氣相色譜分析-中

1、氣相色譜分析理論基礎(chǔ)氣相色譜分析理論基礎(chǔ)色譜理論需要解決的問(wèn)題：色譜理論需要解決的問(wèn)題：色譜分離過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。色譜分離過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。試樣在色譜柱中的分離需要解決兩個(gè)問(wèn)題：試樣在色譜柱中的分離需要解決兩個(gè)問(wèn)題：1. 1. 試樣各組分在兩相間的分配試樣各組分在兩相間的分配- -反映在各個(gè)色譜峰在柱后出現(xiàn)反映在各個(gè)色譜峰在柱后出現(xiàn)的時(shí)間（保留值）上。的時(shí)間（保留值）上。（熱力學(xué)因素控制，包括組分和固定液的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)熱力學(xué)因素控制，包括組分和固定液的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)）2. 2. 各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況- -反映在半峰寬度上。反映在半峰寬度上。（動(dòng)力學(xué)因素

2、控制，包括兩相中的運(yùn)動(dòng)阻力，擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)因素控制，包括兩相中的運(yùn)動(dòng)阻力，擴(kuò)散）兩種色譜理論：兩種色譜理論：塔板理論和速率理論。塔板理論和速率理論。二、色譜分離的基本理論二、色譜分離的基本理論塔板理論的假設(shè)：塔板理論的假設(shè)： (1)在每一個(gè)平衡過(guò)程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達(dá)在每一個(gè)平衡過(guò)程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達(dá) 到，達(dá)到分配平衡的每一小段柱長(zhǎng)為到，達(dá)到分配平衡的每一小段柱長(zhǎng)為理論塔板理論塔板高度高度（H）；）； (2) 將載氣看作成脈動(dòng)（間歇）過(guò)程；將載氣看作成脈動(dòng)（間歇）過(guò)程； (3) 樣品和載氣均加在第樣品和載氣均加在第0號(hào)塔板上，且試樣沿號(hào)塔板上，且試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散可忽略；色譜柱方向的擴(kuò)散

3、可忽略； (4) 每次分配的分配系數(shù)相同。每次分配的分配系數(shù)相同。半經(jīng)驗(yàn)理論半經(jīng)驗(yàn)理論 將色譜分離過(guò)程比擬作蒸餾過(guò)程，將連續(xù)的將色譜分離過(guò)程比擬作蒸餾過(guò)程，將連續(xù)的色譜分離過(guò)程分割成多次的平衡過(guò)程的重復(fù)色譜分離過(guò)程分割成多次的平衡過(guò)程的重復(fù) （類(lèi)似于蒸餾塔塔板上的平衡過(guò)程）（類(lèi)似于蒸餾塔塔板上的平衡過(guò)程）塔板理論塔板理論柱分離效能指標(biāo)柱分離效能指標(biāo) 色譜柱長(zhǎng)：色譜柱長(zhǎng)：L 虛擬的塔板間距離：虛擬的塔板間距離：H 色譜柱的理論塔板數(shù)：色譜柱的理論塔板數(shù)：n 色譜峰越窄，塔板數(shù)越多，理論塔板高度越小，色譜峰越窄，塔板數(shù)越多，理論塔板高度越小，柱效能越高柱效能越高描述柱效描述柱效能的指標(biāo)能的指標(biāo)22

4、1 / 25.54()16()RRttnYY理理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：用不同物質(zhì)計(jì)算可得到不同的理論塔板數(shù)。用不同物質(zhì)計(jì)算可得到不同的理論塔板數(shù)。三者的關(guān)系為：三者的關(guān)系為： n = L / H221/ 25.54()16()RRttnYY理221/25.54()16()RRttnYY有效 組分在組分在tM時(shí)間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配。時(shí)間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配。需引入有需引入有效塔板數(shù)和有效塔板高度：效塔板數(shù)和有效塔板高度：LHn有效有效有效塔板數(shù)和有效塔板高度有效塔板數(shù)和有效塔板高度 (1)(1)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù)當(dāng)色譜柱長(zhǎng)度一定時(shí)，塔板數(shù) n n 越

5、大越大( (塔板高度塔板高度 H H 越越小小) )，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所，被測(cè)組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。它成功得色譜峰越窄。它成功解釋了色譜流出曲線(xiàn)的形狀和濃度極解釋了色譜流出曲線(xiàn)的形狀和濃度極大值對(duì)應(yīng)的大值對(duì)應(yīng)的tR ,闡明了保留值與闡明了保留值與K的關(guān)系的關(guān)系,評(píng)價(jià)柱效（評(píng)價(jià)柱效（n，） (2)(2)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)。質(zhì)。 (3)(3)做出了四個(gè)

6、與實(shí)際不相符的假設(shè)，忽略了組分在兩相中做出了四個(gè)與實(shí)際不相符的假設(shè)，忽略了組分在兩相中傳質(zhì)和擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。柱效不能表示被分離組分的實(shí)際傳質(zhì)和擴(kuò)散的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K K相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。板數(shù)多大，都無(wú)法分離。 (4)(4)排除了一個(gè)重要參數(shù)排除了一個(gè)重要參數(shù)流動(dòng)相的線(xiàn)速度流動(dòng)相的線(xiàn)速度u u，因而塔板理，因而塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途

7、徑。結(jié)果，也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。塔板理論的特點(diǎn)和不足塔板理論的特點(diǎn)和不足1) 1) 速率方程（也稱(chēng)范弟姆特方程式）：速率方程（也稱(chēng)范弟姆特方程式）：吸收了塔吸收了塔板理論的概念，結(jié)合了影響塔板高度的動(dòng)力學(xué)因素板理論的概念，結(jié)合了影響塔板高度的動(dòng)力學(xué)因素 減小減小A、B、C三項(xiàng)可提高柱效；三項(xiàng)可提高柱效； BHACuu2. 速率理論速率理論(rate theory)影響柱效的因素影響柱效的因素存在著最佳流速；存在著最佳流速； A、B、C三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？三項(xiàng)各與哪些因素有關(guān)？ A = 2dp dp：固定相的平均顆粒直徑：固定相的平均顆粒直徑：固定相的填充不均勻因子：固定相

8、的填充不均勻因子 固定相顆粒越小固定相顆粒越小dp，填充的越均勻，填充的越均勻，A，H，柱效，柱效n。表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。較窄。渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)A的大小，與填充物的平均顆粒直徑的大小，與填充物的平均顆粒直徑dp(單位單位為為cm)有關(guān)，也與固定相填充不均勻因子有關(guān)，也與固定相填充不均勻因子有關(guān)有關(guān)注：顆粒太小，注：顆粒太小，柱壓過(guò)高且不易柱壓過(guò)高且不易填充均勻。填充均勻。A渦流擴(kuò)散項(xiàng)渦流擴(kuò)散項(xiàng)空 心 毛 細(xì) 管 柱空 心 毛 細(xì) 管 柱（0.10.5mm），），A=0，n理理較高較高 ：因載體填充在柱內(nèi)而引起

9、氣體擴(kuò)散路徑彎曲的因素：因載體填充在柱內(nèi)而引起氣體擴(kuò)散路徑彎曲的因素-彎曲因子彎曲因子 Dg：試樣組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（：試樣組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2s-1） 2gBDB/u 分子擴(kuò)散項(xiàng)，分子擴(kuò)散項(xiàng)，也稱(chēng)縱向擴(kuò)散項(xiàng)也稱(chēng)縱向擴(kuò)散項(xiàng) (1) 存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散（產(chǎn)生原因）存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散（產(chǎn)生原因）; (2) 擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，H(n)，分離變差，分離變差; (3) 分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速有關(guān)，流速分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速有關(guān)，流速，滯留時(shí)間，滯留時(shí)間，擴(kuò)散，擴(kuò)散; (4) 擴(kuò)散系數(shù)：擴(kuò)散系數(shù)：Dg (M載氣載氣)-1/2 ； M載氣載氣，B值值。 被測(cè)組分由于濃

10、度不均勻而發(fā)生物質(zhì)遷移過(guò)程，被測(cè)組分由于濃度不均勻而發(fā)生物質(zhì)遷移過(guò)程，稱(chēng)為傳質(zhì)過(guò)程，傳質(zhì)過(guò)程所遇到的阻力，稱(chēng)為傳質(zhì)稱(chēng)為傳質(zhì)過(guò)程，傳質(zhì)過(guò)程所遇到的阻力，稱(chēng)為傳質(zhì)阻力。傳質(zhì)阻力系數(shù)阻力。傳質(zhì)阻力系數(shù)C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg和和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)液相傳質(zhì)阻力系數(shù)CL即：即： C =（Cg + CL）Cu 傳質(zhì)項(xiàng)傳質(zhì)項(xiàng)氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)(Cg)氣相傳質(zhì)阻力就是組分分子從氣相到氣液兩氣相傳質(zhì)阻力就是組分分子從氣相到氣液兩相界面進(jìn)行傳質(zhì)交換時(shí)的阻力。相界面進(jìn)行傳質(zhì)交換時(shí)的阻力。傳質(zhì)阻力系數(shù)傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg的大小，與填充物的平均顆的大小，與填充物的平均顆粒直徑粒直徑dp(單

11、位為單位為cm)、組分在氣體中的擴(kuò)散、組分在氣體中的擴(kuò)散系數(shù)系數(shù)Dg和分配比和分配比k有關(guān)有關(guān)2220.01(1)pggdkCkD k為容量因子；為容量因子； Dg 、Dl為擴(kuò)散系數(shù)；為擴(kuò)散系數(shù)；df為固定相的液膜厚度為固定相的液膜厚度 減小擔(dān)體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣，可降低傳質(zhì)阻力減小擔(dān)體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣，可降低傳質(zhì)阻力lfLDdkkC22)1(32液相傳質(zhì)過(guò)程是組分從固定相的氣液相傳質(zhì)過(guò)程是組分從固定相的氣液界面擴(kuò)散到液液界面擴(kuò)散到液相內(nèi)部，然后又從液相內(nèi)部擴(kuò)散到氣液兩相界面的質(zhì)相內(nèi)部，然后又從液相內(nèi)部擴(kuò)散到氣液兩相界面的質(zhì)量轉(zhuǎn)移過(guò)程。量轉(zhuǎn)移過(guò)程。 CL的大小與分配比

12、的大小與分配比k、固定相液膜的厚度、固定相液膜的厚度df、組分在、組分在液相的擴(kuò)散系數(shù)液相的擴(kuò)散系數(shù)DL有關(guān)：有關(guān)：對(duì)于填充柱，氣相傳質(zhì)項(xiàng)數(shù)值小，可以忽略對(duì)于填充柱，氣相傳質(zhì)項(xiàng)數(shù)值小，可以忽略 。將常數(shù)項(xiàng)的關(guān)系式代入簡(jiǎn)化式得：將常數(shù)項(xiàng)的關(guān)系式代入簡(jiǎn)化式得： 范弟姆特方程式對(duì)于分離條件的選擇具有指導(dǎo)意義。范弟姆特方程式對(duì)于分離條件的選擇具有指導(dǎo)意義。它可以說(shuō)明，填充均勻程度、擔(dān)體粒度、載氣種類(lèi)、它可以說(shuō)明，填充均勻程度、擔(dān)體粒度、載氣種類(lèi)、載氣流速、柱溫、固定相液膜厚度等對(duì)柱效、峰擴(kuò)載氣流速、柱溫、固定相液膜厚度等對(duì)柱效、峰擴(kuò)張的影響。張的影響。)1 (32)1 (01. 02222222lfg

13、pgpDdkkDdkkDdHA，Bu，Cu越小，柱效率越高。改善柱效率的因素有越小，柱效率越高。改善柱效率的因素有如下幾點(diǎn)：如下幾點(diǎn)：(1)選擇顆粒較小的均勻填料。選擇顆粒較小的均勻填料。(2)在固定液保持適當(dāng)粘度的前提下，選用較低的柱溫操在固定液保持適當(dāng)粘度的前提下，選用較低的柱溫操作。作。(3)用最低實(shí)際濃度的固定液，降低擔(dān)體表面液層的厚度。用最低實(shí)際濃度的固定液，降低擔(dān)體表面液層的厚度。(4)選用合適的載氣：流速較小時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng)成為色譜選用合適的載氣：流速較小時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng)成為色譜峰擴(kuò)張的主要因素，宜用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣；流峰擴(kuò)張的主要因素，宜用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣；流速較大時(shí)，

14、傳質(zhì)項(xiàng)為控制因素，宜用相對(duì)分子質(zhì)量較小速較大時(shí)，傳質(zhì)項(xiàng)為控制因素，宜用相對(duì)分子質(zhì)量較小的載氣。的載氣。(5)選擇最合適的載氣流速。選擇最合適的載氣流速。 討論討論 (1)(1)組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的多路徑與渦流擴(kuò)散多路徑與渦流擴(kuò)散、濃度梯度所、濃度梯度所造成的造成的分子擴(kuò)散分子擴(kuò)散及及傳質(zhì)阻力傳質(zhì)阻力使氣液兩相間的分配平衡不能瞬使氣液兩相間的分配平衡不能瞬間達(dá)到等因素是造成色譜峰展寬、柱效下降的主要原因。間達(dá)到等因素是造成色譜峰展寬、柱效下降的主要原因。 (2)(2)通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類(lèi)、液膜厚度及載通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類(lèi)、液膜厚度及載氣流速可提高柱

15、效。氣流速可提高柱效。 (3)(3)速率理論為色譜分離和操作條件選擇提供了理論指導(dǎo)。速率理論為色譜分離和操作條件選擇提供了理論指導(dǎo)。闡明了流速和柱溫對(duì)柱效及分離的影響。闡明了流速和柱溫對(duì)柱效及分離的影響。 (4) (4) 各種因素相互制約，如載氣流速增大，分子擴(kuò)散項(xiàng)的各種因素相互制約，如載氣流速增大，分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響減小，使柱效提高，但同時(shí)傳質(zhì)阻力項(xiàng)的影響增大，又影響減小，使柱效提高，但同時(shí)傳質(zhì)阻力項(xiàng)的影響增大，又使柱效下降；柱溫升高，有利于傳質(zhì)，但又加劇了分子擴(kuò)散使柱效下降；柱溫升高，有利于傳質(zhì)，但又加劇了分子擴(kuò)散的影響，選擇最佳條件，才能使柱效達(dá)到最高。的影響，選擇最佳條件，才能使柱效達(dá)到

16、最高。速率理論的要點(diǎn)速率理論的要點(diǎn)色譜分離條件的選擇色譜分離條件的選擇 塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對(duì)的實(shí)際分塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對(duì)的實(shí)際分離程度。即柱效為多大時(shí)，相鄰兩組份能夠被完全分離。離程度。即柱效為多大時(shí)，相鄰兩組份能夠被完全分離。 難分離物質(zhì)對(duì)的分離度大小受色譜過(guò)程中兩種因素的綜難分離物質(zhì)對(duì)的分離度大小受色譜過(guò)程中兩種因素的綜合影響：合影響：保留值之差保留值之差色譜過(guò)程的熱力學(xué)因素；色譜過(guò)程的熱力學(xué)因素； 區(qū)域?qū)挾葏^(qū)域?qū)挾壬V過(guò)程的動(dòng)力學(xué)因素。色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)因素。 色譜分離中的四種情況色譜分離中的四種情況一、分離度一、分離度色譜分離中的四種情況的討論：色

17、譜分離中的四種情況的討論： 柱效較高，柱效較高， K(分配系數(shù)分配系數(shù))較大，完全分離；較大，完全分離； K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；柱效較低，柱效較低， K較大，但分離的不好；較大，但分離的不好； K小，小，柱效低，分離效果很差。柱效低，分離效果很差。 分離度分離度R定義為兩相鄰組分保留時(shí)間之差與兩峰底定義為兩相鄰組分保留時(shí)間之差與兩峰底寬度和之半的比值：寬度和之半的比值： ,2,1121()2RRttRYY 分離度分離度R R綜合反映了色譜柱的選擇性與柱效能的影響，綜合反映了色譜柱的選擇性與柱效能的影響，是色譜柱總分離效能指標(biāo)。

18、是色譜柱總分離效能指標(biāo)。 分離度的定義：分離度的定義：分離程度為分離程度為98.7分離程度為分離程度為99.7一般用一般用R1.5作為完全分開(kāi)的標(biāo)志。作為完全分開(kāi)的標(biāo)志。不能分離不能分離 不同分離度時(shí)色譜峰分離的程度不同分離度時(shí)色譜峰分離的程度(2)(1)/1/2(1)1/2(2)1()2RRttRYYR與與R/的物理意義是一致的，但是數(shù)值不一樣的物理意義是一致的，但是數(shù)值不一樣RR59. 0若兩組分分離效果較差，兩色譜峰的峰底將相互重若兩組分分離效果較差，兩色譜峰的峰底將相互重疊，測(cè)量?jī)缮V峰各自的峰底寬不容易，這時(shí)可用疊，測(cè)量?jī)缮V峰各自的峰底寬不容易，這時(shí)可用半峰寬半峰寬代替峰底寬代替峰

19、底寬(Y)計(jì)算分離度。計(jì)算分離度。 為了說(shuō)明理論塔板數(shù)為了說(shuō)明理論塔板數(shù)n、分配比、分配比k怎樣影響到分離度的怎樣影響到分離度的大小，在合理假設(shè)（大小，在合理假設(shè)（Y1=Y2=Y，k1=k2=k)下，色譜分下，色譜分離基本方程式將理論塔板數(shù)離基本方程式將理論塔板數(shù)n、分配比、分配比k、相對(duì)保留值、相對(duì)保留值和分離度和分離度R及聯(lián)系起來(lái)：及聯(lián)系起來(lái)： 114RnYtkknR114221 / 25 .5 4 ()1 6 ()RRttnYY理,2,1121()2RRttRYY)1 (kttMR) 1 ()2(21RRttr二、色譜分離基本方程式二、色譜分離基本方程式前提前提定義式基礎(chǔ)上，相鄰兩組分的

20、定義式基礎(chǔ)上，相鄰兩組分的n n一致（假設(shè)）一致（假設(shè)） 柱選擇項(xiàng)柱選擇項(xiàng)柱容量項(xiàng)柱容量項(xiàng)柱效項(xiàng)柱效項(xiàng)kknR1141. 影響分離度的因素影響分離度的因素分離度與柱效分離度與柱效n的平方根成正比，的平方根成正比， 一定時(shí)，一定時(shí)，增加柱效，可提高分離度。增加增加柱效，可提高分離度。增加n的方法可以通的方法可以通過(guò)增加柱長(zhǎng)或減少過(guò)增加柱長(zhǎng)或減少H值來(lái)實(shí)現(xiàn)。但增加柱長(zhǎng)使組值來(lái)實(shí)現(xiàn)。但增加柱長(zhǎng)使組分保留時(shí)間增加且峰擴(kuò)展，分析時(shí)間長(zhǎng)。所以一分保留時(shí)間增加且峰擴(kuò)展，分析時(shí)間長(zhǎng)。所以一般采用減少般采用減少H值來(lái)實(shí)現(xiàn)。值來(lái)實(shí)現(xiàn)。2121221)(LLnnRR2. 討論：討論： 對(duì)于一定理論板高的柱子，分離度

21、的平方與對(duì)于一定理論板高的柱子，分離度的平方與柱長(zhǎng)成正比，即柱長(zhǎng)成正比，即(1) 分離度與柱效柱長(zhǎng)的關(guān)系分離度與柱效柱長(zhǎng)的關(guān)系 當(dāng)當(dāng)k10時(shí)，隨容量因子增大，分離度的增時(shí)，隨容量因子增大，分離度的增長(zhǎng)是微乎其微的。一般取長(zhǎng)是微乎其微的。一般取k為為2-10最宜。最宜。 對(duì)于對(duì)于GC，通過(guò)提高溫度，可選擇合適的，通過(guò)提高溫度，可選擇合適的k值，以改進(jìn)分離度。值，以改進(jìn)分離度。 而對(duì)于而對(duì)于LC，只要改變流動(dòng)相的組成，就能，只要改變流動(dòng)相的組成，就能有效地控制有效地控制k值。它對(duì)值。它對(duì)LC的分離能起到立竿見(jiàn)的分離能起到立竿見(jiàn)影的效果影的效果(2) 分離度與容量因子的關(guān)系分離度與容量因子的關(guān)系增大

22、增大 是提高分離度的最有效方法，計(jì)算是提高分離度的最有效方法，計(jì)算可知，在相同分離度下，當(dāng)可知，在相同分離度下，當(dāng) 增加一倍，需要增加一倍，需要的的n有效有效減小減小10000倍。倍。 (3) 分離度與柱選擇性的關(guān)系分離度與柱選擇性的關(guān)系增大增大 的最有效方法是選擇合適的固定液，的最有效方法是選擇合適的固定液，使各組分的分配系數(shù)有較大差別。使各組分的分配系數(shù)有較大差別。氣相色譜中，柱選擇性取決于固定相性氣相色譜中，柱選擇性取決于固定相性質(zhì)和柱溫質(zhì)和柱溫一般說(shuō)，降低柱溫可以增大柱的選擇性一般說(shuō)，降低柱溫可以增大柱的選擇性k 影響峰位影響峰位n 影響峰寬窄影響峰寬窄影響兩峰間距影響兩峰間距容量因子

23、、柱效及分配比對(duì)分離度的影響容量因子、柱效及分配比對(duì)分離度的影響 在一定條件下，兩個(gè)組分的保留時(shí)間分別為在一定條件下，兩個(gè)組分的保留時(shí)間分別為12.2 s和和12.8 s，計(jì)算分離度。要達(dá)到完全分離，即計(jì)算分離度。要達(dá)到完全分離，即R=1.5，所需要的柱長(zhǎng)。已，所需要的柱長(zhǎng)。已知知n=3600，L=1 m。8533. 036008 .12448133. 036002 .12442211 ntWntWRbRb分離度分離度：72. 08133. 08533. 0)2 .128 .12(2 RmLRRL34. 4172. 05 . 1212122 解：因解：因114RnYt例題：例題：1. 載氣種類(lèi)

24、的選擇載氣種類(lèi)的選擇 載氣種類(lèi)的選擇應(yīng)考慮載氣種類(lèi)的選擇應(yīng)考慮三個(gè)方面：三個(gè)方面：載氣對(duì)柱效的影響、檢載氣對(duì)柱效的影響、檢測(cè)器要求及載氣性質(zhì)。測(cè)器要求及載氣性質(zhì)。 載氣流速較小時(shí)，縱向擴(kuò)散項(xiàng)起主要作用，采用較大摩爾載氣流速較小時(shí)，縱向擴(kuò)散項(xiàng)起主要作用，采用較大摩爾質(zhì)量的載氣，可抑制試樣的縱向擴(kuò)散，提高柱效。載氣流速質(zhì)量的載氣，可抑制試樣的縱向擴(kuò)散，提高柱效。載氣流速較大時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的載氣較大時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的載氣（如（如H H2 2，HeHe），可減小傳質(zhì)阻力，提高柱效。），可減小傳質(zhì)阻力，提高柱效。 熱導(dǎo)檢測(cè)器需要使用熱導(dǎo)系數(shù)較大的氫氣

25、有利于提高檢測(cè)熱導(dǎo)檢測(cè)器需要使用熱導(dǎo)系數(shù)較大的氫氣有利于提高檢測(cè)靈敏度。在氫焰檢測(cè)器中，氮?dú)馊允鞘走x目標(biāo)。靈敏度。在氫焰檢測(cè)器中，氮?dú)馊允鞘走x目標(biāo)。 在選擇載氣時(shí)，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟(jì)性及來(lái)在選擇載氣時(shí)，還應(yīng)綜合考慮載氣的安全性、經(jīng)濟(jì)性及來(lái)源是否廣泛等因素。源是否廣泛等因素。三、分離操作條件的選擇三、分離操作條件的選擇H - u曲線(xiàn)與最佳流速：曲線(xiàn)與最佳流速： 由于流速對(duì)由于流速對(duì)B/和和C這兩項(xiàng)完全相反的作用，因而使得流速這兩項(xiàng)完全相反的作用，因而使得流速對(duì)柱效的總影響存在著一個(gè)最佳流速值，即速率方程式中塔對(duì)柱效的總影響存在著一個(gè)最佳流速值，即速率方程式中塔板高度對(duì)流速的一階導(dǎo)數(shù)有

26、板高度對(duì)流速的一階導(dǎo)數(shù)有一極小值一極小值。 以塔板高度以塔板高度H對(duì)應(yīng)載氣流速對(duì)應(yīng)載氣流速u(mài)作圖，曲線(xiàn)最低點(diǎn)的流速即作圖，曲線(xiàn)最低點(diǎn)的流速即為為最佳流速最佳流速。在曲線(xiàn)的最低點(diǎn)，塔板高度。在曲線(xiàn)的最低點(diǎn)，塔板高度H最小，柱效最高，最小，柱效最高，其相應(yīng)的流速是最佳流速。其相應(yīng)的流速是最佳流速。2. 載氣流速的選擇載氣流速的選擇最佳流速最佳流速（測(cè)定）前提下和較短在保證足夠大最佳utRR高，峰越尖銳，柱效，一定，三個(gè)常數(shù)注：nHuCBuCuBdudHop2BCAHscmtLuM2)/(minuCAHBuu項(xiàng)可忽略，最佳uBAHCuu/項(xiàng)可忽略，最佳流速與柱效的關(guān)系流速與柱效的關(guān)系 柱溫是一個(gè)重要的操作參數(shù)，直接影響分離效能和柱溫是一個(gè)重要的操作參數(shù)，直接影響分離效能和分析速度。分析速度。 一般原則是：在一般原則是：在使最難分離的組分有盡可能好的分使最難分離的組分有盡可能好的分離前提下，采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞仉x前提下，采取適當(dāng)?shù)偷闹鶞兀员Ａ魰r(shí)間適宜，但以保留時(shí)間適宜，峰形不拖尾為度。峰形不拖尾為度。 柱溫的選擇還應(yīng)考慮固定液的使用溫度，柱溫的選擇還應(yīng)考慮固定液的使用溫度，柱溫不能柱溫不能高于固定液的最高使用溫度高于固定