2012第十六章色谱法精读.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * （一）影响塔板高度的动力学因素 1. 涡流扩散 A 2. 分子扩散（纵向扩散）B/u 3. 传质阻力Cu 固定相传质阻力 流动相传质阻力 * （二）流动相线速度对塔板高度的影响 * 例 在2m长的色谱柱上，以氦为载气，测得不同载气线速下组分的保留时间tR和峰宽如下表： u（cm/s） tR（s） W（s） 11 2020 223 25 888 99 40 558 68 求： 1. Van Deemter方程中A、B、C值 2. 最佳线速uopt及最小板高Hmin * 解 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 利用被分离组分在固定相和流动相中溶解度的差别来实现分离。 溶质分子在固定相中溶解度越大，或在流动相中溶解度越小，则K越大，保留时间越长。 二、分配色谱法 1. 分离原理 * 固定相：途渍在惰性载体颗粒上的一薄层液体， 又称固定液。 流动相：气体或液体 流动相极性 固定相极性 正相分配色谱 流动相极性 固定相极性 反相分配色谱 2. 固定相和流动相 符合相似相容原理 3. 洗脱顺序 * 三、吸附色谱法 利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力差别而实现分离。 气－固、液－固 吸附过程是组分分子X与流动相分子Y争夺吸附剂表面活性中心的过程 1. 分离原理 * 2. 固定相和流动相 固定相：多为具有较大比表面积、多孔性微粒状的吸附剂 流动相：极性越强，洗脱能力越强。 * 3. 洗脱顺序 吸附能力的一般规律： (1)非极性化合物一般不被吸附； (2)极性基团越多，极性越强； (3)不饱和化合物比饱和化合物极性强，双键越多越强； (4)常见化合物的吸附能力顺序 烷烃烯烃卤代烃醚硝基化合物叔胺酯酮醛酰胺醇酚伯胺羧酸 * 四、离子交换色谱法 利用被分离组分离子交换能力的差别而实现分离。 离子交换过程可用通式表示： 1. 分离原理 * 固定相：为离子交换剂，如：离子交换树脂、硅胶化学键合离子交换剂 离子交换树脂：网状立体结构的高分子多元酸或多元碱的聚合物。 性能指标：交联度、交换容量、粒度 流动相：一定pH和离子强度的缓冲溶液 2. 固定相和流动相 * 溶质离子的电荷和水合半径 价态高的离子选择性系数大； 水合半径增大，离子选择性系数变小。 离子交换剂的交联度和交换容量越大，保留时间越长 流动相的组成和pH 3. 影响保留行为的因素 * 五、空间排阻色谱法 根据被分离组分分子的线团尺寸而进行分离 又称凝胶色谱法 分离与流动相的性质无关 1. 分离原理 * 固定相：为多孔凝胶 主要性能参数：平均孔径、排斥极限、分子量范围 流动相：溶解性、粘度低 2. 固定相和流动相 3. 保留体积与渗透系数的关系 分子尺寸大，即分子量大的组分其渗透系数小，保留体积小，先出峰。 * 第四节 色谱法基本理论 色谱分离是色谱体系热力学过程和动力学过程的综合表现。 热力学过程是指与组分在体系中分配系数相关的过程，以塔板理论为代表。 动力学过程是指组分在该体系两相间扩散和传质的过程，以速率理论为代表。 组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？ * 一、 塔板理论（热力学） 塔板理论假定: 塔板和塔板之间不连续； 塔板之间无分子扩散； 组分在每块塔板的两相间的分配平衡瞬时达到，达到一次分配平衡所需的最小柱长称为理论塔板高度； 一个组分在每块塔板上的分配系数相同； 流动相以不连续的形式加入，即以一个一个塔板体积加入。 * （一）质量分配和转移 * （二）流出曲线方程 * 一、质量分配和转移 组分在n=5，k=1柱内任一板上分配表 0 1 2 3 4 柱出口 N=0 1 0 0 0 0 0 1 0.5 0.5 0 0 0 0 2 0.25 0.5 0.25 0 0 0 3 0.125 0.375 0.375 0.125 0 0 4 0.063 0.25 0.375 0.125 0.063 0 5 0.032 0.157 0.313 0.313 0.157 0.032 6 0.016 0.095 0.235 0.313 0.235 0.079 7 0.008 0.056 0.116