2–色谱法基本原理.ppt

 第二章 色谱法的基本原理 Principles of Chromatography 本章基本要求 ⒈ 理解混合物中各组分在色谱柱内分离的原因； ⒉ 了解色谱流出曲线和术语； ⒊ 理解柱效率的物理意义及计算方法； ⒋ 理解速率理论方程对实际分离的指导意义； ⒌ 掌握分离度的计算方法及影响分离度的色谱参数。 保留时间 tR 试样从进样开始到柱后出现色谱峰极大值所需要时间。如图中O-B。它相应于样品到达检测器所需的时间。 tR = tR′+ tm 调整保留时间tR′ 扣除死时间后的组份保留时间， 即 tR′ = tR ? tm 组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随流动相通过柱子所需的时间和组分在固定相中滞留的时间；tR′实际上是组分在固定相中滞留的时间。单位(s)或(cm)。 死体积 Vm 不能被固定相滞留的（惰性）组分从进样到出现峰最大值时所消耗的流动相的体积。死体积可由死时间与流动相体积流速F0（L／min）计算： Vm = tm·F0 保留体积 VR 从进样开始到柱后被测组份出现浓度最大值时所通 过的流动相体积。如下：  VR = tR·F0 从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： 在气相色谱柱内，理论塔板数一般达103～106。塔板数越多，其流出曲线越接近于正态分布。根据塔板理论可以导出N 与色谱峰半宽度或峰底宽度的关系： 理论塔板高度H： 为了准确评价色谱柱效能，宜采用有效塔板数Neff和有效塔板高度Heff。有效塔板数Neff和有效塔板高度Heff消除了死体积影响，较真实的反映了色谱柱的好坏。 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: ⒉ 速率理论的要点 速率理论 液相色谱法（P19） 本章基本要求 ⒈ 理解混合物中各组分在色谱柱内分离的原因； ⒉ 了解色谱流出曲线和术语； ⒊ 理解柱效率的物理意义及计算方法； ⒋ 理解速率理论方程对实际分离的指导意义； ⒌ 掌握分离度的计算方法及影响分离度的色谱参数。 ⑴ 被分离组分分子在色谱柱内运行的多路径、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使气-液两相间分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因。 ⑵ 通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。 ⑶ 速率理论为色谱分离和操作条件的选择提供了理论指导，阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。 ⑷ 各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响。因此，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。 2.6 分离度 一、定义 分离度是两色谱峰分离的程度。 图中： a）两色谱峰距离近并且峰形宽。两峰严重相叠，表示选择性和柱效都很差。 b）两峰距离拉开，但峰形仍很宽，说明选择性好，但柱效低。 c）分离最理想，说明选择性好，柱效也高。 tR（2） ，tR（1） ：两组分保留时间 Y 1，Y2 ：两组分色谱峰峰底宽度 分离度Rs 单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中分离情况，故需引入一个综合性指标。分离度是既能反映柱效率又能反映选择性的指标，称总分离效能指标。分离度又叫分辨率，它定义为相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和之半的比值。 同一色谱柱在相同条件下，不同组分可有不同的Rs值。若峰形对称且满足正态分布条件，当 Rs = 1时，分离程度可达到98%； Rs = 1.5时，分离程度可达到99.7%，通常用Rs = 1.5作为相邻两色谱峰完全分开的标志。 两个相邻组分达到完全分离的条件： （1）两色谱峰间有一定距离； （2）两色谱峰宽必须窄。 Rs = 0.75 Rs = 1.0 Rs = 1.5 Y1 = Y2 二、色谱分离方程式及影响分离度的因素 两个相邻组分达到完全分离的条件： ⑴ 两色谱峰间有一定距离，热力学因素。 ⑵ 两色谱峰宽必须窄，动力学因素。 在色谱分析中，一般选一对难分离物质确定分离度。对于难分离物质对，近似把两组分峰底宽看成一样。 (1) 色谱柱效 N Rs与　　成正比。当固定相确定后，要使相邻组分的分离达到