儀器分析色譜分離基本方程

關于儀器分析色譜分離基本方程第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二（1）幾個概念——選擇性系數(shù)α定義與相對保留值(ri,s)基本相同不同之處在于:選擇性系數(shù)是兩個相鄰峰的調(diào)整保留值之比（后峰比前峰，α≥1），而不是被測物與標準物質(zhì)的調(diào)整保留值之比（可小于1）它是評價固定液選擇性的指標。選擇性系數(shù)越大，該柱對此相鄰峰的分離越好。

第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二幾個概念——有效塔板數(shù)N有效在氣相色譜中，通常用有效塔板數(shù)N有效和有效塔板高度H有效來評價柱子的分離效能，它扣除了死體積對分離的影響，更好地反映了柱子的實際分離效能。柱效越高，該柱的分離能力越好。第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二幾個概念——分離度R

R越大，說明兩組分分離得越好。由于該定義綜合了色譜動力學和熱力學因素，可作為色譜柱的總分離效能指標。第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二(2)色譜分離基本方程（Purnell方程）公式推導第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二（3）色譜分離基本方程的啟示要改善物質(zhì)對的分離（提高R），即提高兩相鄰物質(zhì)的分離度，可以采取以下措施：提高柱效N提高選擇性系數(shù)α增大容量因子k第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二N的影響，如何提高N？分離度R與理論塔板數(shù)N的平方根成正比關系，增加塔板數(shù)，有利于提高分離度。增加柱長可增加N，改善分離，但分析時間將大大延長，峰產(chǎn)生擴展。減小塔板高度H：根據(jù)速率方程的啟示制備一根性能優(yōu)良的色譜柱是十分重要的。根據(jù)速率方程選擇合適的色譜條件同樣有效。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二K的影響，如何改變k？分離度與容量因子有關，容量因子越大，分離越好。

k135791113∞k/k+10.500.750.830.880.900.920.931.00但當容量因子大于10，k/(k+1)的改變不大，而分析時間將大大延長。因此，k的最佳范圍是1<k<10。第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二改變?nèi)萘恳蜃拥姆椒ㄓ校焊淖冎鶞馗淖兿啾?，即改變固定相的量和改變柱死體積，其中死體積對k/(k+1)的影響很大，使用死體積大的柱子，分離度將受到很大損失。在高效液相色譜中改變流動相的配比是最簡便、最有效的方法第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二α的影響，如何改變α？αN有效R=1.0R=1.51.001.0051.011.021.051.101.251.502.00∞650000163000420007100190040014065∞145000036700094000160004400900320145第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二α越大，分離效果越好。增大α是提高分離度最有效的手段。改變柱溫也可改變α。因此在氣相色譜中，增大α最有效的手段是改變固定相，選擇合適的固定相種類是解決分離問題的關鍵在高效液相色譜中，流動相的種類和配比是改善分離最簡便有效的方法。第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二樣品組分K（α）50%甲醇/水40%乙腈/水37%THF/水苯胺1.3（1.07）1.5（1.07）1.7（1.35）苯酚1.6（2.81）1.4（2.87）2.3（1.70）苯甲醚4.5（1.04）4.3（1.09）3.9（1.20）苯4.7（1.96）4.7（1.63）4.7（1.38）氯苯9.27.76.5第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二（4）分離度究竟要多大？一般來說R應大于1.5。具體工作中應根據(jù)樣品要求和定量方法來確定。例如：含量50%的組分，要使峰高定量誤差小于1%，需達到R1/2=1.28，而采用峰面積定量R1/2需1.00。含量1%的組分，要使峰高定量誤差小于1%，需達到R1/2=1.83，而采用峰面積定量R1/2需2.37。第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二3.氣相色譜操作條件的選擇流速柱溫氣化溫度檢測器溫度進樣量載氣種類固定相種類第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二流速u（Fc）根據(jù)速率方程，可計算求出最佳流速，此時柱效最高。在實際工作中，為縮短分析時間，往往使流速稍高于最佳流速。具體的：對于填充柱，氮氣的實用最佳線速為10-15cm/s；氫氣為15-25cm/s；氦氣介于兩者之間。若填充柱內(nèi)徑為3mm，則體積流速為氮氣15-25ml/min，氫氣30-50ml/min。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二柱溫Tc直接影響分析效能和分析速度。每一種固定液都有它的最高使用溫度，柱溫不可超過這一溫度，否則固定液揮發(fā)流失。柱溫太高，組分揮發(fā)度靠攏，不利于分離。但柱溫太低，被測組分的擴散速度下降，分配不能快速達到平衡，影響峰型，柱效下降，并使分析時間大大延長。柱溫選擇的原則是，在保證難分離物質(zhì)有良好分離的前提下（分離度滿足要求），可以采取較高柱溫，以縮短分析時間，保證峰型對稱。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二混合物bp柱溫固定液含量

>300℃低于bp100-200℃1-3%200-300℃低于bp100℃5-10%100-200℃平均bp的2/310-15%氣體室溫15-25%

吸附劑沸程范圍>100℃程序升溫具體的第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二汽化溫度一般進樣方法下，汽化溫度比柱溫高30-70℃。進樣量大時高一些好，保證瞬間汽化。保證不可超過試樣的分解溫度。其它氣化溫度與具體進樣方式有關。第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二檢測器溫度一般大于或等于柱溫，具體與檢測器種類有關。第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二進樣量液體試樣一般進樣量0.1-5μl。氣體試樣一般進樣量為0.1-10ml。具體視柱類型，固定液含量（不能超過柱容量）、進樣方式、檢測器的靈敏度和線性范圍等確定。第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期二流動相（載氣）種類流動相的種類要視檢測器種類確定。常用的有氫氣（熱導用）、氮氣（氫火焰用）、氦氣（均可用，但價格較高）。氫氣和