(7.5)--ch06色谱法概论5色谱法塔板理论1.pdf

色谱法概论

色谱法基本理论

•塔板理论

•速率理论

•分离度

•色谱分离方程式

•色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分要达到完全分离，

•两峰间的距离必须足够远，两峰间的距离是由组分在两相间的

分配系数决定的，

即与色谱过程的热力学性质有关。

•峰的宽度尽量窄。峰宽是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决

定的，

即与色谱过程的动力学性质有关。

•因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为

•塔板理论和速率理论。

一、塔板理论

（一）精馏塔与塔板理论

（

1952年马丁Martin）和欣革(Synge)最早提出塔板理

论（Platetheory），把色谱柱比作精馏塔，将一根连续的

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。并假设在每一小段内组

分可以很快的在两相中达到平衡，这样一个小段称作一个理

论塔板（theoreticalplate）,一个理论塔板的长度称作理

论塔板高度H（theoreticalplateheight）。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。由于色谱柱内的塔板数相当多，因此即使组

分分配系数只有微小差异，仍然可以获得好的分离效果。

假想：

色谱柱每个H高度内有一块塔板，共

有若干块塔板组分在每块塔板两相间分配

，，

达平衡K小的先出柱多次分配平衡K有

微小差异组分仍可获较好分离

（二）塔板理论的四个基本假设

1．色谱柱由若干塔板组成，高度H相等，在塔板内组分分配

瞬间达平衡。（H→理论塔板高度）

2．流动相非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱，

每次进入一个塔板体积∆V，=从上一个塔板向下一个转移

m

体积。

3．样品和流动相均加在第0号塔板上，且忽略样品

沿柱方向的纵向扩散

4．分配系数在各塔板上是常数

（三）色谱峰的二项式分布

分离模型：

设组分A的

k=2.0=W/W=2/1

Asm

组分B的

k=0.5=W/W=1/2

Bsm

（三）色谱峰的二项式分布

经过N次转移后，在各塔板内组分的

质量分布符合二项式

(mm)N

sm

m、m表示固定相流动相中

sm

的溶质分数

(mm)N

sm

m、m表示固定相流动相

sm

，

中的溶质分数N塔板数

色谱峰的正态分布（）

（四）N50次

→近似对称分布

(tt)2

R

C2

C0e2C：进样