色譜法基本定論1

色譜法基本理論一、塔板理論熱力學(xué)理論，使用相平衡觀點(diǎn)來研究色譜分離過程。二、速率理論動(dòng)力學(xué)理論使用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)研究動(dòng)力學(xué)因素對(duì)色譜分離過程和柱效的影響。

基本理論色譜法基本理論把色譜柱比作一個(gè)精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為，同時(shí)引入理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用H表示，稱為塔板高度，簡稱塔高或板高。

塔板理論色譜法基本理論

在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很快達(dá)到分配平衡，然后隨著流動(dòng)相按一個(gè)一個(gè)塔板的方式向前移動(dòng)。對(duì)于一根長為L的色譜柱，溶質(zhì)在兩相平衡的次數(shù)應(yīng)為：

n=L/H

n稱為理論塔板數(shù)。

柱效隨理論塔板數(shù)n的增加而增加，隨板高H的增大而減小。

塔板理論色譜法基本理論由塔板理論可導(dǎo)出塔板數(shù)和峰寬的關(guān)系：

式中，tR與W1/2、W應(yīng)采用同一單位（時(shí)間或距離）。從公式可以看出，在tR

一定時(shí)，如果色譜峰很窄，則說明n越大，H越小，柱效能越高。

塔板理論色譜法基本理論為了真實(shí)反映色譜柱的分離效能，通常用扣除死時(shí)間后的調(diào)整保留時(shí)間

，并用有效塔板數(shù)（neff）或有效塔板高度（Heff）作為衡量柱效能指標(biāo)。

塔板理論色譜法基本理論

1956年荷蘭vanDeemter等在研究氣液色譜時(shí)，提出了速率理論。他們吸收了塔板理論中塔高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程，從而在動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響塔高的各種因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u為流動(dòng)相的線速度；A渦流擴(kuò)散系數(shù)、B

分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、C傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。在HPLC中，H=A+Cu（B看為0）

速率理論色譜法基本理論(1)

渦流擴(kuò)散項(xiàng)－A

A=2λdp

dp：固定相的平均顆粒直徑λ：固定相的填充不均勻因子固定相顆粒越小dp↓，填充的越均勻，A↓，H↓，柱效n↑。表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。

速率理論色譜法基本理論(2)分子擴(kuò)散項(xiàng)—B

B=2νDg

ν：彎曲因子，填充柱色譜，ν<1。Dg：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2·s-1）。由于柱中存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散：a.擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，H↑(n↓)，分離變差。b.分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速有關(guān)，流速↓，滯留時(shí)間↑，擴(kuò)散↑，

c.擴(kuò)散系數(shù)：Dg

∝（M載氣）-1/2；M載氣↑，B值↓

速率理論色譜法基本理論(3)

傳質(zhì)阻力項(xiàng)—C

組分在氣相和液相兩相間進(jìn)行反復(fù)分配時(shí)，遇到阻力。傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力Cg和液相傳質(zhì)阻力Cl

，液相傳質(zhì)阻力大于氣相傳質(zhì)阻力。即：C=（Cg+Cl）

速率理論流動(dòng)相固液界面固定液組分分子ClCg色譜法基本理論

1956年荷蘭vanDeemter等在研究氣液色譜時(shí)，提出了速率理論。他們吸收了塔板理論中塔高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴(kuò)散和傳質(zhì)過程，從而在動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上較好地解釋了影響塔高的各種因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u為流動(dòng)相的線速度；A渦流擴(kuò)散系數(shù)、B

分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)、C傳質(zhì)阻力項(xiàng)系數(shù)。在HPLC中，H=A+Cu（B看為0）

速率理論色譜法基本理論(4)載氣流速與柱效-最佳流速H-u曲線與最佳流速：以塔板高度H對(duì)應(yīng)載氣流速u作圖，曲線最低點(diǎn)的流速即為最佳流速。

速率理論色譜法基本理論①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。

分離度和分離方程色譜法基本理論分離度（R）又稱為分辨率，是指兩色譜峰尖距離與峰寬之和一半的比值。分離度是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標(biāo)，稱總分離效能指標(biāo)。R=0.8：兩峰的分離程度可達(dá)89%；R