第十四章 气相色谱法（课件）- 《分析化学》第一节 概述同步教学（人卫版第9版）

气相色谱法基本理论 气相色谱法基本理论 气相色谱法 热力学理论 动力学理论 塔板理论 速率理论 d 两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数(K)决定的，即与色谱过程的热力学性质有关。 理论基础——塔板理论 气相色谱法基本理论 气相色谱法基本理论 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。 理论基础——速率理论 气相色谱法基本理论 H K 一、塔板理论： H为理论塔板高度，在塔板内，样品中某个组分可以很 快达到分配平衡。 3 2 1 假想流动相间歇式流经色谱柱，每次进入的流动相为 一个塔板体积 样品都加在第0号塔板上，并且样品的纵向扩散可以忽 略。 4 分配系数在每个塔板上相同，且为常数。 气相色谱法基本理论 理论塔板高度： 色谱柱长 — L 理论塔板数 — n 不同组分的分配系数，即K值不同，用理论塔 板数、理论塔板高度衡量色谱柱的分离效能时， 应指明测定物质。 当两组分的分配系数相同时，无论该色谱柱的 理论塔板数有多大，都无法分离。 保留时间 标准差 半峰宽 峰宽 理论塔板数： 气相色谱法基本理论 实例解释： 色谱柱长3m，分离样品的结果为:tR(A)为17min，tR(B)为14min ， tM为1min ，A和B两组分色谱峰的基线宽度为1min。用组分A计算色谱柱的理论塔板数n为多少？板高H为多少？ =16*(17/1)2 =4624 =3/4624 =0.00065(m) =0.65(mm) 利用色谱峰提供的信息来计算理论塔板数 由色谱柱长和理论塔板数计算出理论塔板高度 气相色谱法基本理论 实例解释： 塔板理论是一种半经验理论，它初步揭示了色谱分离过程。利用表达式可表征色谱柱分离能力，计算理论塔板数，塔板数作为衡量柱效指标是有效的。 =16*(17/1)2 =4624 =3/4624 =0.00065(m) =0.65(mm) 气相色谱法基本理论 二、速率理论： 范第姆特方程： B——纵向扩散系数 C——传质阻力系数 A——涡流扩散项 u——载气线速度 气相色谱法基本理论 1.涡流扩散项(A) 峰扩张的程度与填充物的颗粒直径，以及填充的不均匀度有关，颗粒越小，填充越均匀，扩张的程度越小。 二、速率理论： 气相色谱法基本理论 2.纵向扩散项(B/u) 二、速率理论： 样品组分是以“塞子”的形式存在，在“塞子”的前后(纵向)存在着浓度差，形成浓度梯度，因此势必使运动着的分子产生纵向扩散。 峰的扩张程度： 组分的性质 组分的柱温 载气分子量 载气的流速 R——扩散阻碍因子 填充柱<1 毛细管柱r ＝1 Dg——组分在载气系统中的扩散系统 气相色谱法基本理论 3. 传质阻力项(Cu)　 二、速率理论： 试样组分在两相间溶解、扩散、平衡的过程称为传质过程。影响这个过程进行速度的阻力，称为传质阻力。 df——固定液液膜厚度 k——容量因子 Dl——组分的扩散系数 传质阻力的大小用传质系数来表示，包括气相和液相传质阻力系数 ，因前者较小，所以 传质阻力系数主要由液相贡献。 降低固定液液膜的厚度 增加组分在固定液中的扩散系数 课堂小结 塔板理论：通过理论塔板数和理论塔板高度，可以解释色谱柱的分离效能。 2 1 速度理论：解释影响色谱柱分离效能的因素，从而可以有目的地去改善柱效。 THANK YOU $$