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一、气相色谱流出曲线一、气相色谱流出曲线1.1.基线基线 无无无无试试试试样样样样通通通通过过过过检检检检测测测测器器器器时时时时，检测到的信号即为基线检测到的信号即为基线检测到的信号即为基线检测到的信号即为基线 2.2.保留值保留值（1 1）时间表示的保留值）时间表示的保留值 死时间（死时间（死时间（死时间（t t t tM M M M）：）：）：）：不与固定相作用的惰性物质的保留时不与固定相作用的惰性物质的保留时不与固定相作用的惰性物质的保留时不与固定相作用的惰性物质的保留时间。间。间。间。保留时间（保留时间（保留时间（保留时间（t t t tR R R R）：）：）：）：组分从进样到柱后出现浓度极大值组分从进样到柱后出现浓度极大值组分从进样到柱后出现浓度极大值组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。时所需的时间。时所需的时间。时所需的时间。调整保留时间（调整保留时间（调整保留时间（调整保留时间（t t t tR R R R )：t t t tR R R R=t t t tR R R Rt t t tM M M M 2024/8/72024/8/7一、气相色一、气相色谱谱流出曲流出曲线线1.1.基基线线 2.2.保留保留值值 2023/8/1 2023/8/11 1(2)(2)用体积表示的保留值用体积表示的保留值死体积（死体积（死体积（死体积（V V V VM M M M）：）：）：）：V V V VM M M M=t t t tM M M M F F F F0 0 0 0保留体积（保留体积（保留体积（保留体积（V V V VR R R R）：）：）：）：V V V VR R R R=t t t tR R R RF F F F0 0 0 0(F F F F0 0 0 0为色谱柱出口处的载气流量，单位：为色谱柱出口处的载气流量，单位：为色谱柱出口处的载气流量，单位：为色谱柱出口处的载气流量，单位：mL/min)mL/min)mL/min)mL/min)调整保留体积（调整保留体积（调整保留体积（调整保留体积（V V V VR R R R）：）：）：）：V V V V R R R R=V V V VR R R RV V V VM M M M 2024/8/72024/8/7(2)(2)用体用体积积表示的保留表示的保留值值死体死体积积（VM VM）：）：VM=tM FVM=tM F2 23.3.相对保留值相对保留值r r2121组分组分2 2与组分与组分1 1调整保留值之比：调整保留值之比：r r2121=ttR R2 2 /ttR R1 1=VVR R2 2/VV R R1 1 相相对对保保留留值值只只与与柱柱温温和和固固定定相相性性质质有有关关，与与其其他他色色谱谱操操作作条条件件无无关关，它它表表示示了了固固定定相相对对这两种组分的选择性。这两种组分的选择性。2024/8/72024/8/73.3.相相对对保留保留值值r21 r21组组分分2 2与与组组分分1 1调调整保留整保留值值之比：之比：2023 20233 3 4.4.区域宽度区域宽度用来衡量色谱峰宽度的参数，用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：有三种表示方法：（1 1）标准偏差）标准偏差()：即即0.6070.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2 2）半峰宽）半峰宽(Y Y1/21/2)：色谱峰高一半处的宽度色谱峰高一半处的宽度 Y Y1/2 1/2=2.354=2.354（3 3）峰底宽）峰底宽(W Wb b b b)：W Wb b=4=4 2024/8/72024/8/7 4.4.区域区域宽宽度用来衡量色度用来衡量色谱谱峰峰宽宽度的参数，度的参数，2023/8/12023/8/14 4二、容量因子与分配系数二、容量因子与分配系数 分配系数分配系数分配系数分配系数K K：组分在两相间的浓度比；组分在两相间的浓度比；组分在两相间的浓度比；组分在两相间的浓度比；容量因子容量因子容量因子容量因子k k：平衡时，组分在各相中的质量比；平衡时，组分在各相中的质量比；平衡时，组分在各相中的质量比；平衡时，组分在各相中的质量比；k k k k=M M M MS S S S/M M M Mm m m mM M M MS S S S为组分在固定相中的质量，为组分在固定相中的质量，为组分在固定相中的质量，为组分在固定相中的质量，M M M Mm m m m为组分在流动相中的质量。为组分在流动相中的质量。为组分在流动相中的质量。为组分在流动相中的质量。容量因子容量因子容量因子容量因子k k k k与分配系数与分配系数与分配系数与分配系数K K K K的关系为：的关系为：的关系为：的关系为：式中式中式中式中为相比。为相比。为相比。为相比。填充柱相比：填充柱相比：填充柱相比：填充柱相比：6 6 6 635353535；毛细管柱的相比：毛细管柱的相比：毛细管柱的相比：毛细管柱的相比：505050501500150015001500 容量因子越大，保留时间越长。容量因子越大，保留时间越长。容量因子越大，保留时间越长。容量因子越大，保留时间越长。可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：2024/8/72024/8/7二、容量因子与分配系数二、容量因子与分配系数 分配系数分配系数K K：组组分在两相分在两相间间的的浓浓度比；式度比；式5 5塔板理论基本假设：塔板理论基本假设：将色谱柱视为将色谱柱视为精馏塔精馏塔1）塔板之间不连续；）塔板之间不连续；2）塔板之间无分子扩散；）塔板之间无分子扩散；3）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度H；4）某组分在所有塔板上的分配系数相同；）某组分在所有塔板上的分配系数相同；5）流动相以不连续方式加入，即以一个一个）流动相以不连续方式加入，即以一个一个的塔板体积加入。的塔板体积加入。三、塔板理论三、塔板理论-柱分离效能指标柱分离效能指标2024/8/72024/8/7塔板理塔板理论论基本假基本假设设：将色：将色谱谱柱柱视为视为精精馏馏塔三、塔板理塔三、塔板理论论-柱分离效能柱分离效能6 62024/8/72024/8/72023/8/12023/8/17 72024/8/72024/8/72023/8/12023/8/18 8色谱柱长：色谱柱长：色谱柱长：色谱柱长：L L L L，虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：H H H H，色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：n n n n，则三者的关系为：则三者的关系为：则三者的关系为：则三者的关系为：n n n n=L L L L/H H H H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：2024/8/72024/8/7色色谱谱柱柱长长：L L，2023/8/12023/8/19 9有效塔板数和有效塔板高度有效塔板数和有效塔板高度单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。组组组组分分分分在在在在t t t tM M M M时时时时间间间间内内内内不不不不参参参参与与与与柱柱柱柱内内内内分分分分配配配配。需需需需引引引引入入入入有有有有效效效效塔塔塔塔板板板板数和有效塔板高度：数和有效塔板高度：数和有效塔板高度：数和有效塔板高度：2024/8/72024/8/7有效塔板数和有效塔板高度有效塔板数和有效塔板高度单单位柱位柱长长的塔板数越多，表明柱效越高。的塔板数越多，表明柱效越高。1010塔板理论的特点和不足：塔板理论的特点和不足：(1)(1)当当当当色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱长长长长度度度度一一一一定定定定时时时时，塔塔塔塔板板板板数数数数 n n 越越越越大大大大(塔塔塔塔板板板板高高高高度度度度 H H 越越越越小小小小)，被被被被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(2)(2)不不不不同同同同物物物物质质质质在在在在同同同同一一一一色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱上上上上的的的的分分分分配配配配系系系系数数数数不不不不同同同同，用用用用有有有有效效效效塔塔塔塔板板板板数数数数和和和和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质测定物质测定物质测定物质。(3)(3)柱柱柱柱效效效效不不不不能能能能表表表表示示示示被被被被分分分分离离离离组组组组分分分分的的的的实实实实际际际际分分分分离离离离效效效效果果果果，当当当当两两两两组组组组分分分分的的的的分分分分配配配配系数系数系数系数 K K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。(4)(4)(不足不足不足不足)该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩散因素、该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩散因素、该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩散因素、该理论是在理想情况下导出的，未考虑分子扩散因素、其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它不能解释：其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它不能解释：其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它不能解释：其它动力学因素对柱内传质的影响。因此它不能解释：a.a.峰形为什么会扩张？峰形为什么会扩张？峰形为什么会扩张？峰形为什么会扩张？b.b.影响柱效的动力学因素是什么？影响柱效的动力学因素是什么？影响柱效的动力学因素是什么？影响柱效的动力学因素是什么？2024/8/72024/8/7塔板理塔板理论论的特点和不足：的特点和不足：(1)(1)当色当色谱谱柱柱长长度一定度一定时时，塔板数，塔板数1111四、速率理论四、速率理论-影响柱效的因素影响柱效的因素 速率方程（也称范速率方程（也称范速率方程（也称范速率方程（也称范 弟姆特方程式）弟姆特方程式）弟姆特方程式）弟姆特方程式）:H=A+B/u+CuH=A+B/u+Cu H H H H：理论塔板高度，：理论塔板高度，：理论塔板高度，：理论塔板高度，u u u u：载气的线速度：载气的线速度：载气的线速度：载气的线速度(cm/s)cm/s)cm/s)cm/s)减小减小减小减小A A A A、B B B B、C C C C三项可提高柱效；三项可提高柱效；三项可提高柱效；三项可提高柱效；存在着最佳流速；存在着最佳流速；存在着最佳流速；存在着最佳流速；A A A A、B B B B、C C C C三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？2024/8/72024/8/7四、速率理四、速率理论论-影响柱效的因素影响柱效的因素 速率方程（也称范速率方程（也称范 弟弟12121.1.涡流扩散项涡流扩散项A A A A A=2=2=2=2ddddp p p p d d d dp p p p：固定相的平均颗粒直径固定相的平均颗粒直径固定相的平均颗粒直径固定相的平均颗粒直径：固定相的填充不均匀因子固定相的填充不均匀因子固定相的填充不均匀因子固定相的填充不均匀因子 固固固固定定定定相相相相颗颗颗颗粒粒粒粒越越越越小小小小d d d dp p p p，填填填填充充充充得得得得越越越越均均均均匀匀匀匀，A A A A，H H H H，柱柱柱柱效效效效n n n n。表表表表现现现现在在在在涡涡涡涡流流流流扩扩扩扩散散散散所所所所引引引引起起起起的的的的色色色色谱谱谱谱峰峰峰峰变变变变宽宽宽宽现现现现象象象象减减减减轻，色谱峰较窄。轻，色谱峰较窄。轻，色谱峰较窄。轻，色谱峰较窄。2024/8/72024/8/71.1.涡涡流流扩扩散散项项A A=2A A=213132.2.分子扩散项分子扩散项B BB B B B=2=2=2=2DgDgDgDg ：弯曲因子，填充柱色谱，：弯曲因子，填充柱色谱，：弯曲因子，填充柱色谱，：弯曲因子，填充柱色谱，1111。D D D Dg g g g：试试试试样样样样组组组组分分分分分分分分子子子子在在在在气气气气相相相相中中中中的的的的扩扩扩扩散散散散系系系系数数数数（cmcmcmcm2 2 2 2ssss-1-1-1-1）。由由由由于于于于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：a.a.a.a.扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，H H H H(n n n n)，分离变差。分离变差。分离变差。分离变差。b.b.b.b.分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速，滞留时间，滞留时间，滞留时间，滞留时间，扩散，扩散，扩散，扩散c.c.c.c.扩散系数：扩散系数：扩散系数：扩散系数：Dg Dg Dg Dg（M M M M载气载气载气载气）-1/2-1/2-1/2-1/2；M M M M载气载气载气载气，B B B B值值值值2024/8/72024/8/72.2.分子分子扩扩散散项项BB=2Dga.BB=2Dga.扩扩散散导导致色致色谱谱峰峰变宽变宽14143.3.传质阻力项传质阻力项C C 组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质阻力包括气相传质阻力阻力包括气相传质阻力阻力包括气相传质阻力阻力包括气相传质阻力C C C Cg g g g和液相传质阻力和液相传质阻力和液相传质阻力和液相传质阻力C C C CL L L L，液相传质阻力大于，液相传质阻力大于，液相传质阻力大于，液相传质阻力大于气相传质阻力。气相传质阻力。气相传质阻力。气相传质阻力。即：即：即：即：C C=（C Cg+g+C CL L）2024/8/72024/8/73.3.传质传质阻力阻力项项C C 组组分在气相和液相两相分在气相和液相两相间进间进15154.4.载气流速与柱效载气流速与柱效-最佳流速最佳流速 载气流速高时：载气流速高时：载气流速高时：载气流速高时：传传传传质质质质阻阻阻阻力力力力项项项项是是是是影影影影响响响响柱柱柱柱效效效效的的的的主主主主要要要要因因因因素素素素，流流流流速速速速 ，柱柱柱柱效效效效 ,右右右右图图图图曲线的右边。曲线的右边。曲线的右边。曲线的右边。载气流速低时：载气流速低时：载气流速低时：载气流速低时：H H H H-u u u u曲线与最佳流速：曲线与最佳流速：曲线与最佳流速：曲线与最佳流速：由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在着一个使得存在着一个使得存在着一个使得存在着一个最佳流速最佳流速最佳流速最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流速值，即速率方程式中塔板高度对流速值，即速率方程式中塔板高度对流速值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。的一阶导数有一极小值。的一阶导数有一极小值。的一阶导数有一极小值。以塔板高度以塔板高度以塔板高度以塔板高度H H H H对应载气流速对应载气流速对应载气流速对应载气流速u u u u作图，曲线最低点的流速即为作图，曲线最低点的流速即为作图，曲线最低点的流速即为作图，曲线最低点的流速即为最佳流速最佳流速最佳流速最佳流速。分分分分子子子子扩扩扩扩散散散散项项项项成成成成为为为为影影影影响响响响柱柱柱柱效效效效的的的的主主主主要要要要因因因因素素素素，流流流流速速速速 ，柱柱柱柱效效效效 ，右右右右图曲线的坐边。图曲线的坐边。图曲线的坐边。图曲线的坐边。2024/8/72024/8/74.4.载载气流速与柱效气流速与柱效-最佳流速最佳流速 载载气流速高气流速高时时：16165.5.速率理论的要点速率理论的要点(1)(1)组组分分分分子子在在柱柱内内运运行行的的多多路路径径与与涡涡流流扩扩散散、浓浓度度梯梯度度所所造造成成的的分分子子扩扩散散及及传传质质阻阻力力使使气气液液两两相相间间的的分分配配平平衡衡不不能能瞬瞬间间达达到到等等因因素是造成素是造成色谱峰扩展柱效下降色谱峰扩展柱效下降的主要原因。的主要原因。(2)(2)通通过过选选择择适适当当的的固固定定相相粒粒度度、载载气气种种类类、液液膜膜厚厚度度及及载载气气流流速速可提高柱效。可提高柱效。(3)(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响流速和柱温对柱效及分离的影响(选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和检测器的灵敏度。提高柱温可缩短分析时间；降低柱温可使色谱柱选择定液的配比和检测器的灵敏度。提高柱温可缩短分析时间；降低柱温可使色谱柱选择性增大，有利于组分的分离和色谱柱稳定性提高，柱寿命延长。一般采用等于或高于性增大，有利于组分的分离和色谱柱稳定性提高，柱寿命延长。一般采用等于或高于数十度于样品的平均沸点的柱温为较合适，对易挥发样用低柱温，不易挥发的样品采数十度于样品的平均沸点的柱温为较合适，对易挥发样用低柱温，不易挥发的样品采用高柱温用高柱温)。(4)(4)各各种种因因素素相相互互制制约约，如如载载气气流流速速增增大大，分分子子扩扩散散项项的的影影响响减减小小，使使柱柱效效提提高高，但但同同时时传传质质阻阻力力项项的的影影响响增增大大，又又使使柱柱效效下下降降；柱柱温温升升高高，有有利利于于传传质质，但但又又加加剧剧了了分分子子扩扩散散的的影影响响，选选择择最最佳佳条条件，才能使柱效达到最高。件，才能使柱效达到最高。2024/8/72024/8/75.5.速率理速率理论论的要点的要点(1)(1)组组分分子在柱内运行的多路径与分分子在柱内运行的多路径与涡涡流流扩扩1717五、五、分离度分离度 塔板理论和速率理论都难以描述难分离塔板理论和速率理论都难以描述难分离塔板理论和速率理论都难以描述难分离塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对物质对物质对物质对的实际分离程的实际分离程的实际分离程的实际分离程度度度度。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。难难难难分分分分离离离离物物物物质质质质对对对对的的的的分分分分离离离离度度度度大大大大小小小小受受受受色色色色谱谱谱谱过过过过程程程程中中中中两两两两种种种种因因因因素素素素的的的的综综综综合合合合影影影影响响响响：保保保保留留留留值值值值之之之之差差差差色色色色谱谱谱谱过过过过程程程程的的的的热热热热力力力力学学学学因因因因素素素素(组组组组分分分分与与与与固固固固定定定定液液液液的的的的结结结结构和性质构和性质构和性质构和性质)；区区区区域域域域宽宽宽宽度度度度色色色色谱谱谱谱过过过过程程程程的的的的动动动动力力力力学学学学因因因因素素素素(两两两两项项项项中中中中的的的的运运运运动动动动阻阻阻阻力力力力和和和和扩散扩散扩散扩散)。色谱分离中的四种情况如图所示：色谱分离中的四种情况如图所示：色谱分离中的四种情况如图所示：色谱分离中的四种情况如图所示：柱效较高，柱效较高，柱效较高，柱效较高，K K K K(分配系数分配系数分配系数分配系数)较大较大较大较大,完完完完全分离；全分离；全分离；全分离；K K K K 不是很大，柱效较高，峰较窄，不是很大，柱效较高，峰较窄，不是很大，柱效较高，峰较窄，不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；基本上完全分离；基本上完全分离；基本上完全分离；柱效较低，柱效较低，柱效较低，柱效较低，K K K K 较大较大较大较大,但分离的不好；但分离的不好；但分离的不好；但分离的不好；K K K K 小，柱效低，分离效果更差。小，柱效低，分离效果更差。小，柱效低，分离效果更差。小，柱效低，分离效果更差。2024/8/72024/8/7五、分离度五、分离度 塔板理塔板理论论和速率理和速率理论论都都难难以描述以描述难难分离物分离物1818分离度的表达式：分离度的表达式：R R=0.8=0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%89%；R R=1.0=1.0：分离程度：分离程度：分离程度：分离程度98%98%；R R=1.5=1.5：达：达：达：达99.7%99.7%（相邻两峰完全分离的标准相邻两峰完全分离的标准相邻两峰完全分离的标准相邻两峰完全分离的标准）。）。）。）。2024/8/72024/8/7分离度的表达式：分离度的表达式：R=0.8R=0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%89%；20201919令令令令W W W Wb(2)b(2)b(2)b(2)=W W W Wb(1)b(1)b(1)b(1)=W W W Wb b b b（相邻两峰的峰底宽近似相等），引相邻两峰的峰底宽近似相等），引相邻两峰的峰底宽近似相等），引相邻两峰的峰底宽近似相等），引入相对保留值和塔板数，可导出下式：入相对保留值和塔板数，可导出下式：入相对保留值和塔板数，可导出下式：入相对保留值和塔板数，可导出下式：2024/8/72024/8/7令令Wb(2)=Wb(1)=WbWb(2)=Wb(1)=Wb（相（相邻邻两峰的峰底两峰的峰底宽宽近似相等），近似相等），2020分离度与柱效的关系分离度与柱效的关系 虽虽说说用用较较长长的的柱柱可可以以提提高高分分离离度度，但但延延长长了了分分析析时时间间。因因此此提提高高分分离离度度的的好好方方法法是是制制备备出出一一根根性性能能优优良良的的柱柱子子，通通过过降降低低板板高高，以以提提高分离度。高分离度。2024/8/72024/8/7分离度与柱效的关系分离度与柱效的关系 2023/8/1 2023/8/12121分离度与相对保留值分离度与相对保留值r21的关系的关系 由基本色谱方程式判断，当由基本色谱方程式判断，当r21=1=1时，时，R=0R=0，这时，无，这时，无论怎样提高柱效也无法使两组分分离。显然，论怎样提高柱效也无法使两组分分离。显然，r21大，大，选择性好。研究证明，选择性好。研究证明，r21的微小变化，就能引起分离的微小变化，就能引起分离度的显著变化。度的显著变化。措施：措施：一般通过改变固定相和流动相的性质和组成或一般通过改变固定相和流动相的性质和组成或降低柱温，可有效增大降低柱温，可有效增大r21值。值。2024/8/72024/8/7分离度与相分离度与相对对保留保留值值r21 r21的关系的关系 由基本色由基本色谱谱方程式判断，当方程式判断，当r2r22222例例例例1 1：在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，两两两两个个个个组组组组分分分分的的的的调调调调整整整整保保保保留留留留时时时时间间间间分分分分别别别别为为为为8585秒秒秒秒和和和和100100秒秒秒秒，要要要要达达达达到到到到完完完完全全全全分分分分离离离离，即即即即R R=1.5=1.5。计计计计算算算算需需需需要要要要多多多多少少少少块块块块有有有有效效效效塔塔塔塔板板板板。若若若若填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为0.10.1cmcm，柱长是多少？柱长是多少？柱长是多少？柱长是多少？解：解：解：解：分离度应用示例分离度应用示例2024/8/72024/8/7例例1 1：在一定条件下，两个：在一定条件下，两个组组分的分的调调整保留整保留时间时间分分别为别为8585秒和秒和10102323例例例例1 1：在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，两两两两个个个个组组组组分分分分的的的的调调调调整整整整保保保保留留留留时时时时间间间间分分分分别别别别为为为为8585秒秒秒秒和和和和100100秒秒秒秒，要要要要达达达达到到到到完完完完全全全全分分分分离离离离，即即即即R R=1.5=1.5。计计计计算算算算需需需需要要要要多多多多少少少少块块块块有有有有效效效效塔塔塔塔板板板板。若若若若填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为0.10.1cmcm，柱长是多少？柱长是多少？柱长是多少？柱长是多少？解：解：解：解：2,12,1 =100/85=1.18=100/85=1.18 n n有效有效有效有效 =16=16R R2 2 2,12,1/(/(2,12,1 1)1)2 2=161.5=161.52 2(1.18/0.18)(1.18/0.18)2 2 =1548=1548（块）块）块）块）L L有效有效有效有效 =n n有效有效有效有效 HH有效有效有效有效 =154=15480.1=155 cm80.1=155 cm 即柱长为即柱长为即柱长为即柱长为1.551.55米时，两组分可以得到完全分离。米时，两组分可以得到完全分离。米时，两组分可以得到完全分离。米时，两组分可以得到完全分离。2024/8/72024/8/7例例1 1：在一定条件下，两个：在一定条件下，两个组组分的分的调调整保留整保留时间时间分分别为别为8585秒和秒和10102424 例例2 2 已知一色谱柱在某温度下的速率方程的已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=A=0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,求最佳线求最佳线速度速度u u和最小塔板高和最小塔板高H.H.2024/8/72024/8/7 例例2 2 已知一色已知一色谱谱柱在某温度下的速率方程的柱在某温度下的速率方程的A=0.08A=0.082525 例例2 2 已知一色谱柱在某温度下的速率方程的已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=A=0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,求最佳线速度求最佳线速度u u和和最小塔板高最小塔板高H.H.解解:欲求欲求 u u最佳最佳和和H H最小最小,要对速率方程微分要对速率方程微分,即即 dH/du dH/dud(A+B/u+Cu)/dud(A+B/u+Cu)/du -B/u-B/u2 2+C+C0 0 而而,最佳线速最佳线速:u:u最佳最佳(B/C)(B/C)1/21/2 最小板高最小板高:H:H最小最小A+2(BC)A+2(BC)1/21/2 可得可得u u最佳最佳(0.65/0.003)(0.65/0.003)1/21/214.7cm/s14.7cm/s H H最小最小0.08+2(0.650.003)0.08+2(0.650.003)1/21/20.17cm0.17cm2024/8/72024/8/7 例例2 2 已知一色已知一色谱谱柱在某温度下的速率方程的柱在某温度下的速率方程的A=0.08A=0.082626 例例33已知物质已知物质A A和和B B在一个在一个30.0cm30.0cm柱上的保柱上的保留时间分别为留时间分别为16.4016.40和和17.63min.17.63min.不被保留不被保留组分通过该柱的时间为组分通过该柱的时间为1.30min.1.30min.峰宽为峰宽为1.111.11和和1.21min,1.21min,计算计算:(1)(1)柱的分离度柱的分离度;(2)(2)柱的平均有效塔板数目柱的平均有效塔板数目;(3)(3)平均有效塔板高度平均有效塔板高度;2024/8/72024/8/7 例例33已知物已知物质质A A和和B B在一个在一个30.0cm30.0cm柱上的保留柱上的保留时间时间分分别为别为2727 解解:(1)R=2(17.63-16.40)/(1.11+1.21)=1.06(1)R=2(17.63-16.40)/(1.11+1.21)=1.06 (2)n (2)nA A=16(16.40-1.30)/1.11=16(16.40-1.30)/1.112 2=2961 =2961 n nB B=16(17.63-1.30)/1.21=16(17.63-1.30)/1.212 2=2915=2915 n navav=(2961+2914)/2=2938=(2961+2914)/2=2938 (3)H=L/n=30.0/2938=1.0210 (3)H=L/n=30.0/2938=1.0210-2-2cmcm 例例3已知物质已知物质A和和B在一个在一个30.0cm柱上的保留时间分别为柱上的保留时间分别为16.40和和17.63min.不被保留组分通过该柱的时间为不被保留组分通过该柱的时间为1.30min.峰宽为峰宽为1.11和和1.21min,计算计算:(1)柱的分离度柱的分离度;(2)柱的柱的平均平均有效塔板数目有效塔板数目;(3)平均平均有效高度有效高度;2024/8/72024/8/7 解解:(1)R=2(17.63-16.40)/(1.1:(1)R=2(17.63-16.40)/(1.12828例例例例2 2 2 2：在在在在根根根根长长长长为为为为1 1 1 1米米米米的的的的填填填填充充充充柱柱柱柱上上上上，空空空空气气气气的的的的保保保保留留留留时时时时间间间间为为为为5 5 5 5s s s s，苯苯苯苯和和和和环环环环己己己己烷烷烷烷的的的的保保保保留留留留时时时时间间间间分分分分别别别别为为为为45454545s s s s和和和和49494949s s s s，环环环环己己己己烷烷烷烷色色色色谱谱谱谱峰峰峰峰峰峰峰峰底底底底宽宽宽宽为为为为5 5 5 5s s s s。欲欲欲欲得得得得到到到到R R R R1.21.21.21.2的的的的分分分分离离离离度度度度，有有有有效效效效塔塔塔塔板板板板数数数数应应应应为为为为多多多多少少少少？需需需需要要要要的的的的柱柱柱柱长长长长应应应应为为为为多多多多少少少少？解：解：解：解：2024/8/72024/8/7例例2 2：在根：在根长为长为1 1米的填充柱上，空气的保留米的填充柱上，空气的保留时间为时间为5s5s，苯和，苯和环环己己2929精品课件精品课件！2024/8/72024/8/7精品精品课课件！件！2023/8/12023/8/13030精品课件精品课件！2024/8/72024/8/7精品精品课课件！件！2023/8/12023/8/13131例例例例4 4 4 4：在在在在根根根根长长长长为为为为1 1 1 1米米米米的的的的填填填填充充充充柱柱柱柱上上上上，空空空空气气气气的的的的保保保保留留留留时时时时间间间间为为为为5 5 5 5s s s s，苯苯苯苯和和和和环环环环己己己己烷烷烷烷的的的的保保保保留留留留时时时时间间间间分分分分别别别别为为为为45454545s s s s和和和和49494949s s s s，环环环环己己己己烷烷烷烷色色色色谱谱谱谱峰峰峰峰峰峰峰峰底底底底宽宽宽宽为为为为5 5 5 5s s s s。欲欲欲欲得得得得到到到到R R R R1.21.21.21.2的分离度，有效塔板数应为多少？需要的柱长应为多少？的分离度，有效塔板数应为多少？需要的柱长应为多少？的分离度，有效塔板数应为多少？需要的柱长应为多少？的分离度，有效塔板数应为多少？需要的柱长应为多少？解：解：解：解：根据公式根据公式n n有效有效有效有效 =16 =16R R2 2 2,12,1/(/(2,12,1 1)1)2 2r r2121=t tR2R2 /t tR1R1n neffeff=16R=16R2 2 2,12,1/(/(2,12,1 1)1)2 2 =161.2 =161.22 2(1.1/0.1)(1.1/0.1)2 2=2788=2788 块块L L2.25m2.25m2024/8/72024/8/7例例4 4：在根：在根长为长为1 1米的填充柱上，空气的保留米的填充柱上，空气的保留时间为时间为5s5s，苯和，苯和环环己己3232
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