色谱分析概论.ppt

斜率=K 线性：对称峰 凹形：前沿峰 凸形：拖尾峰 对称因子：（拖尾因子） 正常峰（对称） 非正常峰 前沿峰 拖尾峰 色谱峰 ——fs在0.95~1.05之间 ——fs小于0.95 ——fs大于1.05 对称因子(symmetry factor) ——衡量色谱峰对称性 8.分离因子和分离度：—分离参数 描述相邻组分分离状态的指标 （1）分离因子（分配系数比或选择性系数） 定义：两种物质调整保留值之比 分离因子α1是色谱分离的必需条件 （2）分离度（resolution, R）： 衡量色谱分离条件优劣的参数 定义：相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍 讨论 设色谱峰为正常峰，W1≈W2= 4σ 第三节 色谱法基本理论 要使R大，必须： 1、?tR大--- ?k大----热力学 2、W小---峰展宽小---动力学 分离度： 色谱理论包括两方面: 热力学理论：研究分配(分离)过程，塔板理论（plate theory）。 动力学理论：研究各种动力学因素对峰展宽的影响，速率理论（rate theory）。 一、塔板理论 plate theory 。 。 将色谱柱比作蒸馏塔，把一根连续的色谱柱设想成由许多小段组成。在每一小段内，一部分空间为固定相占据，另一部分空间充满流动相。组分随流动相进入色谱柱后，就在两相间进行分配。并假定在每一小段内组分可以很快地在两相中达到分配平衡，这样一个小段称作一个理论塔板，经过多次分配平衡，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔，分配系数大的组分后离开蒸馏塔。 ： （一）塔板理论的四个基本假设 1．柱的组成为多个连续、等距塔板，每塔板内组分分配瞬间达 平衡（H→理论塔板高度） 2．流动相间歇式进入色谱柱，每次进一个塔板体积 3．样品和载气均加在第1号塔板上，沿柱方向纵向扩散忽略 4．分配系数在各塔板上是常数 结果：当塔板数很大时，组分色谱流出曲线为趋 于正态分布 （二）理论板数和理论塔板高度的计算 L ：柱长 色谱柱效参数 续前 有效理论板数和有效理论塔板高度的计算 塔板理论的贡献：从热力学角度 解释了色谱流出曲线的形状和浓度极大点的位置 提出了评价柱效高低的n和H的计算式 须在给定条件，指定组分测定时才有意义 缺点： 1.柱效不能表示被分离组分的实际分离效果。 2.塔板理论无法解释同一色谱柱在不同流动相流速下柱效不同的 结果，无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。 二、速率理论 rate theory 塔板理论成功处： 解释了色谱流出曲线的形状和浓度极大值对应的tR 评价柱效（n，σ） 塔板理论存在问题: 1）做出了四个与实际不相符的假设 忽略了组分在两相中传质和扩散的动力学过程 2）只定性给出塔板高度的概念，却无法解释板高的 影响因素 3）排除了一个重要参数——流动相的线速度u， 因而无法解释柱效与流速关系 更无法提出降低板高的途径 速率理论——影响柱效因素 1956年，荷兰学者范第姆特(Van Deemter)提出了色谱过程动力学理论——速率理论。 塔板高度 涡流扩散项 纵向扩散项 传质阻抗项 H = A + B/u + Cu 吸收了塔板理论的有效成果——H， 并从动力学角度较好地解释了影响柱效的因素 u:线速度，cm/s 流速与柱效的关系 H = A + B/u + Cu 1. 涡流扩散项（多径扩散项）： 当色谱柱内的组分随流动相在固定相颗粒间穿行,朝柱出口方向移动,如果固定相颗粒不均匀,则组分在穿行这些空隙时碰到大小不一的颗粒而必须不断的改变方向,于是在柱内形成了紊乱的湍流流动使流经障碍情况不同的流路中的分子到达柱出口,而使谱带展宽 图示 back 柱填充不均匀 产生原因：流动相携样品进柱，遇到来自固定相颗粒 的阻力→路径不同→涡流扩散 注：颗粒太小，柱压过高且不易填充均匀 空心毛细管柱（0.1~0.5mm），A=0，n理较高 ?：填充不规则因子，填充技术和填料颗粒形状决定。 dp：填料 (固定相) 颗粒的平均直径， dp小，A小；但dp太小，?和柱阻大。 2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u 产生原因： 由于组分的加入，在柱的轴向上形成溶度梯度，因此当组分以塞子形式随流动相流动的时候,以塞子状分布的分子自发的向前和向后扩散。这种由浓度梯度引起的其方向沿着轴向进行的的扩散,称为分子纵向扩散,其谱带展宽 B/u=