色譜法基本定論1

色譜法基本理論一、塔板理論熱力學理論，使用相平衡觀點來研究色譜分離過程。二、速率理論動力學理論使用動力學觀點研究動力學因素對色譜分離過程和柱效的影響。

基本理論色譜法基本理論把色譜柱比作一個精餾塔，沿用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為，同時引入理論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標，即色譜柱是由一系列連續(xù)的、相等的水平塔板組成。每一塊塔板的高度用H表示，稱為塔板高度，簡稱塔高或板高。

塔板理論色譜法基本理論

在每一塊塔板上，溶質(zhì)在兩相間很快達到分配平衡，然后隨著流動相按一個一個塔板的方式向前移動。對于一根長為L的色譜柱，溶質(zhì)在兩相平衡的次數(shù)應為：

n=L/H

n稱為理論塔板數(shù)。

柱效隨理論塔板數(shù)n的增加而增加，隨板高H的增大而減小。

塔板理論色譜法基本理論由塔板理論可導出塔板數(shù)和峰寬的關(guān)系：

式中，tR與W1/2、W應采用同一單位（時間或距離）。從公式可以看出，在tR

一定時，如果色譜峰很窄，則說明n越大，H越小，柱效能越高。

塔板理論色譜法基本理論為了真實反映色譜柱的分離效能，通常用扣除死時間后的調(diào)整保留時間

，并用有效塔板數(shù)（neff）或有效塔板高度（Heff）作為衡量柱效能指標。

塔板理論色譜法基本理論

1956年荷蘭vanDeemter等在研究氣液色譜時，提出了速率理論。他們吸收了塔板理論中塔高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴散和傳質(zhì)過程，從而在動力學基礎(chǔ)上較好地解釋了影響塔高的各種因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u為流動相的線速度；A渦流擴散系數(shù)、B

分子擴散項系數(shù)、C傳質(zhì)阻力項系數(shù)。在HPLC中，H=A+Cu（B看為0）

速率理論色譜法基本理論(1)

渦流擴散項－A

A=2λdp

dp：固定相的平均顆粒直徑λ：固定相的填充不均勻因子固定相顆粒越小dp↓，填充的越均勻，A↓，H↓，柱效n↑。表現(xiàn)在渦流擴散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。

速率理論色譜法基本理論(2)分子擴散項—B

B=2νDg

ν：彎曲因子，填充柱色譜，ν<1。Dg：試樣組分分子在氣相中的擴散系數(shù)（cm2·s-1）。由于柱中存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴散：a.擴散導致色譜峰變寬，H↑(n↓)，分離變差。b.分子擴散項與流速有關(guān)，流速↓，滯留時間↑，擴散↑，

c.擴散系數(shù)：Dg

∝（M載氣）-1/2；M載氣↑，B值↓

速率理論色譜法基本理論(3)

傳質(zhì)阻力項—C

組分在氣相和液相兩相間進行反復分配時，遇到阻力。傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力Cg和液相傳質(zhì)阻力Cl

，液相傳質(zhì)阻力大于氣相傳質(zhì)阻力。即：C=（Cg+Cl）

速率理論流動相固液界面固定液組分分子ClCg色譜法基本理論

1956年荷蘭vanDeemter等在研究氣液色譜時，提出了速率理論。他們吸收了塔板理論中塔高的概念，并充分考慮了組分在兩相間的擴散和傳質(zhì)過程，從而在動力學基礎(chǔ)上較好地解釋了影響塔高的各種因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u為流動相的線速度；A渦流擴散系數(shù)、B

分子擴散項系數(shù)、C傳質(zhì)阻力項系數(shù)。在HPLC中，H=A+Cu（B看為0）

速率理論色譜法基本理論(4)載氣流速與柱效-最佳流速H-u曲線與最佳流速：以塔板高度H對應載氣流速u作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速。

速率理論色譜法基本理論①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。

分離度和分離方程色譜法基本理論分離度（R）又稱為分辨率，是指兩色譜峰尖距離與峰寬之和一半的比值。分離度是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標，稱總分離效能指標。R=0.8：兩峰的分離程度可達89%；R