仪器分析-色谱分离基本方程.ppt

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1、2.色谱分离基本方程对于常规分析工作，一般选用：选择性系数α（相对保留值）与保留指数I来评价固定液有效塔板数N有效来评价色谱柱与分离条件以分离度R作为柱的总分离效能指标（1）几个概念——选择性系数α定义与相对保留值(ri,s)基本相同不同之处在于:选择性系数是两个相邻峰的调整保留值之比（后峰比前峰，α≥1），而不是被测物与标准物质的调整保留值之比（可小于1）它是评价固定液选择性的指标。选择性系数越大，该柱对此相邻峰的分离越好。几个概念——有效塔板数N有效在气相色谱中，通常用有效塔板数N有效和有效塔板高度H有效来评价

2、柱子的分离效能，它扣除了死体积对分离的影响，更好地反映了柱子的实际分离效能。柱效越高，该柱的分离能力越好。几个概念——分离度RR越大，说明两组分分离得越好。由于该定义综合了色谱动力学和热力学因素，可作为色谱柱的总分离效能指标。(2)色谱分离基本方程（Purnell方程）公式推导（3）色谱分离基本方程的启示要改善物质对的分离（提高R），即提高两相邻物质的分离度，可以采取以下措施：提高柱效N提高选择性系数α增大容量因子kN的影响，如何提高N？分离度R与理论塔板数N的平方根成正比关系，增加塔板数，有利于提高分离度。增加柱

3、长可增加N，改善分离，但分析时间将大大延长，峰产生扩展。减小塔板高度H：根据速率方程的启示制备一根性能优良的色谱柱是十分重要的。根据速率方程选择合适的色谱条件同样有效。K的影响，如何改变k？分离度与容量因子有关，容量因子越大，分离越好。k135791113∞k/k+10.500.750.830.880.900.920.931.00但当容量因子大于10，k/(k+1)的改变不大，而分析时间将大大延长。因此，k的最佳范围是1

4、k/(k+1)的影响很大，使用死体积大的柱子，分离度将受到很大损失。在高效液相色谱中改变流动相的配比是最简便、最有效的方法α的影响，如何改变α？αN有效R=1.0R=1.51.001.0051.011.021.051.101.251.502.00∞650000163000420007100190040014065∞145000036700094000160004400900320145α越大，分离效果越好。增大α是提高分离度最有效的手段。改变柱温也可改变α。因此在气相色谱中，增大α最有效的手段是改变固定相，选择合适

5、的固定相种类是解决分离问题的关键在高效液相色谱中，流动相的种类和配比是改善分离最简便有效的方法。样品组分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（4）分离度究竟要多大？一般来说R应大于1.5。具体工作中应根据样品要求和定量方法来确定。例如：含量50%的组

6、分，要使峰高定量误差小于1%，需达到R1/2=1.28，而采用峰面积定量R1/2需1.00。含量1%的组分，要使峰高定量误差小于1%，需达到R1/2=1.83，而采用峰面积定量R1/2需2.37。3.气相色谱操作条件的选择流速柱温气化温度检测器温度进样量载气种类固定相种类流速u（Fc）根据速率方程，可计算求出最佳流速，此时柱效最高。在实际工作中，为缩短分析时间，往往使流速稍高于最佳流速。具体的：对于填充柱，氮气的实用最佳线速为10-15cm/s；氢气为15-25cm/s；氦气介于两者之间。若填充柱内径为3mm，则体

7、积流速为氮气15-25ml/min，氢气30-50ml/min。柱温Tc直接影响分析效能和分析速度。每一种固定液都有它的最高使用温度，柱温不可超过这一温度，否则固定液挥发流失。柱温太高，组分挥发度靠拢，不利于分离。但柱温太低，被测组分的扩散速度下降，分配不能快速达到平衡，影响峰型，柱效下降，并使分析时间大大延长。柱温选择的原则是，在保证难分离物质有良好分离的前提下（分离度满足要求），可以采取较高柱温，以缩短分析时间，保证峰型对称。混合物bp柱温固定液含量>300℃低于bp100-200℃1-3%200-300℃低于

8、bp100℃5-10%100-200℃平均bp的2/310-15%气体室温15-25%吸附剂沸程范围>100℃程序升温具体的汽化温度一般进样方法下，汽化温度比柱温高30-70℃。进样量大时高一些好，保证瞬间汽化。保证不可超过试样的分解温度。其它气化温度与具体进样方式有关。检测器温度一般大于或等于柱温，具体与检测器种类有关。进样量液体试样一般进样量0.1-5μ