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知识点二:气相色谱法基本理论



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我们通过上述分析了解了色谱分析法是一种物理分析方法。色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离,组分要达到完全分离,两峰间的距离必须足够远。两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的,即与色谱过程的热力学性质有关。但是两峰间虽有一定距离,如果每个峰都很宽,以致彼此重叠,还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的,即与色谱过程的动力学性质有关。因此,要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。现在我们来进行归纳总结:

一、塔板理论

(一)分配平衡

1. 分配系数

2. 分配比

(二)塔板理论

该理论假定:

1.在柱内一小段长度H内,组分可以在两相间迅速达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。

2.以气相色谱为例,载气进入色谱柱不是连续进行的,而是脉动式,每次进气为一个塔板体积(ΔVm)。

3.所有组分开始时存在于第0号塔板上,而且试样沿轴(纵)向扩散可忽略。

4.分配系数在所有塔板上是常数,与组分在某一塔板上的量无关。

二、速率理论:速率理论方程为式中u为载气线速度(cm/s)

1.A-涡流扩散项形成的塔板高度分量:

为填充不规则因子,由柱中固定相颗粒不均匀性所决定;dp为固定相颗粒直径。

2. -纵向扩散形成的塔板高度分量:

式为弯曲因子。在填充柱中,由于固定相颗粒的存在,使分子自由扩散受到阻碍,扩散距离降低,=0.5~0.7。而在空心柱中,扩散无障碍,= 1。Ds为组分分子在气相中的扩散系数。

3.Cu-传质阻力所形成的塔板高度分量:系数C包括气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数Ci两项

式中k为分配比,dl为固定相液膜厚度,Dl为组分在液相中的扩散系数。

4.载气流速u对理论塔板高度的影响

三、色谱基本分离方程

(一)分离度:为判断相邻两组分在色谱柱中的分离情况,常用分离度(或称分辨率)R作为色谱柱的总分离效能指标。

(二)色谱基本分离方程式:

通过对色谱法的基本理论的学习

你是否掌握了塔板理论和速率理论呢

接下来我们进入总结与反思