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色譜儀分析的塔板理論概述

  • 更新日期:2017-04-07      瀏覽次數(shù):3865
    •  色譜儀分析的塔板理論是將色譜儀的分離過程比擬成蒸餾過程,把連續(xù)的色譜分離過程分成多次平衡過程的重復(fù)。
      一、色譜儀塔板理論的假設(shè):
      1、在色譜柱內(nèi)一小段長度H內(nèi),組分可以在兩相之間迅速達(dá)到平衡,這一小段柱長稱為理論塔板高度H。
      2、以氣相色譜儀為例,載氣進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)進(jìn)行的,而是脈動式,每次進(jìn)氣為一個(gè)塔板體積。
      3、所有組分開始時(shí)存在于第0號塔板上,而且樣品沿軸(縱)向擴(kuò)散可以忽略。
      4、分配系數(shù)在所有塔板上是常數(shù),與組分在某一塔板上的量無關(guān)。
      5、所有物質(zhì)在開始時(shí)全部進(jìn)入第0號塔板。

      二、描述柱效能的指標(biāo):
        H = L/n H為虛擬的塔板高度,L為色譜柱長,n為色譜柱的理論塔板數(shù)。
        N =16tR/W2 tR為組分的保留時(shí)間,W為組分的色譜峰寬。
        從以上兩式可以看出,W越小,n越大,H越小,柱效能越高,因此,nH是描述柱效能的指標(biāo)。
        由于tM包括在tR中,而實(shí)際的tM不參與色譜柱內(nèi)分配,所計(jì)算的n值盡管很大,H很小,但與實(shí)際柱效能相差甚遠(yuǎn),所以提出把tM扣除,采用有效理論塔板數(shù)和有效塔板高度評價(jià)柱效能。

      三、塔板理論的特點(diǎn)和不足:
        塔板理論用熱力學(xué)觀點(diǎn)形象地描述了溶質(zhì)在色譜柱中的分配平衡和分離過程,導(dǎo)出流出曲線的數(shù)學(xué)模型,成功地解釋了流出曲線的形狀和濃度極大值的位置,提出了計(jì)算和評價(jià)柱效的參數(shù)。但由于某些基本假設(shè)并不*符合色譜柱內(nèi)實(shí)際發(fā)生的分離過程。
      1、當(dāng)色譜柱長一定時(shí),塔板數(shù)越大,被測組分在色譜柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多,柱效能越高,所得色譜峰越窄。
      2、不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同,用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標(biāo)時(shí),應(yīng)指明被測物質(zhì)。
      3、柱效能的高低不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果。當(dāng)兩組分的分配系數(shù)相同時(shí),無論該色譜柱的塔板數(shù)多大都無法分離。
      4、塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效能不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,無法指出影響柱效能的因素和提高柱效的途徑。
     
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