色谱过程和色谱流出曲线
二、色谱流出曲线
相关概念了解即可。(基线、色谱峰、峰高、标准差、半峰宽、峰宽、峰面积),需要掌握的几点:
1.一个组分的色谱峰可用三项参数即峰高或峰面积(用于定量)、峰位(用保留值表示,用于定性)及峰宽(用于衡量柱效)说明。
2.对于正常峰,标准差为0.607倍峰高处的峰宽之半。
3.半峰宽:掌握公式17-1
4.峰宽:掌握公式17-2(峰宽不等于2倍半峰宽)
一、相平衡参数
1.分配系数(K):是在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相(s)和流动相(m)中的浓度(c)之比。(掌握公式17-4)
2.保留因子(k):是在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相(s)和流动相(m)中的质量(m)之比。(掌握公式17-5)
3.分配系数和保留因子的关系(掌握公式17-6)
二、保留值
1.保留时间(tR):是从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
保留时间受哪些因素影响?
1)增加固定液的用量,tR 增加 2)增加柱温,传导速度加快,tR 减小 3)增加流速,洗脱速度增加,tR 减小 4)柱长改变 (L改变→n改变→tR改变)
2.死时间(t0):是分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
3.调整保留时间(tR’): tR’= tR- t0
tR’是其在固定相中滞留的时间。
4.保留体积(VR):是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时,所需通过色谱柱的流动相体积。VR 与流动相流速无关。
5.死体积(V0):是由进样器至检测器的流路中为被固定相占有的空间的容积。分配系数为0的物质的保留体积为V0,近似等于填料孔隙的体积即V。
6.调整保留体积(VR’):保留体积-死体积(VR- V0),VR’与流动相流速无关。
7.相对保留值:两组分的调整保留值之比。
8.保留指数:是气相色谱法中定性的参数。以正构烷烃系列作为组分相对保留值的标准。
三、分离度(R)
分离度是相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
掌握公式17-12(R=1.5,两峰完全分开。)
色谱法的基本原理
一、差速迁移
死时间t0近似于组分在流动相的时间tm。
掌握公式17-13和17-14(分配系数K大的组分容量因子k大,在色谱柱中不易被洗脱,tR与VR均大, Rf值小)
二、基本类型色谱法的分离机制
(一)分配色谱法
1.分离机制:分配色谱法利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别,即在两相间的分配系数的差别而实现分离。
2.固定相和流动相:流动相的极性弱于固定相的极性,称为正相分配色谱。流动相的极性强于固定相的极性,称为反相分配色谱。
3.洗脱顺序:正相液液分配色谱的洗脱顺序为极性弱的组分先被洗脱,极性强的组分后被洗脱。反相分配色谱的洗脱顺序与此相反,极性强的组分先出柱,极性弱的组分后出柱。
(二)吸附色谱法
1.分离机制:吸附色谱法利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别,即吸附系数的差别而实现分离。
2. 固定相和流动相
3.洗脱顺序:在色谱柱一定(Sa与Vm一定)时,Ka大的组分在吸附剂上保留强,后被洗脱;Ka小的组分在吸附剂上保留弱,先被洗脱。
(三)离子交换色谱法
分离机制:离子交换色谱法(IEC)利用被分离组分离子交换能力的差别,或选择性系数的差别而实现分离。
KA/B越大,说明A的交换能力大,越易保留。
(四)分子排阻色谱法
分离机制:是依据分子大小进行分离,流动相与色谱选择性无关。
相对分子质量越大,分子线团尺寸越大,Kp越小,先被洗脱下来。
色谱法的基本理论
一、塔板理论
塔板数(n)和塔板高度(H)为衡量柱效的指标。
塔板理论是在如下基本假设的前提下提出来的:1)在色谱柱内一小段长度即一个塔板高度H内,组分可以在两相中瞬间达到分配平衡2)分配系数在各塔板内是常数3)流动相不是连续的而是间歇的进入色谱柱,且每次只进入一个塔板体积4)试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
(一)质量分配和转移
(二)色谱流出曲线方程
(三)塔板数和塔板高度
掌握公式17-26、17-27、17-28
二、速率理论
(一)塔板高度的统计学意义(了解)
(二)速率理论方程
速率理论方程,又称范第姆特方程或范式方程,其简化方程式为:H=A+B/u+Cu
H为塔板高度(cm);A、B及C为三个常数,分别代表涡流扩散系数、纵向扩散系数和传质阻抗系数,其单位分别为cm、cm2/s及s;u为流动相的线速度(cm/s)。
影响柱效的动力学因素(此处内容很重要,将在后面详细介绍)
1.涡流扩散:A=2入dp (入-填充不规则因子,dp固定相的平均粒径)
2.纵向扩散:B=2yDm
3.传质阻抗
流动相线速度对柱效的影响:流动相线速度对涡流扩散无影响。在较低线速度时,纵向扩散项起主要作用;在较高线速度时,传质阻抗起主要作用。