速率理论与塔板理论精华版.pdfVIP

一、塔板理论

塔板理论的假设：

(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；

(2)将载气看作成脉动（间歇）过程

(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；

(4)每次分配的分配系数相同。

1.塔板理论（platetheory）半经验理论；

将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次

的平衡过程的重复（类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；

色谱柱长：L，

虚拟的塔板间距离：H

色谱柱的理论塔板数：n

则三者的关系为：

tt

R2R2

n=L/H理论塔板数与色谱参数之间的关系为：n5.54()16()

YW

1/2b

保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!

2.有效塔板数和有效塔板高度

•单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。

•用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。

•组分在t时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔

M

tttt

板高度：R2R222

n5.54()16()RR

n5.54()16()

理YW有效YW

1/2b1/2b

L

H

3.塔板理论的特点和不足有效n

有效

(1)当色谱柱长度一定时，塔板数n越大(塔板高度H越小)，被测组

分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。

(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效

塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

(3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K

相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。

(4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的

实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。

二速率理论

1956年荷兰学者vanDeemter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。

B

HACu

u

式中：u为流动相的线速度；A，B，C为常数，分别代表涡流

扩散项、分子扩散系数、传质阻力系数。