项目三子项目一色谱分析检测技术解题.ppt

* * 1. 分配系数（平衡常数）K 指在一定和温度和压力下，组分在两相间达到分配平衡时，组分在固定相中的浓度cs与组分在流动相中的浓度cm之比。 K： 与温度、压力有关外，还与组分性质、固定相 和流动相性质有关。 不同组分K值的差异，是实现色谱分离的先决条件。 7、分配系数和容量因子 在一定条件下，各种物质的K是不同的。K较小的组分在色谱分析中每次分配后在气相中的浓度较大，因此较早流出色谱柱。K较大的组分每次分配后在气相中浓度较小，因此较晚流出色谱柱。某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出。 从色谱流出曲线中，可得许多重要信息： (1) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数； (2) 根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析； (3) 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析； (4) 色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据； (5) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。 下图是 A、B两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓。 浓度 沿柱移动距离 L A B A B KA KB 若要使A、B组分完全分离，必须满足以下三点： 第一，两组分的分配系数必须有差异； 第二，区域扩宽的速率应小于区域分离的速度； 第三，在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱。 §8 色谱法基本理论 第一、二点是完全分离的必要条件。作为一个色谱理论，它不仅应说明组分在色谱柱中移动的速率，而且应说明组分在移动过程中引起区域扩宽的各种因素。塔板理论和速率理论均以色谱过程中分配系数恒定为前提，故称为线性色谱理论。 1 塔板理论 把色谱柱比作一个精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成。每一块塔板的高度用 H 表示，称为塔板高度，简称板高。 塔板理论假设：在每一块塔板上，溶质在两相间很快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方式向前转移。对一根长为 L 的色谱柱，溶质平衡的次数应为： n 称为理论塔板数 n 越大或 H 越小,柱效率越高,分离能力越强. 塔板理论指出： 第一，当溶质在柱中的平衡次数，即理论塔板数 n 大于50时，可得到基本对称的峰形曲线。在色谱柱中，n 值一般很大，如气相色谱柱的 n 约为103 -106 ，因而这时的流出曲线可趋近于正态分布曲线。 第二，当样品进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异，经过反复多次的分配平衡后，仍可获得良好的分离。 第三，n 与半峰宽及峰底宽的关系式为： 式中tR 与W1/2 ( Wb )应采用同一单位（时间或距离）。 tR 一定时，色谱峰越窄，n 越大，H 越小，柱效能越高。 在实际工作中，计算出来的 n 和 H 值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用tR计算时，没有扣除死时间tM， 所以常用有效塔板数 n有效 表示柱效： 有效板高 ： 用热力学的观点阐明了溶质在色谱柱中的分配平衡和分离过程 解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置 提出了计算和评价柱效的参数 一种半经验性的平衡理论 塔板理论 贡献 缺点 不能解释造成谱带扩张的原因和影响板高的各种因素 不能说明同一溶质为什么在不同的流速下，可以测得不同的理论塔板数 2 速率理论 1956年荷兰学者van Deemter（范第姆特）等在研究气液色谱时，提出了色谱过程动力学理论——速率理论。他们吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。 van Deemter方程的数学简化式为 ū 为流动相的平均线速度，单位：cm/s； A、B、C、为常数，分别代表涡流扩散系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。 （1）涡流扩散项 A 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的“涡流”。从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性——同一组分运行路线长短不同——流出时间不同——峰形展宽。展宽程度以A表示：A=2?dp 其中dp—填充物平均直径；?—填充不规则因子。 可见，使用细粒的固定相并填充均匀可减小A，提高柱效。对于空心毛细管柱，无涡流扩散，即A=0。 (2) 分子扩散项—B / ū （纵向扩散项） ：弯曲因子，填充柱色谱， 1。 Dg：试样组分分子在气相中的扩散