14.色谱理论色谱分离条件
两个色谱峰能完全分离的条件
要实现两个色谱峰的完全分离，使它们在色谱图上表现为独立的两个尖峰，需要满足以下条件：
1. 基线分离（Baseline Resolution）：
完全分离的第一个条件是两个色谱峰之间有明确的基线分离。
即两个峰的基线（峰谷之间的水平线）没有重叠，且两个峰之间没有其他的小峰或杂散信号干扰。
2. 保留时间（Retention Time）差异：
两个色谱峰的保留时间必须有足够的差异，以确保它们在色谱图上表现为独立的尖峰。
保留时间是指样品组分从进样口进入柱中并出现在检测器中的时间。
如果两个组分的保留时间相近，它们可能会重叠成一个宽峰，而不是独立的两个峰。
3. 良好的分离度：
要实现完全分离，两个色谱峰之间必须具有良好的分离度。
分离度是指两个峰之间的最小间隔，可以用来衡量它们之间的物理距离。
较高的分离度意味着两个峰在色谱图上更加独立，不会相互干扰。
4. 良好的峰形和峰宽：
完全分离的色谱峰应该具有良好的峰形和适当的峰宽。
峰形应该是对称的，峰宽应该足够窄，不会导致两个峰之间的重叠或混叠。
实现完全分离是色谱分析的一个重要目标，特别是在高效液相色谱（HPLC）等高分辨率色谱分析中。
为了实现完全分离，可以通过调整色谱条件（如流动相的组成、流速、柱温等）、优化样品预处理和选择合适的柱等方法来改善色谱分离效果。
色谱理论基础
无关。k值大小可直接从色谱图上测量。有关计算式如下：
k tr t0 Vr V0
t0
V0
恒流速 t0 的测定
基本保留方程 分离因子
tr = t0 (1＋k) Vr = F tr
Vr V0 (1 k) V0 KVs
t r2 K2 k2
t r1 K1 k1
色谱分离的特征之一是组分在色谱柱上有不同程度上 的滞留。由于色谱固定相面积很大、液膜很薄, 组分通 过色谱柱时, 它们在两相间的分配被认为是达到平衡的。 优先分配在固定相的组分在柱上的保留时间最长, 而分 配系数小的组分保留时间短。换句话说，溶质的保留行 为是其平衡分配性质的函数。组分之间平衡分配性质的 差异给色谱分离提供了可能性。
G为负值, 则柱温与分配系数成反比。一般温度上升,
K值下降, 这导致组分移动速度增加, 保留值下降。
对任何色谱过程, 分配系数对温度的变化率为：
d ln K H
dTc RTc
在气相色谱中, 组分从气相转移到液相, 其H值大,
常用控制柱温来调节分离；而在液相色谱中, 组分从
液相转移另一液相（固定相）, 其H值要小得多。所
以液相色谱对温度变化不太敏感, 一般在室温下操作。
对于气相色谱分析, 柱温上升20℃，K下降一半，
低温有利于分离，高温有利于分析速度。 同样，柱温的稳定性严重影响GC的保留值，商品
仪器的柱温控制精度为±0.2℃。
问题：在色谱分析中，温度除了对分离结果 有影响外，还有其它影响吗？
补充材料
GC中的温度控制
中, uX = u，即X谱带的迁移速度与流动相分子通过色 谱柱的速度一样。
色谱分离条件
为了使气相色谱分离获得满意的结果，首先要选择适当的固定相，这已在上节中进行了讨论。
其次是选择适当的分离操作条件。
本节将根据速率理论，以总分离效能为指标，讨论这一问题。
一、载气种类及流速的选择对于确定的色谱柱和试样，有一个最佳的载气流速，此时柱效最高，根据公式：H ＝A＋B/U＋C用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图，得H-u曲线图。
在曲线的最低点，塔板高度H最小（H最小）。
此时柱效最高。
对于填充柱，N2的最佳实用线速为10～12cm?s-1；H2为15～20cm?s-1。
通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速（mL?s-1）来表示，用转子流量计测量；也可通过皂膜流量计在柱后进行测定。
若色谱柱内径为3mm,N2的流速一般为40～60L?min-1，H2的流速为60-90mL?min-1。
二、柱温的选择柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。
首先要考虑到每种固定液都有一定的使用温度。
柱温不能高于固定液的最高使用温度，否则固定液挥发流失。
柱温对组分分离的影响较大，（1）提高柱温使各组分的挥发靠拢，不利于分离，所以，从分离的角度考虑，宜采用较低的柱温。
（2）柱温太低，被测组分在两相中的扩散速率大为减少，分配不能迅速达到平衡，峰形变宽，柱效也会下降，并会延长分析时间。
柱温的选择原则是：应使难分离的两组分达到预期的分离效果，峰形正常的前提下，尽可能采用较高的柱温。
一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低20～30℃，具体的选择可通过试验决定。
对于宽沸点样品可采用程序升温的方法来分析。
三、气化温度进样后要有足够的气化温度，使液体试样迅速气化被载气带入柱中。
在保证试样不分解的情况下，适当提高气化温度对分离及定量有利，尤其当进样量大时更是如此。
一般选择：气化温度> 检测器温度≥ 柱温。
三、固定液的性质和用量固定液的性质对分离是起决定作用的。
有关这问题已详细讨论过。
在这里讨论一下固定液的用量问题。
气相色谱各种分析条件是这样确定的！
气相色谱各种分析条件是这样确定的！在气相色谱分析中,我们要快速有效的分离一个复杂的样品，并获得满意的结果，除了要选择一根最佳色谱柱以外，还要对分离操作条件进行仔细的选择。
色谱柱的好坏关系到分离的效果，而分离条件的设置又影响着色谱柱的分离。
色谱柱和分离操作条件之间是是相辅相成的关系。
本文将主要介绍气相分析操作条件的确定。
初始操作条件的确定确定初始操作条件；色谱柱形式的选择；分离条件优化；程序升温。
1、确定初始操作条件进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。
样品浓度不超过mg/ml时填充柱的进样量通常为1~5μL，而对于毛细管柱，若分流比为50：1时，进样量一般不超过2μL。
如果这样的进样量不能满足检测灵敏度的要求，可考虑加大进样量，但以不超载为限。
进样口温度主要由样品的沸点范围决定，还要考虑色谱柱的使用温度。
即首先要保证待测样品全部气化，其次要保证气化的样品组分能够全部流出色谱柱，而不会在柱中冷凝。
原则上讲，进样口温度高一些有利，一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点，但要低于易分解组分的分解温度，常用的条件是250~350℃。
实际操作中，进样口温度可在一定范围内设定，只要保证样品完全汽化即可，而不必进行很精确的优化。
注意，当样品中某些组分会在高温下分解时，就应适当降低汽化温度。
必要时可采用冷柱上进样或程序升温汽化（PTV）进样技术。
色谱柱温度的确定主要由样品的复杂程度和汽化温度决定。
原则是既要保证待测物的完全分离，又要保证所有组分能流出色谱柱，且分析时间越短越好。
组成简单的样品最好用恒温分析，这样分析周期会短一些。
特别是用填充柱时，恒温分析时色谱图的基线要经程序升温时稳定得多。
对于组成复杂的样品，常需要用程序升温分离，因为在恒温条件下，如果柱温较低，则低沸点组分分离得好，而高沸点组分的流出时间会太长，造成峰展宽，甚至滞留在色谱柱中造成柱污染；反之，当柱温太高时，低沸点组分又难以分离。
试述气相色谱法色谱条件的选择
试述气相色谱法色谱条件的选择
气相色谱法的色谱条件选择主要包括以下几个方面：
1. 色谱柱选择：色谱柱是气相色谱法的关键部分，合适的色谱柱应具有良好的分离性和高效性。
选择色谱柱时需要考虑样品的性质、分离目标和分析条件等因素，常用的色谱柱包括非极性柱、极性柱和选择性柱等。
2. 柱温选择：柱温是气相色谱法中一个重要的操作条件，它会影响样品在色谱柱上的保留时间
和分离度。
一般通过改变柱温来调节分离效果，通常柱温的选择要考虑到样品稳定性、分离度
和分离速度等因素。
3. 柱衬底选择：柱衬底可以提高色谱柱的稳定性和降低分析物对柱的吸附性，常用的柱衬底材
料有聚硅氧烷和聚脂木素等。
4. 柱流速选择：柱流速是指气相色谱法中气相流速的选择，它会影响分离度和分析时间。
一般
来说，柱流速越高，分析时间越短，但可能会影响分离度。
柱流速的选择要综合考虑分离度、
分析时间和样品浓度等因素。
5. 检测器选择：气相色谱法常用的检测器包括火焰离子化检测器（FID）、热导率检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
选择合适的检测器要考虑到样品的性质、检测灵敏度和选
择性等因素。
综上所述，气相色谱法的色谱条件选择需要综合考虑样品的性质、分离目标、分析条件和实验要求等因素，通过合理选择色谱柱、柱温、柱衬底、柱流速和检测器等条件，来达到最佳的分
离和分析效果。
色谱分离原理
色谱分离原理色谱分离原理是一种常用的物质分离方法，广泛应用于化学、生物化学、环境科学、药学等领域。
该原理主要基于样品组分在固定相与流动相之间的相互作用差异，通过控制流动相的流动速度和固定相的特性，使样品中的各种组分依次在固定相上停留的时间不同，从而实现对样品的分离。
色谱分离原理可以分为几种主要类型，包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）等。
在这些方法中，固定相通常是填充在柱子中的吸附剂或分配剂，而流动相则是液体或气体。
在气相色谱中，样品首先被蒸发或气化成气态，然后通过柱子中的固定相。
在柱子中，样品中的不同组分会根据其与固定相的亲和力差异，以不同的速度通过柱子。
最后，通过检测器对样品中的各种组分进行定量或定性分析。
液相色谱通常包括高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）、离子色谱、凝胶色谱等。
在液相色谱中，样品首先溶解于溶剂中，然后通过柱子中的固定相。
样品中的各种组分会根据其在固定相上的亲和力差异，以不同的速度通过柱子。
最后，通过检测器对样品中的各种组分进行定量或定性分析。
除了上述基本原理外，色谱分离还可以通过调节一些参数来优化分离效果，例如改变流动相的组成、流速和温度等。
此外，还可以通过使用不同类型的固定相（如反相柱、正相柱、离子交换柱等）来实现对不同类型物质的分离。
总之，色谱分离原理是基于样品组分在固定相与流动相之间的相互作用差异，通过调节流动相和固定相的特性，实现对样品中各种组分的逐个分离。
这种分离方法具有高效、灵敏度高和分离效果好等优点，广泛应用于各个领域的科学研究和分析测试中。
色谱的分离原理
色谱的分离原理
色谱的分离原理是基于样品分子在固定相（静态相）和流动相（移动相）之间的不同吸附和分配行为进行的。
流动相可以是液体色谱中的流动溶剂或气体色谱中的气体载体。
静态相可以是液相色谱中的固定液相或气相色谱中的固定固相。
在液体色谱中，根据分离机理的不同，分为亲水性色谱、离子交换色谱、逆相色谱、手性色谱等。
亲水性色谱是根据样品分子与固定液相之间的亲水性相互作用进行分离的。
离子交换色谱是利用样品分子与固定液相中离子交换介质之间的离子交换作用进行分离的。
逆相色谱是根据样品分子与固定液相之间的疏水性相互作用进行分离的。
手性色谱是利用手性固定相和手性样品分子之间的选择性相互作用进行分离的。
在气体色谱中，根据分离机理的不同，分为气相色谱和气液色谱。
气相色谱是利用样品分子与固定固相之间的疏气性相互作用进行分离的。
气液色谱是在气相色谱的基础上，引入液体静态相来增强样品分子与固定相之间的相互作用，以实现更高的分离效果。
总之，色谱的分离原理是通过样品分子在固定相和流动相之间的吸附和分配行为，利用不同的相互作用机制，实现样品分子的分离。
4--第二章色谱分离条件的选择
2、柱温的选择
柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。
每一种固定液都有一定的使用温度，柱温不能高于固定液 的最高使用温度。
柱温对分离的影响：a宜采用较低温度；b柱温不能过低。
柱温选择原则：在保证分离效果前提下，尽可能采用较低柱 温，标准以保留时间适度为宜、峰形不拖尾为度。
a.对于高沸点(300~400℃)混合物 在较低的柱温（低于沸点100～200℃ ）下分析，低沸点物 质较快流出，低固定液含量（质量分数1～3％）
相比β改变，β=VM/VS， VM减小，β减小，由K=kβ ，k增 大。即采用细颗粒的固定相，填充紧密均匀，减小柱子死 体积。
3.分离度与柱选择性之间的关系（选择因子α ）
k α -1 R＝ √ n * ( α ) * ( 1+k ) 4
1
相对保留值α 是柱选择性的量度，α 越大，柱选择性越好， 分离效果越好。 注意，α 是大于或等于1的，等于1，则分离不能实现。
k
, k/(1+k)=1-1/(1+k)
,R
但k增大，固定相对组分的溶解或吸附就多，分析时间就会 延长，峰宽产生扩展； k增加到一定程度后，k/(1+k)变化不明显。 所以k一般在1～10范围内。
k
, k/(1+k)=1-1/(1+k)
,R
改变k值方法：改变柱温、改变相比。
柱温改变，分配系数K改变，K=kβ ，则k改变；
对于沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。 什么是程序升温？ 柱温按照预定的加热速度，随时间作线性或非线性的增加。
采用程序升温有什么好处？ 由于柱温随时间作线性或非线性的增加，那么在较低的初始 温度，沸点较低的组分较快流出，得到良好分离；随柱温升 高，较高沸点的组分也能较快流出，也能和较低沸点组分一
药物分析 第14章 气相色谱法(优选.)
（2）按组分主要差别选择
极性差别为主要矛盾——极性固定液 沸点差别为主要矛盾——非极性固定液
例1：苯（80.1 0C），环己烷（80.7 0C） 选非极性柱——分不开； 选中强极性柱——较好分离，环己烷先出柱
例2：分离胺类：一甲胺 二甲胺 三甲胺
形成氢键能力
CH3-NH2＞ CH3-NHCH3＞CH3-N(CH3)2
吸收了塔板理论的有效成果——H， 并从动力学角度较好地解释了影响柱效的因素
H = A + B/u + Cu
塔板 高度
涡流 扩散 项
纵向 扩散 项
传质 阻抗 项
1、涡流扩散项（多径扩散项）：A
产生原因：载气携样品进柱，遇到来自固定相颗粒的 阻力→路径不同→涡流扩散
A = 2λdp
dp：填充物的平均颗粒直径 λ：填充物的填充不规则因子 固体颗粒越小，填充越均匀，A项越小，H↓，柱效↑。
第14章 气相色谱法
一 概述 二 气相色谱理论 三 色谱柱 四 检测器 五 分离条件的选择 六 定性定量分析 七 应用与示例
第一节 概述
气相色谱法(GC)：以气体为流动相的色谱法。
一、分类：
1 按固定相分
气-固 （GSC） 吸附
气-液 （GLC） 分配
2 按柱的粗细分 填充柱 Ф 2~4mm,L2~4m
实际：tm不参与柱内分配
neff
5.54(
t
' R
)2
w1/ 2
16(tR' )2 w
H eff
L n e ff
讨论： neff和Heff扣除了死时间，更能真实的反映柱效
例： 在柱长为2m的5%的阿皮松柱、柱温为 1000C，记录纸速度为2.0cm/min的色谱条件下， 测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.20cm， 求理论塔板数和理论塔板高度。
色谱分离方程式推导
色谱分离方程式推导一、色谱理论基础色谱法是一种基于不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡进行分离的物理化学方法。
其理论基础包括分子扩散、置换和吸附等过程。
通过这些过程，溶质在两相间的分配达到平衡，从而实现物质的分离。
二、溶质和固定相相互作用溶质和固定相之间的相互作用是色谱分离的关键。
这种相互作用可以是非极性吸附（如范德华力）、离子交换或偶极-离子相互作用等。
这些相互作用决定了溶质在固定相上的保留性质。
三、传质过程与平衡理论传质过程是指溶质在固定相和流动相之间传递的过程。
这个过程受到物质传递和热力学平衡的制约。
平衡理论则描述了溶质在两相之间达到平衡状态时的分配情况，这是色谱分离的重要基础。
四、扩散系数确定扩散系数是描述物质在流体中扩散快慢的物理量。
在色谱过程中，溶质的扩散系数对其在固定相和流动相之间的传质速率有重要影响，进而影响分离效果。
五、色谱方程的推导基于上述理论基础，可以推导出描述色谱过程的数学方程。
最常用的色谱方程是费米德-龙格方程和克拉美-罗索方程，这些方程描述了色谱峰的形状、峰宽和保留时间等参数。
六、动力学和热力学参数动力学参数描述了色谱过程的动态特性，如传质速率和吸附动力学等。
热力学参数则涉及溶质的能量状态和其在固定相上的保留能力。
这些参数对优化分离条件和提高分离效率具有重要意义。
七、分离效率评估分离效率是评估色谱过程效果的重要指标，通常通过理论塔板高度和分离度来评价。
理论塔板高度反映了色谱峰的锐度，分离度则表示相邻峰之间的分离程度。
优化这些参数可以提高分离效率。
八、优化分离条件为了实现最佳的分离效果，需要对色谱过程的各种条件进行优化，包括流动相组成、流速、柱温、固定相性质和样本容量等。
通过实验设计和响应面分析等手段，可以找到最优的分离条件组合。
总结：色谱分离方程式推导是一个基于色谱理论基础的系统工程，涉及多个物理化学过程和参数。
深入理解这些过程和参数之间的关系，以及它们对分离效果的影响，有助于提高色谱分离的效率和准确性。
色谱分离基本原理
色谱分离基本原理色谱分离是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
色谱分离的基本原理是通过不同物质在固定相和流动相之间相互作用的差异，实现物质的分离和检测。
色谱分离技术具有高分辨率、高灵敏度、高选择性和高效率的特点，因此在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用。
色谱分离的基本原理可以归纳为两种类型，一种是在固定相上进行分离，称为固相色谱；另一种是在流动相中进行分离，称为液相色谱。
不同类型的色谱分离在原理上有一些差异，但都遵循着相互作用差异的基本规律。
固相色谱是利用固定相对样品中的化合物进行吸附、离子交换、分子筛分或亲和作用等，使得各种成分在固定相上的停留时间不同，从而实现分离的一种技术。
固相色谱的固定相可以是硅胶、石英、氧化铝等，其特点是化学惰性好，机械强度高，对各种化合物有较好的吸附能力。
液相色谱是将待分离的混合物溶解在流动相中，通过流动相在固定相上的分配和传递，使得各种成分在固定相上的停留时间不同，从而实现分离的一种技术。
液相色谱的固定相可以是多孔玻璃、聚合物凝胶、硅胶等，其特点是孔隙度大，表面积大，对各种化合物有较好的吸附和分配能力。
色谱分离的基本原理还包括了各种色谱柱的选择、流动相的选择、检测器的选择等方面的内容。
不同的色谱分离技术需要根据样品的性质、分析的目的和仪器设备的条件来选择合适的色谱柱、流动相和检测器，以达到最佳的分离效果。
总的来说，色谱分离的基本原理是通过不同物质在固定相和流动相之间相互作用的差异，实现物质的分离和检测。
固相色谱和液相色谱是两种常见的色谱分离技术，它们在固定相的选择、流动相的选择、检测器的选择等方面有所不同，但都遵循着相互作用差异的基本规律。
通过对色谱分离的基本原理的深入理解，可以更好地应用色谱分离技术进行科学研究和工业生产。
色谱分离的依据
色谱分离的依据
色谱法是一种分离方法
其分离原理是根据不同物质在不同相态中的选择性分配。
色谱法的一般分离流程用流动相对固定相中的混合物进行冲洗
因混合物在固定相-流动相中的分配系数不同，因此在固定相中的移动速度不同
最终达到分离的目的。
色谱法（chromatography）又称“色谱分析”、“色谱分析法”、“层析法”，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。
色谱法起源于20世纪初，1950年代之后飞速发展，并发展出一个独立的三级学科-色谱学。
1952年英国科学家阿切尔·马丁（Archer JohnPorter Martin 1910~）、理查德·辛格（Richard LaurenceMillington Synge ,1914-）因发明分配色谱分离法而共同获得诺贝尔化学奖[1] ，此外，色谱分析方法还在12项获得诺贝尔化学奖的研究工作中起到关键作用。
气相色谱分离条件
气相色谱分离条件色谱分别条件的挑选将影响色谱柱的总分别效能，它与色谱柱、固定相、流淌相(载气)、温度、进样等因素有关。
在色谱总分别方程及速率理论指导下，以挑选合适的分别条件。
填充色谱柱与固定相 1．柱长的挑选按照塔板公式，可知柱长和分别度的关系，增强柱长，分别度将随着柱长平方根的增强而增强，从而有利于组分问的分别。
但增强柱长会使保留时光增强，从而延伸分析时光，加宽色谱峰。
因此柱子过长，总分别效能也不一定高。
在普通状况下，对柱长确实定是只要难分别物质对的分别度R能达一个预期所需求的值即可。
最简便的办法是先选一根极性相宜的随意长度的色谱柱测定分别度，而后再确定柱长是否相宜。
2．柱内径的挑选按照速率理论，色谱柱内径过大会使柱效下降，因此宜挑选较小内径，普通为3～6mm。
3．载体粒度及其筛分范围的挑选按照速率理论，涡流蔓延项A与载体粒度平均直径d，成正比。
因此，为获得较高柱效能，通常要求载体粒度匀称细小，表面积大，孔径分布匀称。
但粒度也不宜过细，否则将会使柱中阻力增强，柱内压降增大，同时也不易填充匀称，结果造成传质阻力系数c的增大，反而降低柱效。
另外，载体的筛分范围也不能过宽，否则填充不规章因子A增大，A项也会增大。
因此，载体直径普通宜取柱内径的1／25～1／20。
对4～6mm内径的填充色谱柱，长柱可用60—80mm，短柱可用80～100mm。
4．固定液配比的挑选载体上涂渍的固定液的配比(指固定液与载体的质量比)的挑选与载体的表面积和试样的沸点有关。
不同的载体其固定液的配比是不同的，普通说来，载体的表面积越大，固定液的用量可以越高。
按照速率理论，为充实液相传质，降低固定液的配比，可使日变小，提高柱效，并缩短分析时光。
但固定液的含量也不行太低，由于：①过低同定液含量将不能彻低笼罩载体的表面，导致浮现不对称峰，柱效下降；②固定液用量过少，容许的试样进样量也就愈少，对检测器敏捷度的要求也就愈高。
固定液的配比与试样的沸点有关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
HPLC的H-U曲线与GC的H-U曲线
H GC
HPLC
u
不同：HPLC的H-u曲线的Hmin远低于GC，柱效较高； 流动相流速增加时，柱效下降缓慢。（为HPLC快速分离奠定基础）
速率理论——理论要点
载气流速与柱效
载气流速高：传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速↑，柱效↓ 载气流速低：分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速↑，柱效↑
色谱分离基本方程
R= ¼ √ n有效· ( α-1/ α)
1.R ∝n有效根的平方，增加n的方法 增加拄长 减小塔板高度
2.分离度与容量因子k的关系 通常k值控制在2<k<7，改变k的方法有改变柱温和改变相 比 3.分离度和选择因子α α 是柱选择性的量度，α ↑柱选择性越好，分离效果越好， 增加α的最有效方法是选择合适的固定液
L 2000 H有效= ——=————=0.29mm n有效 6787
例题：当色谱峰的半峰宽为2mm，保留时间为4.5min，死时间为 1min，色谱柱长为2m，记录仪纸速为2cm/min，计算色谱柱的理 论塔板数，塔板高度以及有效理论塔板数，有效塔板高度。
4.5 2 解：n=5.54(tR/Y1/2)=5.54（———) = 11219 0.2/2 L 2000 H= ——= ———=0.18mm 11219 n 4.50 - 1.0 2 n有效=5.54(tR’/Y1/2)=5.54(——————) =6787 0.2/2
分离度Leabharlann R=tR(2) －tR(1) ————— ½(Wb +Wb )
（1 ） （2）
tR（2) tR（1):分别为两组分的保留时间
Wb（1）Wb（2）：相应组分的色谱峰峰底宽度
R ↑相邻两组份分离效果越好 分离度是柱效能、选择性影响因素的总和，故可作为色谱柱 效能的总分里指标 R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志
要点
H—u曲 线上的 最低点 为最佳 流速与 最小塔 板高度
被分离组分分子在色谱内运行的多路径所形成的涡流扩散项、浓度梯度所造 成的分子扩散项及传质阻力使气液两相的分配平衡不能瞬间达到等因素造 成了色谱峰扩展、柱效下降；
通过选择适当的固定相粒度 载气种类 液膜厚度 载气流速可以提高柱效
速率理论为色谱分离和操作条件的选择提供了理论指导，阐明了流速和柱温 对 柱效及分离的影响 柱温升高，有利于传质，但又加剧分子扩散项的影响，选择最佳条件，才能 使柱效达到最高
A=2λdp
• 固定相颗粒粒径dp越小，填充越均匀，A小，H小,n高， • 表现在涡轮扩散项所引起的色谱峰变宽现象减轻，峰越窄
B=2γDg
• B与流速有关 流速下降 滞留时间增加，扩散严重 • Dg∝﹙M载气）﹣½ ，M载气大，B变小
• Γ与填充的固定相有关
C=(Cg+Cl)
• 降低液膜厚度df可以减少传质阻力 • 减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气可降低传质阻力
速率理论——液相色谱速率方程
涡流扩散项 纵向扩散项
He=2λdp 与气相一样 Hd=Cd • Dm ∕u 扩散系数很小
Cs df
固定相传质阻力项Hs= ——u
2
Ds
传质阻力项
流动相传质阻力项
在流动的流动相中传质 2 Cm dp Hm=——— u Dm
在滞留的流动相中传质 Csm dp 2 Hsm= —————u Dm
色谱理论、色谱分离的基础
应化1101 庞小桃 吴思超
塔板理论——基本关系
n有效=5.54(tR’/Y1/2)
2
2
=16(tR’/Wb) H有效=L/n有效
式中 n有效：有效塔板数 H有效：有效塔板高度
柱效能指标
塔板理论——理论要点
色谱柱长度一定时，塔板数n越大（踏板高度H越小），被测 组分在柱内分配的次数越多，柱效能越高，色谱峰越窄； 塔板理论成功地解释了流出曲线的形状，浓度极大点的位置 及计算和评价浓度柱效能；
柱效能n不能看作有无实现分离可能的标志，只能把它看作是 在一定条件下柱分离能力发挥的程度的标志； 塔板理论不能解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效能不 同的实验结果，也无法指出影响柱效因素和提高柱效的途径。
速率理论——速率方程
A
•涡流扩散项
B/u
•分子扩散项
Cu
•传质阻力项
速率理论——气相色谱速率方程