲線得到：板高，H(cm)HminA+B/u+CuCuAB/u渦流擴(kuò)散項(xiàng)A與流速u無(wú)關(guān)；低流速區(qū)(u小)，B/u大，分子擴(kuò)散項(xiàng)占主導(dǎo)，此時(shí)選擇分子量大的氣體如N2和Ar為載氣，可減小擴(kuò)散，提高柱效；高流速區(qū)(u大)，Cu大，傳質(zhì)阻力項(xiàng)占主導(dǎo)，此時(shí)選擇分子量小的氣體如H2和He為載氣，可增加擴(kuò)散系數(shù)，提高柱效；

LC的Hmin和uopt均比GC的小一個(gè)數(shù)量級(jí)，即在

LC中，較低流速可獲得較大的柱效。

曲線的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)最佳線速uopt()下的最小板高Hmin()；2.填料粒徑dp大小對(duì)板高的影響實(shí)驗(yàn)表明，顆粒越細(xì)，板高越小，受線速影響越小。即在HPLC分析中采用細(xì)粒作固定相的理論根據(jù)！但顆粒細(xì)導(dǎo)致柱流速慢，當(dāng)采用高壓技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)HPLC的分析要求。板高,H(cm)3.色譜柱溫溫度影響擴(kuò)散系數(shù)Ds和Dm，從而影響分子擴(kuò)散和傳質(zhì)速率。溫度變化對(duì)色譜過程分子擴(kuò)散和傳質(zhì)的影響是矛盾的：柱溫升高，Ds和Dm升高，但k值也減小，要選擇合適的溫度。色譜分離中的四種典型情況①分離效果差，柱效低，選擇性（）低②完全分離，柱效高，峰窄，選擇性（）低；③完全分離，選擇性（）增加，柱效低，峰寬④完全分離，柱效高，選擇性（）好第四節(jié)基本分離方程1.分離度同時(shí)反映色譜柱效能和選擇性的一個(gè)綜合指標(biāo)。也稱總分離效能指標(biāo)或分辨率。其定義為：R越大，相鄰組分分離越好。當(dāng)R=1.5時(shí)，分離程度可達(dá)99.7%，因此R=1.5通常用作是否分開的判據(jù)。R=1.0時(shí)，分離程度達(dá)到96%,稱為基本分離。R=1.5R=0.75R=1.0響應(yīng)信號(hào)保留時(shí)間t,min2.色譜分離方程R的定義并未反映影響分離度的各種因素。也就是說，R未與影響其大小的因素：柱效n(動(dòng)力學(xué))、選擇因子和保留因子k(熱力學(xué))聯(lián)系起來(lái)。對(duì)于相鄰的難分離組分，由于它們的分配系數(shù)K相差小，可合理假設(shè)k1k2=k，W1W2=W。因此可導(dǎo)出R與n、和k的關(guān)系有關(guān)分離方程的討論：1）分離度R與柱效的關(guān)系分離度R與理論塔板數(shù)N有關(guān)，即R受熱力學(xué)性質(zhì)的影響。由色譜方程可得：因此可通過增加柱長(zhǎng)提高分離度。然而，分析時(shí)間也相應(yīng)增加，且峰寬也展寬！為提高柱效，用減小塔板高度H的方法比增加柱長(zhǎng)更有效。理論塔板數(shù)N：2）分離度R與保留因子的關(guān)系越大，柱選擇性越好，對(duì)分離有利。的微小變化可引起R較大改變。如，當(dāng)從1.01增加至1.10(增加9%)時(shí)，R則增加9倍(但>1.5,R增加不大)。改變的方法有：降低柱溫、改變流動(dòng)相及固定相的性質(zhì)和組成。

3）分離度R分配比k的關(guān)系

k增加，分離度R增加，但當(dāng)k>10，則R的增加不明顯。通常k在2~10之間。改變k的方法有：適當(dāng)增加柱溫(GC)、改變流動(dòng)相性質(zhì)和組成(LC)以及固定相含量。70%CH3OH+30H2O60%CH3OH+40H2O50%CH3OH+50H2O40%CH3OH+60H2O溶劑(流動(dòng)相)組成對(duì)色譜分離的影響(梯度淋洗)1：9,10-蒽醌；2：2-甲基-9,10-蒽醌；3：2-乙基-9,10-蒽醌4：1,4-二甲基-9,10-蒽醌；5：2-特丁基甲基-9,10-蒽醌；改變組成使k最佳3.分析時(shí)間t分析時(shí)間通常指最后一個(gè)組分出峰的時(shí)間。其值為可見，分析時(shí)間與R，，k、H/u等參數(shù)有關(guān)。R增加1倍，分析時(shí)間則是原來(lái)的4倍。實(shí)際工作中，即要能獲得有效的分離，又要在較短時(shí)間內(nèi)完成分析。例：兩物質(zhì)A和B在30cm長(zhǎng)的色譜柱上的保留時(shí)間分別為16.4和17.63min，有一不與固定相作用的物質(zhì)，其在此柱上的保留時(shí)間為1.30min。物質(zhì)A和B的峰底寬分別為1.11和1.21min。試問：1）柱分辨率R；2）柱平均理論塔板數(shù)nav3）平均塔板高度Hav4）若要求R達(dá)到1.5，則柱長(zhǎng)至少應(yīng)為多少？5）使用上述較長(zhǎng)的柱進(jìn)行分析時(shí)，其分析時(shí)間為多長(zhǎng)？6）不增加柱長(zhǎng)，要求在原來(lái)的分析時(shí)間內(nèi)R達(dá)到1.5，該柱的塔板高度應(yīng)為多少？1）柱分辨率R；2）柱平均理論塔板數(shù)nav3）平均塔板高度Hav44）若要求R達(dá)到1.5，則柱長(zhǎng)至少應(yīng)為多少？5）使用上述較長(zhǎng)的柱進(jìn)行分析時(shí)，其分析時(shí)間為多長(zhǎng)？6）不增加柱長(zhǎng)，要求在原來(lái)的分析時(shí)間內(nèi)R達(dá)到1.5，該柱的塔板高度應(yīng)為多少？第五節(jié)色譜方法選擇方法選擇根據(jù)試樣物理、化學(xué)性質(zhì)和分析要求來(lái)選擇色譜方法：各種氣體、沸點(diǎn)500℃以下具有揮發(fā)性的試樣，采用氣相色譜分析。非揮發(fā)性試樣，包括有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、高分子化合物、可解離化合物采用高效液