色譜技術(shù)及相關(guān)設(shè)備知識培訓(xùn)課件(編輯修改稿)
2025-03-08 02:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，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，分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比。即 組分在固定相中的質(zhì)量 組分在流動相中的質(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都是衡量色譜柱對組分保留能力的參數(shù)，數(shù)值越大，該組分的保留時間越長。167。k可直接從色譜圖上獲得。 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)。 mm3 滯留因子 Rs 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。 0Rs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。 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 A、 B兩組分的選擇因子，用下式表示 上式表明： 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。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。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)。 該理論假定： （ i）在柱內(nèi)一小段長度 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，而是脈動式，每次進(jìn)氣為一個塔板體積（ ΔV m）。 （ iii）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(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關(guān)。 為簡單起見，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， 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 ms=mm故 mm=ms=。當(dāng)一個板體積（ lΔV ）的載氣以脈動形式進(jìn)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ms部分組分及 1號板氣相中的 mm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(jìn)入色譜柱時，上述過程就重復(fù)一次 (見下表 )。1 塔板理論－ 柱分離效能指標(biāo)* k=1 塔板號載 氣塔板體 積 數(shù)0 1 2 3 4 柱出口01234567891011121314151610000000000000.00000000000 按上述分配過程，對于 n=5， k=1， m=1的體系，隨著脈動進(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， C值最大，即理論塔板數(shù)理論塔板高度色譜柱長度柱效能柱效能指標(biāo)指標(biāo)當(dāng)色譜柱長度一定時，塔板數(shù) n 越大(塔板高度 H 越小 )，被測組分在柱內(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 t0包括在 tr中 ,而實際的 t0不參與柱內(nèi)分配 ,所計算的 n值盡大 ,H很小 ,但與實際柱效能相差甚遠(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評價柱效能。 ? 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，應(yīng)指明測定物質(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增加到原來的 (k: 27)? n增加到原來的 3倍 ， R增
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