氣相色譜儀速率理論（課件）

1、情境六：氣相色譜對微量組分分析任務(wù)四：氣相色譜基本理論知識點：氣相色譜儀速率理論課程：儀器分析氣相色譜儀速率理論范第姆特方程式(Van Deemter equation)CuuBAH1）渦流擴(kuò)散項(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過程中隨流動相不斷改變方向，形成紊亂的“渦流”； 從圖中可見，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性同一組分運行路線長短不同流出時間不同峰形展寬。 氣相色譜儀速率理論氣相色譜儀速率理論Stationary phaseCapillary wall 展寬程度以A表示： A=2dp (其中dp填充物平均直徑；填充不規(guī)則因子。)

2、 可見，使用細(xì)粒的固定相并填充均勻可減小A，提高柱效。對于空心毛細(xì)管柱，無渦流擴(kuò)散，即A=0。 氣相色譜儀速率理論 2）分子擴(kuò)散項(Longitudinal diffusion term, B/u) 縱向分子擴(kuò)散是由于濃度梯度引起的。當(dāng)樣品被注入色譜柱時，它呈“塞子”狀分布。隨著流動相的推進(jìn)， “塞子”因濃度梯度而向前后自發(fā)地擴(kuò)散，使譜峰展寬。其大小為: B=2D 氣相色譜儀速率理論討論:(1) 分子量大的組分，Dg小，即B小（Dg與載氣相對分子質(zhì)量的平方根成反比）(2) Dg 隨柱溫升高而增加，隨柱壓降低而減??；(3) 流動相分子量大，Dg 小，即 B ??；(4) u 增加，組份停留時間短，

3、縱向擴(kuò)散小；（B/u）(5) 對于液相色譜，因Dm 較小，B 項可勿略。 氣相色譜儀速率理論 3）傳質(zhì)阻力項(Mass-transfer term, Cu) 氣相色譜儀速率理論222220.012(1)3(1)pfgLgLKdK dCCCKDKD討論:(1) 減小填充顆粒直徑dp；(2) 采用分子量小的流動相，使Dg增加；(3) 減小液膜厚度df，CL下降。但此時k又減小。因此，當(dāng)保持固定液含量不變時，可通過增加固定液載體的比表面來降低df。但比表面過大又會因吸附過強(qiáng)使峰拖尾。(4) 增加柱溫，可增加DL，但k值也減小，為保持合適CL值，應(yīng)控制柱溫。 氣相色譜儀速率理論 (4) H-u關(guān)系曲線（如圖）從該曲線得到： 渦流擴(kuò)散項A與流速u無關(guān)； 低流速區(qū)(u小)，B/u大，分子擴(kuò)散項占主導(dǎo)，此時選擇分子量大的氣體如N2和Ar為載氣，可減小擴(kuò)散，提高柱效；氣相色譜儀速率理論高流速區(qū)(u大)，Cu大，傳質(zhì)阻力項占主導(dǎo)，此時選擇分子量小的氣體如H2和He為載氣，可增加擴(kuò)散系數(shù)，提高柱效；氣相色譜儀速率理論 5）固定相顆粒大小對板高的影響