色谱法基本定论1

色谱法基本理论一、塔板理论热力学理论，使用相平衡观点来研究色谱分离过程。二、速率理论动力学理论使用动力学观点研究动力学因素对色谱分离过程和柱效的影响。

基本理论色谱法基本理论把色谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时引入理论塔板数作为衡量柱效率的指标，即色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成。每一块塔板的高度用H表示，称为塔板高度，简称塔高或板高。

塔板理论色谱法基本理论

在每一块塔板上，溶质在两相间很快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方式向前移动。对于一根长为L的色谱柱，溶质在两相平衡的次数应为：

n=L/H

n称为理论塔板数。

柱效随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减小。

塔板理论色谱法基本理论由塔板理论可导出塔板数和峰宽的关系：

式中，tR与W1/2、W应采用同一单位（时间或距离）。从公式可以看出，在tR

一定时，如果色谱峰很窄，则说明n越大，H越小，柱效能越高。

塔板理论色谱法基本理论为了真实反映色谱柱的分离效能，通常用扣除死时间后的调整保留时间

，并用有效塔板数（neff）或有效塔板高度（Heff）作为衡量柱效能指标。

塔板理论色谱法基本理论

1956年荷兰vanDeemter等在研究气液色谱时，提出了速率理论。他们吸收了塔板理论中塔高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响塔高的各种因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u为流动相的线速度；A涡流扩散系数、B

分子扩散项系数、C传质阻力项系数。在HPLC中，H=A+Cu（B看为0）

速率理论色谱法基本理论(1)

涡流扩散项－A

A=2λdp

dp：固定相的平均颗粒直径λ：固定相的填充不均匀因子固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。

速率理论色谱法基本理论(2)分子扩散项—B

B=2νDg

ν：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1。Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1）。由于柱中存在着浓度差，产生纵向扩散：a.扩散导致色谱峰变宽，H↑(n↓)，分离变差。b.分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑，

c.扩散系数：Dg

∝（M载气）-1/2；M载气↑，B值↓

速率理论色谱法基本理论(3)

传质阻力项—C

组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力Cl

，液相传质阻力大于气相传质阻力。即：C=（Cg+Cl）

速率理论流动相固液界面固定液组分分子ClCg色谱法基本理论

1956年荷兰vanDeemter等在研究气液色谱时，提出了速率理论。他们吸收了塔板理论中塔高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响塔高的各种因素。vanDeemter方程

H=A+B/u+Cu

式中u为流动相的线速度；A涡流扩散系数、B

分子扩散项系数、C传质阻力项系数。在HPLC中，H=A+Cu（B看为0）

速率理论色谱法基本理论(4)载气流速与柱效-最佳流速H-u曲线与最佳流速：以塔板高度H对应载气流速u作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。

速率理论色谱法基本理论①柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离；②△K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；③柱效较低，，△K较大,但分离的不好；④△K小，柱效低，分离效果更差。

分离度和分离方程色谱法基本理论分离度（R）又称为分辨率，是指两色谱峰尖距离与峰宽之和一半的比值。分离度是既能反映柱效率又能反映选择性的指标，称总分离效能指标。R=0.8：两峰的分离程度可达89%；R