第四节气相色谱基础理论和分析条件的选择-1讲义.ppt

第四节 基础理论与分离条件的选择 一、有关分析组分分离的几个基本概念 二、塔板理论 三、速率理论 四、影响分离的各种因素 五、如何根据具体情况改进色谱柱的分离性能 一、有关分析组分分离的几个基本概念 1.分辨率（R） R＝2(tR2-tR1)/(y1+y2) 式中： tR2，tR1－相邻两组分保留值 y1，y2－相邻两组分峰底宽 当R=1.0，两组分稍存重叠； 当R=1.5，两组分基本分开。# 2、分离因子（r12，又称相对保留值）：为相邻两组分调整保留值之比。 r12 =t’R2/t’R1 r12越大，分离越好。 也有例外（当峰很宽时） 4.分配系数（K）: 浓度之比 K=(Qs/Vs)/(Qm/Vm) =(Qs/Qm) β 式中：Qs－组分在固定相中的量 Vs－柱内固定相体积 Qm－组分在流动相中的量 Vm－柱内流动相体积 β－相比率，β ＝Vm/Vs 5．分配比( k, ，又称容量因子): 量之比 k, =Qs/Qm=K/ β 根据经验方法 tR＝tA(1＋ k, )，故k,又可表示为： k, ＝t’R/ tA (t’R为相对保留时间，tA为死时间） 二、塔板理论(色谱热力学理论） 历史上出现过几种色谱动力学理论，其中最有影响的是塔板理论与速率理论。 塔板理论是在20世纪40年代由马丁和辛格（Martin and ynge）提出的。 1、 塔板理论的几个假设： 1）借用化学工程中蒸馏过程的塔板概念，将色谱柱形象地设想成许多小段，称为塔板。 2）流动相按脉冲形式前进通过柱子。 3）每块塔板中样品组分在流动相与固定相之间的分配很快到达平衡，然后进入下一块塔板； 4）组分在两相间的分配系数与浓度无关，在各个塔板中均为同一常数。 ＃ 2、塔板理论解决的问题 1） 塔板理论提出了理论塔板数与理论塔板高度的概念，根据塔板理论可以了解柱的分离效能（又称柱效能或柱效）。 2）塔板理论还导出了色谱流出曲线方程。 b）n 和 H 是描叙柱效的指标 理论塔板数与色谱参数之间的关系： n = 16( tR / y )2 = 5.54( tR / y1/2 )2 n有效 = 16( t’R / y )2 = 5.54( t’R / y1/2)2 式中： tR：保留时间 y：峰底宽 t’R：相对保留时间 y1/2 ：半峰宽 y ↓ 峰变窄，n ↑ ，H ↓ ，柱的分离效能也就越好，反过来说，n 越多，H 越小，色谱峰越窄。 所以 n 和 H 可作为描叙柱效能的一个指标。 2）色谱流出曲线方程 通过塔板理论可以导出色谱流出曲线方程 C= C max exp(-△v / b2) 式中： △v ＝v-vR； b2=2HLS2k2k’(1+k’)； C: 样品组分浓度； C max：最大浓度。 通过色谱流出曲线方程可以推算出流出峰达到极大值时，组分在柱后的浓度： C max ＝m/[2∏HLS2k2k’(1+k’)]1/2 式中： m:进样量； k：流动相所占截面积的分数； S：柱的横截面； k’：容量因子， k’＝ t’R /tA, （tA 死时间） # 3、塔板理论的特点和不足 1）当色谱柱的长度一致时，