色谱法的基本原理.ppt

**第二节课结束**第三节课塔板理论的成功与不足成功：1、导出了色谱流出曲线的数学表达式；2、说明了色谱峰的形状呈正态分布；3、解释了浓度极大点；4、提出了评价柱效的参数(n)及其计算式不足：1、仅考虑了热力学因素，没有考虑动力学因素；2、不能说明影响柱效的因素及谱带扩张的原因；3、不能说明流动相流速对柱效的影响，而实验事实是流速不同时测得的n(或H)不同第63页,共90页，2024年2月25日，星期天2.5速率理论2.5.1气相色谱法色谱过程的动力学理论塔板高度H与载气线速度的关系第64页,共90页，2024年2月25日，星期天A为涡流扩散项，B为分子扩散项系数，C为传质阻力项系数，为载气的平均线流速范弟姆特方程第65页,共90页，2024年2月25日，星期天1．涡流扩散项——AA=2λdPλ：填充不规则因子dP：填充物颗粒的平均直径第66页,共90页，2024年2月25日，星期天第67页,共90页，2024年2月25日，星期天影响：填充物颗粒的大小、分布以及填充均匀的程度；不受影响：载气性质、线速度和组分无关。减小涡流扩散提高柱效的有效途径：使用适当小的颗粒，且颗粒均匀的填充物，并尽量填充均匀。对于空心毛细管柱，A=0。A=2λdP第68页,共90页，2024年2月25日，星期天12与颗粒的均匀程度有关及填充的均匀程度有关第69页,共90页，2024年2月25日，星期天2．分子扩散项——分子扩散项的系数B：B=2?Dg?：弯曲因子Dg：组分在气相中的扩散系数(cm2·s-1)第70页,共90页，2024年2月25日，星期天第71页,共90页，2024年2月25日，星期天γ与填充物有关：对于填充柱，γ=0.5～0.7；对于毛细管柱，γ=1.0。Dg与组分的性质、载气的性质、柱温和柱压等因素有关：①分子量大的组分Dg小；②Dg反比于载气分子量的平方根,故采用分子量较大的载气可使B项降低；③Dg随柱温升高而增大，而随柱压增大而减小。B=2?Dg第72页,共90页，2024年2月25日，星期天3．传质阻力项—C传质：物质因浓度不均匀而发生的迁移过程称为传质传质阻力：影响此迁移过程速度的阻力称为传质阻力传质阻力种类：包括气相和液相传质阻力，而传质阻力系数也包括气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数ClC=Cg+Cl第73页,共90页，2024年2月25日，星期天气相传质过程气相传质过程是待测组分从气液界面移动到气相内部而后又移动到液相表面的过程。第74页,共90页，2024年2月25日，星期天影响：Cg与填充物粒度dp的平方成正比，与组分在载气流中的扩散系数Dg成反比。解决方法：因此采用粒度小的填充物和分子量小的气体作载气可使Cg减小,从而提高柱效。对于填充柱：气相传质阻力系数第75页,共90页，2024年2月25日，星期天液相传质过程液相传质过程是指待测组分从气液界面移动到液相内部，发生质量交换以达到分配平衡，然后又返回气液界面的传质过程。第76页,共90页，2024年2月25日，星期天影响：固定相液膜厚度（df）和组分在液相中的扩散系数（Dl）。解决方法：减小液膜厚度df，增大组分在液相中的扩散系数Dl，均可提高柱效。液相传质阻力系数第77页,共90页，2024年2月25日，星期天速率理论方程①填料性质：填料颗粒均匀程度、填料颗粒大小②填充情况：填料在色谱柱中填充均匀程度③流动相：流动相种类和流速④固定相：固定液厚度公式说明影响n或H的因素结论：范弟姆特方程对色谱分离条件的选择具有指导意义第78页,共90页，2024年2月25日，星期天2.6分离度(Rs)2.6.1定义Rs是相邻两组分色谱峰保留值和之差与两个组分色谱峰峰底宽Y1和Y2总和的一半的比值衡量色谱图中相邻两峰分离程度意义第79页,共90页，2024年2月25日，星期天热力学因素（两峰离开距离）动力学因素（两峰宽窄）第80页,共90页，2024年2月25日，星期天不同分离度下色谱峰示意图通常用Rs=1.5作为相邻两色谱峰完全分开的指标R=0.8：两峰的分离程度可达89%；R=1：分离程度98%；R=1.5：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。R=0.75