色譜分離條件的選擇

更新時(shí)間：2011-03-19 點(diǎn)擊次數(shù)：6218

一、分離度

兩個(gè)組分怎樣才算達(dá)到分離？首先是兩組分的色譜峰之間的距離必須相差足夠大，若兩峰間僅有一定距離，而每一個(gè)峰卻很寬，致使彼此重疊，則兩組分仍無法分離；第二是峰必須窄。只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)，兩組分才能分離。

圖2-4 色譜分離的兩種情況

為判斷相鄰兩組分在色譜柱中的分離情況，可用分離度R作為色譜柱的分離效能指標(biāo)。其定義為相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩個(gè)組分色譜峰峰底寬度總和之半的比值：

R值越大，就意味著相鄰兩組分分離得越好。因此，分離度是柱效能、選擇性影響因素的總和，故可用其作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。

從理論上可以證明，若峰形對(duì)稱且滿足于正態(tài)分布，則當(dāng)R=1時(shí)，分離程度可達(dá)98%；當(dāng)R=1.5時(shí)，分離程度可達(dá)99.7%因而可用R=1.5來作為相鄰兩峰已分開的標(biāo)志。

當(dāng)兩組分的色譜峰分離較差，峰底寬度難于測量時(shí)，可用半峰寬代替峰底寬度，并用下式表示分離度： R’=

二、色譜分離基本方程式

R=1/4 ·（）·（）

n=（）²·n_有效

R=1/4 ·（）

由分離度基本方程式可看出：

（1）分離度與柱效的關(guān)系（柱效因子）分離度與n的平方根成正比。

（2）分離度與容量比的關(guān)系（容量因子）， k >10時(shí)，k/（k+1）的改變不大，對(duì)R的改進(jìn)不明顯，反而使分析時(shí)間在為延長。因此k 值的佳范圍是1< k <10，在此范圍內(nèi)，既可得到大的R值，亦可使分析時(shí)間在不至于過長。使峰的擴(kuò)展不會(huì)太嚴(yán)重對(duì)檢測發(fā)生影響。

表2-2 k值對(duì)k/（k+1）的影響

k 0.5 1.0 3.0 5.0 8.0 10 30 50

k/（k+1） 0.33 0.50 0.75 0.83 0.89 0.91 0.97 0.98

（3）分離度與柱選擇性的關(guān)系（選擇因子），α越大，柱選擇性越好,分離效果越好。分離度從1.0增加至1.5，對(duì)應(yīng)于各α值所需的有效理論塔板數(shù)大致增加一倍。

分離度、柱效和選擇性參數(shù)之間的為：

L=16R²（）²·H_有效

表3-3 在給定值下,獲得所需分離度對(duì)柱有效理論塔板數(shù)的要求

a	n_有效
a	R=1.0	R=1.5
1.00 1.005 1.01 1.02 1.05 1.07 1.10 1.15 1.25 1.50 2.0	∞ 650000 163000 42000 7100 3700 1900 940 400 140 65	∞ 1450000 367000 94000 16000 8400 4400 2100 900 320 145

三、分離操作條件的選擇

1．載氣及其流速的選擇

對(duì)一定的色譜柱和試樣，有一個(gè)佳的載氣流速，此時(shí)柱效高，根據(jù)下式

H=A+B/u+C_U

圖2-5 塔板高度與載氣線的關(guān)系

用在不同流速下的塔板高度H對(duì)流速u作圖，得H-u曲線圖。在曲線的低點(diǎn)，塔板高度H?。℉_小）。此時(shí)柱效高。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流速即為佳流速u_佳，及 H_小可由式（14-17）微分求得：

=－＋C=0

u_佳=

將式（14-28）代入式（14-17）得：

H_小=A+2

當(dāng)流速較小時(shí)，分子擴(kuò)散（B項(xiàng)）就成為色譜峰擴(kuò)張的主要因素，此時(shí)應(yīng)采用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣（N₂，Ar ），使組分在載氣中有較小的擴(kuò)散系數(shù)。而當(dāng)流速較大時(shí)，傳質(zhì)項(xiàng)（C項(xiàng)）為控制因素，宜采用相對(duì)分子質(zhì)量較小的載氣（H₂,He ），此時(shí)組分在載氣中有較大的擴(kuò)散系數(shù)，可減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。

2．柱溫的選擇

柱溫直接影響分離效能和分析速度。首先要考慮到每種固定液都有一定的使用溫度。柱溫不能高于固定液的高使用溫度，否則固定液揮發(fā)流失。

3．固定液的性質(zhì)和用量

固定液對(duì)分離是起決定作用的。一般來說，擔(dān)體的表面積越大，固定液用量可以越高，允許的進(jìn)樣量也就越多。為了改善液相傳質(zhì)，應(yīng)使液膜薄一些。固定液液膜薄，柱效能提高，并可縮短分析時(shí)間。固定液的配比一般用5：100到25：100，也有低于5：100的。不同的擔(dān)體為要達(dá)到較高的柱效能，其固定液的配比往往是不同的。一般來說，擔(dān)體的表面積越大，固定液的含量可以越高。

4．擔(dān)體的性質(zhì)和粒度

要求擔(dān)體的表面積大，表面孔徑分布均勻。這樣，固定液涂在擔(dān)體表面上成為均勻的薄膜，液相傳質(zhì)就快，柱效就可提高。擔(dān)體粒度均勻、細(xì)小，也有利于柱效提高。但粒度過小，柱壓降增大，對(duì)操作不利。

5．進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量

進(jìn)樣必須快，一般在一秒鐘之內(nèi)。進(jìn)樣時(shí)間過長，會(huì)增大峰寬，峰變形。進(jìn)樣量一般液體0.1-5微升，氣體0.1-10毫升，進(jìn)樣太多，會(huì)使幾個(gè)峰疊加，分離不好。

6．氣化溫度

在試樣不分解的情況下，適當(dāng)提高氣化溫度對(duì)分離及定量有利。

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