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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。
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