儀器分析色譜分離基本方程

關(guān)于儀器分析色譜分離基本方程第1頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（1）幾個(gè)概念——選擇性系數(shù)α定義與相對(duì)保留值(ri,s)基本相同不同之處在于:選擇性系數(shù)是兩個(gè)相鄰峰的調(diào)整保留值之比（后峰比前峰，α≥1），而不是被測(cè)物與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的調(diào)整保留值之比（可小于1）它是評(píng)價(jià)固定液選擇性的指標(biāo)。選擇性系數(shù)越大，該柱對(duì)此相鄰峰的分離越好。

第2頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三幾個(gè)概念——有效塔板數(shù)N有效在氣相色譜中，通常用有效塔板數(shù)N有效和有效塔板高度H有效來評(píng)價(jià)柱子的分離效能，它扣除了死體積對(duì)分離的影響，更好地反映了柱子的實(shí)際分離效能。柱效越高，該柱的分離能力越好。第3頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三幾個(gè)概念——分離度R

R越大，說明兩組分分離得越好。由于該定義綜合了色譜動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)因素，可作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。第4頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三(2)色譜分離基本方程（Purnell方程）公式推導(dǎo)第5頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（3）色譜分離基本方程的啟示要改善物質(zhì)對(duì)的分離（提高R），即提高兩相鄰物質(zhì)的分離度，可以采取以下措施：提高柱效N提高選擇性系數(shù)α增大容量因子k第7頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三N的影響，如何提高N？分離度R與理論塔板數(shù)N的平方根成正比關(guān)系，增加塔板數(shù)，有利于提高分離度。增加柱長(zhǎng)可增加N，改善分離，但分析時(shí)間將大大延長(zhǎng)，峰產(chǎn)生擴(kuò)展。減小塔板高度H：根據(jù)速率方程的啟示制備一根性能優(yōu)良的色譜柱是十分重要的。根據(jù)速率方程選擇合適的色譜條件同樣有效。第8頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三K的影響，如何改變k？分離度與容量因子有關(guān)，容量因子越大，分離越好。

k135791113∞k/k+10.500.750.830.880.900.920.931.00但當(dāng)容量因子大于10，k/(k+1)的改變不大，而分析時(shí)間將大大延長(zhǎng)。因此，k的最佳范圍是1<k<10。第9頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三改變?nèi)萘恳蜃拥姆椒ㄓ校焊淖冎鶞馗淖兿啾龋锤淖児潭ㄏ嗟牧亢透淖冎荔w積，其中死體積對(duì)k/(k+1)的影響很大，使用死體積大的柱子，分離度將受到很大損失。在高效液相色譜中改變流動(dòng)相的配比是最簡(jiǎn)便、最有效的方法第10頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三α的影響，如何改變?chǔ)?？αN有效R=1.0R=1.51.001.0051.011.021.051.101.251.502.00∞650000163000420007100190040014065∞145000036700094000160004400900320145第11頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三α越大，分離效果越好。增大α是提高分離度最有效的手段。改變柱溫也可改變?chǔ)?。因此在氣相色譜中，增大α最有效的手段是改變固定相，選擇合適的固定相種類是解決分離問題的關(guān)鍵在高效液相色譜中，流動(dòng)相的種類和配比是改善分離最簡(jiǎn)便有效的方法。第12頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三樣品組分K（α）50%甲醇/水40%乙腈/水37%THF/水苯胺1.3（1.07）1.5（1.07）1.7（1.35）苯酚1.6（2.81）1.4（2.87）2.3（1.70）苯甲醚4.5（1.04）4.3（1.09）3.9（1.20）苯4.7（1.96）4.7（1.63）4.7（1.38）氯苯9.27.76.5第13頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三（4）分離度究竟要多大？一般來說R應(yīng)大于1.5。具體工作中應(yīng)根據(jù)樣品要求和定量方法來確定。例如：含量50%的組分，要使峰高定量誤差小于1%，需達(dá)到R1/2=1.28，而采用峰面積定量R1/2需1.00。含量1%的組分，要使峰高定量誤差小于1%，需達(dá)到R1/2=1.83，而采用峰面積定量R1/2需2.37。第14頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三3.氣相色譜操作條件的選擇流速柱溫氣化溫度檢測(cè)器溫度進(jìn)樣量載氣種類固定相種類第15頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三流速u（Fc）根據(jù)速率方程，可計(jì)算求出最佳流速，此時(shí)柱效最高。在實(shí)際工作中，為縮短分析時(shí)間，往往使流速稍高于最佳流速。具體的：對(duì)于填充柱，氮?dú)獾膶?shí)用最佳線速為10-15cm/s；氫氣為15-25cm/s；氦氣介于兩者之間。若填充柱內(nèi)徑為3mm，則體積流速為氮?dú)?5-25ml/min，氫氣30-50ml/min。第16頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三柱溫Tc直接影響分析效能和分析速度。每一種固定液都有它的最高使用溫度，柱溫不可超過這一溫度，否則固定液揮發(fā)流失。柱溫太高，組分揮發(fā)度靠攏，不利于分離。但柱溫太低，被測(cè)組分的擴(kuò)散速度下降，分配不能快速達(dá)到平衡，影響峰型，柱效下降，并使分析時(shí)間大大延長(zhǎng)。柱溫選擇的原則是，在保證難分離物質(zhì)有良好分離的前提下（分離度滿足要求），可以采取較高柱溫，以縮短分析時(shí)間，保證峰型對(duì)稱。第17頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三混合物bp柱溫固定液含量

>300℃低于bp100-200℃1-3%200-300℃低于bp100℃5-10%100-200℃平均bp的2/310-15%氣體室溫15-25%

吸附劑沸程范圍>100℃程序升溫具體的第18頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三汽化溫度一般進(jìn)樣方法下，汽化溫度比柱溫高30-70℃。進(jìn)樣量大時(shí)高一些好，保證瞬間汽化。保證不可超過試樣的分解溫度。其它氣化溫度與具體進(jìn)樣方式有關(guān)。第19頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三檢測(cè)器溫度一般大于或等于柱溫，具體與檢測(cè)器種類有關(guān)。第20頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三進(jìn)樣量液體試樣一般進(jìn)樣量0.1-5μl。氣體試樣一般進(jìn)樣量為0.1-10ml。具體視柱類型，固定液含量（不能超過柱容量）、進(jìn)樣方式、檢測(cè)器的靈敏度和線性范圍等確定。第21頁，講稿共25頁，2023年5月2日，星期三流動(dòng)相（載氣）種類流動(dòng)相的種類要視檢測(cè)器種類確定。常用的有氫氣（熱導(dǎo)用）、氮?dú)猓浠鹧嬗茫?、氦氣（均可用，但價(jià)格較高）。氫氣和