影響高效液相色譜的因素

影響高效液相色譜的因素第一頁，共十一頁，2022年，8月28日一、柱內(nèi)擴展二、分離條件的選擇三、柱外擴展四、習題鞏固第二頁，共十一頁，2022年，8月28日高效液相色譜和氣相色譜的基本原理一致，它們的區(qū)別在于流動相不同。由于必須考慮氣體和液體之間粘度、擴散系數(shù)、密度等方面的差異，影響高效液相色譜的色譜峰擴展因素可分為：柱內(nèi)擴展因素和柱外擴展因素。第三頁，共十一頁，2022年，8月28日一、柱內(nèi)擴展因素柱內(nèi)擴展的概念：柱內(nèi)擴展是指組分在色譜柱內(nèi)移動時，其譜帶隨時間變寬的現(xiàn)象，又稱柱內(nèi)擴展。范德姆特方程（VanDeemter）對其同樣適用。影響柱內(nèi)擴展的因素主要有：1.渦流擴散項A;2.縱向擴散項B/u3.傳質(zhì)阻力項Cu:固定相傳質(zhì)阻力、流動相傳質(zhì)阻力第四頁，共十一頁，2022年，8月28日柱內(nèi)擴展因素1.渦流擴散項：采用粒度更小、更均勻的球形固定相，因此高效液相色譜的渦流擴散項A很小。2.縱向擴散項B/u：常數(shù)項B為2?Dm(由于高效液相色譜的流動相為液體，粘度比氣體大很多，分子的擴散速度比較小，故Dm比氣體的Dg小,Dm比Dg小4~5個數(shù)量級)，由于高效液相色譜法采用高壓液體流動相，因此流動相的流速u也相對較大，由B/u=2?Dm/u可看出，縱向擴散項B/u的值很小，可以忽略不計。第五頁，共十一頁，2022年，8月28日柱內(nèi)擴展因素3.傳質(zhì)阻力Cu：為固定相傳質(zhì)阻力和流動相傳質(zhì)阻力之和。（1）固定相傳質(zhì)阻力HS：采用化學鍵合相，“固定液”只是鍵合在載體表面的單分子層，液膜很薄，因此，固定相傳質(zhì)阻力可以忽略。（2）流動相傳質(zhì)阻力：是組分分子在流動相中傳質(zhì)過程產(chǎn)生的阻力，分為動態(tài)流動相傳質(zhì)阻力(Hm)和靜態(tài)流動相傳質(zhì)阻力(Hsm)。

動態(tài)流動相傳質(zhì)阻力(Hm)：由于在一個流路中流路中心和邊緣的流速不等所致。靠近填充顆粒的流動相流速較慢，而中心較快，處于中心的分子還未來得及與固定相達到分配平衡就隨流動相前移，因而產(chǎn)生峰展寬。

靜態(tài)流動相傳質(zhì)阻力(Hsm)：由于溶質(zhì)分子進入處于固定相孔穴內(nèi)的靜止流動相中，晚回到流路中而引起峰展寬，固定相的顆粒越小，微孔孔徑越大，傳質(zhì)阻力就越小，傳質(zhì)速率越高。所以改進固定相結(jié)構(gòu)，減小靜態(tài)流動相傳質(zhì)阻力，是提高液相色譜柱效的關鍵。第六頁，共十一頁，2022年，8月28日柱內(nèi)擴展因素綜上所訴，高效液相色譜法的VanDeemter方程式為：H=A+Cu,由上式可見，在高效液相色譜中影響柱效的主要是傳質(zhì)阻力Cu。由下圖可看出高效液相色譜和氣相色譜的H-u曲線明顯不同，由于縱向擴散項忽略不計，所以曲線無最小值，也就是沒有u最佳，在高效液相色譜中，流動相流速↑，板高H↑,柱效↓。第七頁，共十一頁，2022年，8月28日二、分離條件的選擇

從高效液相色譜VanDeemter方程式可看出，為了減少柱內(nèi)擴展，提高色譜柱效率，必須選擇適合的分離操作條件：1.固定相的選擇：選擇顆粒小，篩選范圍窄的固定相，柱內(nèi)填充均勻，以減小渦流擴散和提高傳質(zhì)速率；選用表面多孔性載體或粒度小的全多孔載體。2.流動相的選擇：選擇粘度低的溶劑作為流動相。3.流速的選擇：在固定相和流動相的確定下，降低流動相的流速可以提高柱效，但實際工作中，我們可以在滿足分離效率的前提下，適當提高流速。4.柱溫的選擇：適當提高色譜柱的溫度，可以降低流動相粘度，提高組分傳質(zhì)速度，提高分析速度，但同時會降低分離度，目前大多采用室溫進行分析。第八頁，共十一頁，2022年，8月28日三、柱外效應速率理論研究的是柱內(nèi)峰展寬因素，實際在柱外還存在引起峰展寬的因素，即柱外效應（色譜峰在柱外死空間里的擴展效應）。引起柱外效應的原因：柱外效應主要由低劣的進樣技術(shù)、從進樣點到檢測池之間除柱子本身以外的所有死體積所引起。如何減小柱外效應：為了減少柱外效應，首先應盡可能減少柱外死體積，如使用"零死體積接頭"連接各部件，管道對接宜呈流線形，檢測器的內(nèi)腔體積應盡可能小第九頁，共十一頁，2022年，8月28日習題習題1.下列哪種有關高效液相色譜VanDeemter方程描述比較適當()A.渦流擴散項很小，可忽略不計B.分子擴散項很小，課忽略不計