【正文】 品組分在固定相和流動相之間反復(fù)多次的分配過程，而吸附色譜的分離是基于反復(fù)多次的 吸附 脫附 過程。 這種分離過程經(jīng)常用樣品分子在兩相間的分配來描述，而描述這種分配的參數(shù)稱為分配系數(shù) K。 39 它（ K） 是指在一定溫度和壓力下，組分在固定相和流動相之間分配達平衡時的濃度之比值，即 K=溶質(zhì)在固定相中的濃度 / 溶質(zhì)在流動相中的濃度 =Cs/Cm 40 分配系數(shù)是由組分和固定相的熱力學(xué)性質(zhì)決定的，它是每一個溶質(zhì)的特征值，它僅與兩個變量有關(guān)： 固定相和溫度 。與兩相體積、柱管的特性以及所使用的儀器無關(guān)。41 k 分配比又稱 容量因子 ，它是指在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達平衡時，分配在固定相和流動相中的物質(zhì)的量比。即 k =組分在固定相中的物質(zhì)的量 /組分在流動相中的物質(zhì)的量 =ns/nm42 k值越大，說明組分在固定相中的量越多，相當(dāng)于柱的容量大，因此又稱 分配容量或容量因子 。它是衡量色譜柱對被分離組分保留能力的重要參數(shù)。 k值也決定于組分及固定相熱力學(xué)性質(zhì)。它不僅隨柱溫、柱壓變化而變化，而且還與流動相及固定相的體積有關(guān)。 43 k = ns / nm =CsVS / CmVm 式中 cs,cm分別為組分在固定相和流動相的濃度； Vm為柱中流動相的體積，近似等于死體積。 Vs為柱中固定相的體積 ， 在各種不同的類型的色譜中有不同的含義。44例如：在分配色譜中， Vs表示固定液的體積；在尺寸排阻色譜中，則表示固定相的孔體積。分配比 k 值可直接從色譜圖中測得 。 k=(tR–tM)/tM=t?R/tM=V?R/V0453.分配系數(shù) K與分配比 k 的關(guān)系K=kVS/VM=k . ?其中 β稱為相比 ，它是反映各種色譜柱柱型特點的又一個參數(shù)。例如，對填充柱，其β值一般為 635；對毛細(xì)管柱，其 β值為 60600。46滯留因子 Rs 分配比 k值可直接從色譜圖測得。設(shè)流動相在柱內(nèi)的線速度為 u， 組分在柱內(nèi)線速度為 us， 由于固定相對組分有保留作用，所以 us＜ u． 此兩速度之比稱為 滯留因子 Rs。 47Rs若用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，即 對組分和流動相通過長度為 L的色譜柱，其所需時間分別為48整理式（ 1814）～（ 1817），可得 49 K及分配比 k與選擇因子 α的關(guān)系對 A、 B兩組分的選擇因子，用下式表示：α=t?R(B)/t?R(A)=k（ A） /k（ B）=K（ A） /K（ B）通過選擇因子 α把實驗測量值 k與熱力學(xué)性質(zhì)的分配系數(shù) K直接聯(lián)系起來， α對固定相的選擇具有實際意義。50 如果兩組分的 K或 k值相等，則α=1 ， 兩個組分的色譜峰必將重合，說明分不開。兩組分的 K或 k值相差越大，則分離得越好 。因此兩組分具有不同的分配系數(shù)是色譜分離的先決條件。51下圖是 A、 B兩組分沿色譜柱移動時，不同位置處的濃度輪廓。 濃度沿柱移動距離 LA BA BKAKB 圖中 KAKB ， 因此， A組分在移動過程中滯后。隨著兩組分在色譜柱中移動距離的增加，兩峰間的距離逐漸變大，同時，每一組分的濃度輪廓（即區(qū)域?qū)挾龋┮猜儗?。顯然，區(qū)域擴寬對分離是不利的，但又是不可避免的。若要使 A、 B組分完全分離，必須滿足以下三點： 52第一 ，兩組分的分配系數(shù)必須有差異；第二 ，區(qū)域擴寬的速率應(yīng)小于區(qū)域分 離的速度；第三 ，在保證快速分離的前提下，提供足夠長的色譜柱。53 第一、二點是完全分離的必要條件。作為一個色譜理論，它不僅應(yīng)說明組分在色譜柱中移動的速率，而且應(yīng)說明組分在移動過程中引起區(qū)域擴寬的各種因素。 塔板理論和速率理論均以色譜過程中分配系數(shù)恒定為前提 ，故稱為線性色譜理論。54小 結(jié)色譜法研究的核心 選擇最適合的色譜體系和條件、在最短的時間達到最佳的分離效果。55（ 二）塔板理論 把色譜柱比作一個精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為， 同時引入理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo) ，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用 H表示，稱為塔板高度，簡稱板高。56 塔板理論假設(shè)：1. 在柱內(nèi)一小段長度 H內(nèi)，組分可以在兩相間迅速達到平衡。這一小段柱長稱為理論塔板高度 H。2. 以氣相色譜為例，載氣進入色譜柱不是連續(xù)進行的，而是脈動式，每次進氣為一個塔板體積（ Δ Vm）。3. 所有組分開始時存在于第 0號塔板上，而且試樣沿軸（縱）向擴散可忽略。4. 分配系數(shù)在所有塔板上是常數(shù)，與組分在某一塔板上的量無關(guān)。57 簡單地認(rèn)為：在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很快達到分配平衡，然后隨著流動相按一個一個塔板的方式向前移動。對于一根長為 L的色譜柱，溶質(zhì)平衡的次數(shù)應(yīng)為：n=L/H n稱為理論塔板數(shù) 。與精餾塔一樣，色譜柱的柱效隨理論塔板數(shù) n的增加而增加，隨板高 H的增大而減小。 58根據(jù)上述假定，在色譜分離過程中，該組分的分布可計算如下： 開始時，若有單位質(zhì)量，即 m=1（ 例1mg或 1μg ） 的該組分加到第 0號塔板上，分配平衡后，由于 k=1， 即 ns=nm故 nm=ns=。當(dāng)一個板體積（ lΔV ） 的載氣以脈動形式進入 0號板時，就將氣相中含有 nm部分組分的載氣頂?shù)?1號板上，此時 0號板液相（或固相）中 ns部分組分及 1號板氣相中的 nm部分組分，將各自在兩相間重新分配。 故 0號板上所含組分總量為 0． 5， 其中氣液（或氣固）兩相 59各為 0． 25,而 1號板上所含總量同樣為0． 5．氣液（或氣固）相亦各為 0． 25。以后每當(dāng)一個新的板體積載氣以脈動式進入色譜柱時，上述過程就重復(fù)一次 (見下表 )。60 61 塔板理論指出 ： 第一 ，當(dāng)溶質(zhì)在柱中的平衡次數(shù)，即理論塔板數(shù) n大于 50時 ，可得到基本對稱的峰形曲線。在色譜柱中， n值一般很大，如氣相色譜柱的 n約為 103 106 ，因而這時的流出曲線可趨近于正態(tài)分布曲線。 第二 ，當(dāng)樣品進入色譜柱后，只要各組分在兩相間的分配系數(shù)有微小差異，經(jīng)過反復(fù)多次的分配平衡后，仍可獲得良好的分離。62第三 ， n與半峰寬及峰底寬的關(guān)系式為：n=(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)2式中 tR與 Y1/2(Y)應(yīng)采用同一單位（時間或距離）。從公式可以看出，在 tR一定時，如果色譜峰很窄，則說明 n越大，H越小，柱效能越高。63在實際工作中，由公式 n=L/H和 n=(tR/Y1/2)2=16(tR/Y)2計算出來的的 n和 H值有時并不能充分地反映色譜柱的分離效能，因為采用 tR計算時，沒有扣除死時間 tM， 所以常用有效塔板數(shù) n有效 表示柱效：n有效 =(tR?/Y1/2)2=16(tR?/Y)2有效板高 ： H有效 =L/n有效 64因為在相同的色譜條件下，對不同的物質(zhì)計算的塔板數(shù)不一樣，因此，在說明柱效時，除注明色譜條件外，還應(yīng)指出用什么物質(zhì)進行測量。例： 已知某組分峰的峰底寬為 40s， 保留時間為 400s， 計算此色譜柱的理論塔板數(shù)。解： n=16(tR/Y)2=16?（ 400/40） 2=1600塊6516