氣相色譜法-理論　課件

氣相色譜法理論根底塔板理論速率理論一、塔板理論塔板理論認為，一根柱子可以分為n段，在每段內組分在兩相間很快到達平衡，把每一段稱為一塊理論塔板。色譜柱塔板高度用H表示，K小的先出柱，K有微小差異組分仍可獲較好別離?！惨弧乘謇碚撍膫€根本假設〔二〕理論板數和理論塔板高度的計算假想：〔一〕塔板理論的四個根本假設1．在柱內一小段高度內組分分配瞬間達平衡〔H→理論塔板高度〕2．載氣非連續(xù)而是間歇式〔脈動式〕進入色譜柱，每次進氣一個塔板體積3．樣品和載氣均加在第0號塔板上，且忽略樣品沿柱方向的縱向擴散4．分配系數在各塔板上是常數〔二〕理論板數和理論塔板高度的計算理論塔板高度H——為使組分在柱內兩相間到達一次分配平衡所需要的柱長理論塔板數n——組分流過色譜柱時，在兩相間進行平衡分配的總次數續(xù)前續(xù)前小結1．塔板理論的奉獻：從熱力學角度解釋了色譜流出曲線的形狀和濃度極大點的位置說明了保存值與K的關系提出了評價柱效上下的n和H的計算式在比較相似柱的柱效時有用須在給定條件，指定組分測定時才有意義2．

練習例1：在柱長為2m的5%的色譜柱、柱溫為1000C，測定苯的保存時間為，半峰寬為，求理論塔板數和塔板高度。解：例2：設有一對物質，其r2,1=α=1.15,要求在Heff的某填充柱上得到完全別離，試計算至少需要多長的色譜柱？解：要實現完全別離，R≈1.5,故所需有效理論塔板數為： 使用普通色譜柱，有效塔板高度為0.1cm,故所需柱長應為：二、速率理論

〔一〕塔板理論優(yōu)缺點〔二〕VanDeemteer方程式〔一〕塔板理論優(yōu)缺點成功處：解釋了色譜流出曲線的形狀和濃度極大值對應的tR說明了保存值與K的關系評價柱效〔n，σ〕存在問題:1〕做出了四個與實際不相符的假設忽略了組分在兩相中傳質和擴散的動力學過程2〕只定性給出塔板高度的概念，卻無法解釋板高的影響因素3〕排除了一個重要參數——流動相的線速度u，因而無法解釋柱效與流速關系更無法提出降低板高的途徑速率理論認為，單個組分粒子在色譜柱內固定相和流動相間要發(fā)生千萬次轉移，加上分子擴散和運動途徑等因素，它在柱內的運動是高度不規(guī)那么的，是隨機的，在柱中隨流動相前進的速度是不均一的。二、速率理論

〔二〕VanDeemter方程式吸收了塔板理論的有效成果——H，并從動力學角度較好地解釋了影響柱效的因素渦流擴散項縱向擴散項傳質阻力項流速與柱效的關系1.渦流擴散項A〔鏈接〕產生原因：載氣攜樣品進柱，遇到來自固定相顆粒的阻力→路徑不同→渦流擴散影響因素：固體顆粒越小，填充越實，A項越小討論：

注：填充柱——60~100目空心毛細管柱〔〕，A=0，n理較高圖示2.縱向擴散項〔分子擴散項〕：B/u產生原因：組分在固定相中被流動相推動向前、展開→兩邊濃度差影響因素：討論：

續(xù)前注：為降低縱向擴散，宜選用分子量較大的載氣、控制較高線速度和較低的柱溫選擇載氣原那么：兼顧分析時間和減小縱向擴散u較小時，選M較大的N2氣〔粘度大〕u較大時，選M較小的H2氣，He氣〔粘度小〕3.傳質阻力項：C·u產生原因：樣品在氣液兩相分配，樣品未及溶解就被帶走，從而造成峰擴張影響因素：續(xù)前討論：注：固定液應完全覆蓋載體外表，不可以太薄，否那么柱子壽命短，k太?。籘不可以超過固定液最正確使用溫度小結：范氏方程說明了在色譜別離條件的選擇中，填充均勻程度、填充物的粒度、流動相的種類及流速、固定相的液膜厚度等對柱效和峰展寬的影響例3：在一根2m長的色譜柱上,分析一個混合物,得到以下數據:苯、甲苯及乙苯的保存時間分別為1’20〞,2’2〞及3’1〞；半峰寬為6.33〞,8.73〞,12.3〞，求色譜柱對每種組分的理論塔板數及塔板高度。例4.解：〔1〕從圖中可以看出，tR2=17min,Y2=1min,所以；n=16(tR2/Y2)2=16×172=4624(2)t’R1=tR1-tM=14-1=13mint〞R2=tR2–tM=17-1=