色譜技術(shù)及相關(guān)設(shè)備知識(shí)培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-03-08 02:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，它是指在一定溫度和壓力下，組分在兩相間分配達(dá)平衡時(shí)，分配在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量比。即 組分在固定相中的質(zhì)量 組分在流動(dòng)相中的質(zhì)量167。K與 k都是與組分及固定相的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。167。K與 k都是衡量色譜柱對(duì)組分保留能力的參數(shù)，數(shù)值越大，該組分的保留時(shí)間越長(zhǎng)。167。k可直接從色譜圖上獲得。 k值越大，說(shuō)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(duì)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(dòng)相及固定相的體積有關(guān)。 mm3 滯留因子 Rs 設(shè)流動(dòng)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(duì)組分有保留作用，所以 us＜ u．此兩速度之比稱為滯留因子 Rs。 0Rs若用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，即 對(duì)組分和流動(dòng)相通過(guò)長(zhǎng)度為 L的色譜柱，其所需時(shí)間分別為mmmmm0可得： 000004. 分配系數(shù) K與分配比 k的關(guān)系 其中 β 稱為相比率，它是反映各種色譜柱型特點(diǎn)的又一個(gè)參數(shù)。例如，對(duì)填充柱，其 β 值一般為 635；對(duì)毛細(xì)管柱，其 β 值為 60600。 5．分配系數(shù) K及分配比 k與分離因子 α 的關(guān)系 根據(jù)上述式子，對(duì) A、 B兩組分的選擇因子，用下式表示 上式表明： 通過(guò)選擇因子 α 把實(shí)驗(yàn)測(cè)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(lái)， α 對(duì)固定相的選擇具有實(shí)際意義。如果兩組分的 K或 k值相等，則 α=1 ，兩個(gè)組分的色譜峰必將重合，說(shuō)明分不開(kāi)。 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。6 分離度定義：相鄰兩組分的色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬均值的比值tr2, tr1: 組分 2和組分 1的保留時(shí)間W2, W1: 組分 2和組分 1的峰底寬度R=完全分離 (二）色譜理論 塔板理論 最早由 Martin等人提出塔板理論，把色譜柱比作一個(gè)精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來(lái)描述組分在兩相間的分配行為，同時(shí)引入理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)。 該理論假定： （ i）在柱內(nèi)一小段長(zhǎng)度 H內(nèi)，組分可以在兩相間迅速達(dá)到平衡。這一小段柱長(zhǎng)稱為理論塔板高度 H。 （ ii）以氣相色譜為例，載氣進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)進(jìn)行的，而是脈動(dòng)式，每次進(jìn)氣為一個(gè)塔板體積（ ΔV m）。 （ iii）所有組分開(kāi)始時(shí)存在于第 0號(hào)塔板上，而且試樣沿軸（縱）向擴(kuò)散可忽略。 （ iv）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(wú)關(guān)。 為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，設(shè)色譜往由 5塊塔板（ n＝ 5， n為柱子的塔板數(shù)）組成，并以 r表示塔板編號(hào)， r=1， 2… ， n－ l；某組分的分配比 k=1. 根據(jù)上述假定，在色譜分離過(guò)程中，該組分的分布可計(jì)算如下： 開(kāi)始時(shí)，若有單位質(zhì)量，即 m=1（例 1mg或 1μg ）的該組分加到第 0號(hào)塔板上，分配平衡后，由于 k=1，即 ms=mm故 mm=ms=。當(dāng)一個(gè)板體積（ lΔV ）的載氣以脈動(dòng)形式進(jìn)入 0號(hào)板時(shí)，就將氣相中含有 nm部分組分的載氣頂?shù)?1號(hào)板上，此時(shí) 0號(hào)板液相（或固相）中ms部分組分及 1號(hào)板氣相中的 mm部分組分，將各自在兩相間重新分配。故 0號(hào)板上所含組分總量為 0． 5，其中氣液（或氣固）兩相各為 0． 25而 1號(hào)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(gè)新的板體積載氣以脈動(dòng)式進(jìn)入色譜柱時(shí)，上述過(guò)程就重復(fù)一次 (見(jiàn)下表 )。1 塔板理論－ 柱分離效能指標(biāo)* k=1 塔板號(hào)載 氣塔板體 積 數(shù)0 1 2 3 4 柱出口01234567891011121314151610000000000000.00000000000 按上述分配過(guò)程，對(duì)于 n=5， k=1， m=1的體系，隨著脈動(dòng)進(jìn)入柱中板體積載氣的增加，組分分布在柱內(nèi)任一板上的總量（氣液兩相中的總質(zhì)量）見(jiàn)表： 42由塔板理論可建流出曲線方程： m為組分質(zhì)量， Vr為保留體積， n為理論塔板數(shù)。當(dāng) V=Vr 時(shí)， C值最大，即理論塔板數(shù)理論塔板高度色譜柱長(zhǎng)度柱效能柱效能指標(biāo)指標(biāo)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù) n 越大(塔板高度 H 越小 )，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能越高，所得色譜峰越窄。由流出曲線方程可推出： 從上兩式可以看出，色譜峰 W越小， n就越大，而 H就越小，柱效能越高。因此， n和 H是描述柱效能的指標(biāo)。 通常填充色譜柱的 n＞ 103， H＜ 1mm。而毛細(xì)管柱 n=105106， H＜ 由于死時(shí) t0包括在 tr中 ,而實(shí)際的 t0不參與柱內(nèi)分配 ,所計(jì)算的 n值盡大 ,H很小 ,但與實(shí)際柱效能相差甚遠(yuǎn) .所以 ,提出把 t0扣除 ,采用 有效理論塔板數(shù) neff和有效塔板高 Heff評(píng)價(jià)柱效能。 ? 不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí)，應(yīng)指明測(cè)定物質(zhì)。有效塔板數(shù)有效板高由分離度和塔板理論推出基本色譜分離方程式對(duì)于難分離相鄰兩組分：W1≈W2≈W分離度與 k、 n及 的關(guān)系? k從 1增加到 3， R增加到原來(lái)的 (k: 27)? n增加到原來(lái)的 3倍 ， R增
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