仪器分析色谱分析概论.ppt

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1、第十七章色谱分析概论yyq分类和发展基本类型及其分离机制色谱过程和基本原理色谱法基本理论1第四节色谱法基本理论塔板理论（platetheoty）热力学理论，从相平衡观点来研究分配过程。速率理论（ratetheoty）动力学理论，从动力学观点来研究各种动力学因素对峰展宽的影响。2一、塔板理论基本假设heightequivalenttoatheoreticalplateHEPTorH载气间歇式通过色谱柱样品和新鲜载气都加在0号板上，纵向扩散可略分配系数K在各塔板上是常数3（一）质量分配和转移分配色谱过程模型kA

2、=2kB=0.501ABABN=0进样1.0001.000分配平衡0.3330.667载气0.6670.333固定液N=1进气0.3330.667载气0.6670.333固定液分配平衡0.2220.2220.1110.445载气0.4450.1110.2220.222固定液塔板号组分进气次数4质量分配和转移分配色谱过程模型kA=2kB=0.523进气0.1110.445载气N=20.2220.222固定液分配平衡0.0740.1480.0370.296载气0.1480.0740.0740.148固定液

3、N=3进气0.0370.297载气0.0740.148固定液分配平衡0.0250.0990.0120.198载气0.0490.0490.0250.099固定液ABAB5转移N次后，在各塔板内溶质含量的分布符合二项式的展开式：二项式分布(ms+mm)N=1k=msmm例：用二项式定理计算转移三次后各塔板内的溶质含量（k=2）：(ms+mm)N=1=ms3+3ms2mm+3msmm2+mm3=(0.667+0.333)3=0.297+0.444+0.222+0.037=1塔板号01236转移N次后第r号塔板中

4、的含量Nmr可由下述通式求出：Nmr=N!r!(N-r)!msN-rmmr7例如：N=3，r=0（0号塔板）的含量N=3，r=3（3号塔板）的含量3m0=3!0!(3-0)!0.6673-00.3330=0.2973m3=3!3!(3-3)!0.6673-30.3333=0.0378（二）流出方程曲线mN9当塔板数很大时，流出曲线趋于正态分布流出曲线的浓度(C)与时间(t)的关系:C=C02e(t-tR)222-t=tR时，C=Cmax2Cmax=C0C=Cmaxe(t-tR)22

5、2-10若用hmax表示，将W1/2=2.355代入：A=C0=1.065W1/2hmaxC0=22.355W1/2hmax11（三）理论塔板高度和理论塔板数塔板数n用标准差表示n=tR()2色谱峰越窄，n越大，柱效越高也可用半峰宽表示n=tRW1/2()25.54塔板高度H=Ln12举例在柱长2m、5%阿皮松柱、柱温1000C、记录纸速为2.0cm/min的实验条件下，测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.10cm。求理论塔板高度和每米的理论塔板数。=1.500.10/2.0()25.

6、54n=tRW1/2()25.54=2.4103H=Ln2000=2.4103=0.83mm2.41032=1.2103（m-1）13二、速率理论—VanDeemter方程H=A+B/u+Cu14（一）影响塔板高度的因素涡流扩散项AA=2dp纵向扩散系数BB=2Dm传质阻抗项C151.涡流扩散（eddydiffusion）A=2dp—填充不规则因子dp—填料（固定相）颗粒的直径涡流扩散产生峰展宽162.纵向扩散（longitudinaldiffusion）与填充物有关=1无阻碍毛细管柱<

7、1(0.5~0.7)填充柱Dm扩散系数组分分子量Dm柱温DmB=2Dm纵向扩散产生峰展宽173.传质阻抗（masstransferresistance）气液溶解Cs—固定相传质阻抗系数液气挥发Cm—流动相传质阻抗系数C=Cm+CsCm>>CsCCm气液两相间物质的传递传质阻抗产生峰展宽18（二）流动相线速度对塔板高度的影响在低速时，uH柱效在高速时，uH柱效19