塔板理论、速率方程.ppt

3.2 纵向扩散项 γ——弯曲因子 Dg——组分在气相的扩散系数，cm 减小纵向扩散项，提高柱效途径： 采用相对分子质量较大的载气 3.3 传质阻力项 气相传质过程是指：试样组分从气相移动到固定相表面的过程，在这一过程中，试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配，这种过程如果进行缓慢，就表示气相传质阻力大，引起色谱峰的扩张。 减小Cg，提高柱效途径： 采用颗粒较小的填充物 采用相对分子质量较小的载气 3.3 传质阻力项 液相传质过程是指：试样组分从固定相的气—液界面移动到液相内部，并发生质量交换达到平衡，然后又返回气—液界面的传质过程，在这一过程中，时间越长，液相传质阻力越大。 减小Cl，提高柱效途径： 采用液膜薄的固定相 df——固定相的液膜厚度 Dl——组分在液相的扩散系数，cm2/s 三、速率方程 速率方程对于分离条件的选择具有指导意义，它可以说明，填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。 四、色谱分离条件的选择 两组分完全分离条件： 峰必须窄 两峰有一定距离 1 2 3 4.1 分离度 色谱柱分离效能的指标 分离度R是指：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个色谱峰峰底宽度总和一半的比值。 R越大，两组分分离越好 热力学性质 动力学因素 4.1 分离度 分离度R的讨论： 若两组峰高相近，峰形对称且满足于正态分布，则： R=1时，分离程度可达到98% R=1.5时，分离程度可达99.7% 可用R=1.5来作为相邻两峰已完全分开的标志 若两组峰高分离较差，峰底宽难以测定，用半峰宽代替峰底宽，则： 姓名：罗利琼 日期：2016年12月3日 色谱理论需要解决的问题： 色谱分离过程的热力学和动力学问题; 影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径; 柱效与分离度的评价指标及其关系。 塔 板 理 论 速 率 方 程 分 离 条 件 的 选 择 色谱分析理论基础 色 谱 分 离 基 本 参 数 色谱图 一、色谱分离基本参数 基线 色谱峰高(h) 死时间(tM) 调整保留时间(t’R) 保留时间(tR) 一、色谱分离基本参数 相对保留值：组分2的调整保留时间与组分1的调整保留时间之比 色谱定性分析的重要参数——只要柱温、固定相性质不变，即使柱长、柱径、填充情况和流动相流速变化，r21值仍不变 相对保留值r21的讨论： r21值越大，相邻两组分的t’R相差越大，分离越好 r21=1，两组分不能被分离 区域宽度： 标准偏差(σ) 半峰宽(Y1/2) 峰底宽(Y) 一、色谱分离基本参数 分配系数(K)：一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度(g/mL)比 分配过程：组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附或溶解、挥发的过程。 分配系数是色谱分离的依据。 一、色谱分离基本参数 分配系数 K仅与固定相和温度有关； 同一组分在各种固定相上的K不同； 分离基础是试样中各组分具有不同K值； 选择适宜固定相可改善分离效果； K越大，溶解和吸附能力越大，出峰越慢； K=0，不被固定相保留，最先出峰。 分配系数K的讨论： 一、色谱分离基本参数 分配比(k)：一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比 分配系数K与分配比k： 一、色谱分离基本参数 K、k都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随柱温、柱压而变化； K只取决于组分和两相性质，与两相体积无关。k不仅取决于组分和两相性质，还与相比有关，即k随固定相的量而变化； K、k都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，保留时间越长，越慢出峰。 分配系数K与分配比k的讨论： 一、色谱分离基本参数 一、色谱分离基本参数 流动相在柱内的线速度为u cm·s-1，由于固定相对组分的保留作用，组分在柱内的线速度us将小于u，两速度之比称为滞留因子Rs 滞留因子 Rs也可用质量分数ω表示 一、色谱分离基本参数 柱长为L， ； 二、塔板理论 塔板理论是一种半经验理论，最早由Martin和Synge提出塔板理论是将一根色谱柱当作一个精馏塔，用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为。同时引入理论塔板数作为衡量柱效率的指标。 二、塔板理论 Martin and Synge receiving the 1952 Nobel Prize in chemistry 二、塔板理论 塔板理论的假设： （1）组分在两相间的分配可以瞬时完成。这样达到分配平衡的一小段柱长称为理论塔板高度H； （2）载气进入色谱柱不是连续的，而是脉动（间歇）过程，每次进气为一个板体积； （3）试样开始时都加在0号塔板上，而且试样在相邻两塔板间没有纵向扩散； （4）在所有塔板上，组分在两相间分配系数是常数。 二、塔板理