色谱分析法导论.ppt

**注意：★用nef和Hef作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。★当两组分的K相同时，无论该色谱柱的n多大，都无法分离。第63页,共77页，星期六，2024年，5月**存在问题:★做出的四个假设与实际不符，忽略了组分在两相中传质和扩散的动力学过程。★只能定性给出塔板高度的概念，无法解释板高的影响因素。★排除了一个重要参数——流动相的线速度u，因而无法解释柱效与流速关系。第64页,共77页，星期六，2024年，5月**二、速率理论——动力学观点VanDeemteer方程式：涡流扩散项纵向扩散项传质阻力项载气线流速(cm·s-1)u＝柱长L(cm)/死时间t0(s)理论塔板高度(cm)u一定，A、B、C小，H小，柱效n高，峰尖锐第65页,共77页，星期六，2024年，5月**（1）涡流扩散项A当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似“涡流”的流动（路径不同）→不能同时流出色谱柱（色谱峰扩张），故称涡流扩散。第66页,共77页，星期六，2024年，5月**通常选粒度为60~100目的填充颗粒，并尽量填充均匀。但dp不能太小，否则不易填充均匀（λ大），且阻力（柱压）也大。填充不规则因子填充物颗粒的平均直径涡流扩散系数第67页,共77页，星期六，2024年，5月**待测组分是以“塞子”的形式被流动相带入色谱柱的，在“塞子”前后存在浓度梯度，由浓→稀方向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。（2）分子扩散项B/u（纵向扩散项）第68页,共77页，星期六，2024年，5月**（2）分子扩散项B/u（纵向扩散项）气体扩散路径弯曲因子组分在流动相中的扩散系数纵向扩散系数组分在固定相中的扩散很小，可忽略第69页,共77页，星期六，2024年，5月**分子量↑柱温↓柱压↑B↓Dg↓tR↓（u↑）↓填充物B/u↓柱效↑H↓（n↑）填充柱＜1硅藻土担体0.5～0.7毛细管柱＝1减小纵向扩散项Ｂ／u采取措施：第70页,共77页，星期六，2024年，5月**（3）传质阻力项Cu传质阻力系数包括两部分，Ｃ＝Ｃm+CsCm—流动相传质阻力系数组分从流动相移动到固定相表面进行两相之间的质量交换时所受到的阻力，质量交换慢，引起色谱峰变宽。m第71页,共77页，星期六，2024年，5月**Cs-—固定项传质阻力系数即组分从两相界面移动到固定相内部，达分配平衡后，又返回到两相界面，在这过程中所受到的阻力为固定相传质阻力。（3）传质阻力项Cu2组分在固定相中扩散系数固定液膜厚度第72页,共77页，星期六，2024年，5月**减小Ｃ采取措施：①采用粒度小的填充物Cm∝dp2②相对分子质量小的载气，Dg大。Cm∝1/Dg③降低固定液液膜厚度(Cs∝df2)并且液膜要均匀；若膜厚，扩散，费时；但不能太薄，否则包不住载体。④Ds越大越好，增加柱温是提高Ds的方法之一。（3）传质阻力项Cu第73页,共77页，星期六，2024年，5月**小结：★被分离组分分子在色谱柱内运行的多路径、浓度梯度造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因。★通过选择适当的固定相粒度、载气种类、流速及液膜厚度可提高柱效。第74页,共77页，星期六，2024年，5月**小结：★速率理论为色谱分离和操作条件的选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。★各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响。选择最佳条件，才能使柱效达到最高。第75页,共77页，星期六，2024年，5月**例题已知物质A和B在一根30.00cm长的柱上的保留时间分别为16.40min和17.63min。不被保留组分通过该柱的时间为1.30min。峰底宽度分别为1.11min和1.21min，计算：（1）柱的分离度；（2）柱的平均塔板数；第76页,共77页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第77页,共77页，星期六，2024年，5月**第31页,共77页，星期六，2024年，5月**三、分配平衡