分离科学与技术ppt课件

第三章色谱分离原理 第五节分离度 Copyright 2012DalianPolytechnicUniversitySongJianguo 一 分离度与色谱柱特性二 分离条件的优化指标三 色谱柱的峰容量 3 5分离度 保留值之差 色谱过程的热力学因素 区域宽度 色谱过程的动力学因素 塔板理论和速率理论都难以描述 物质对 的实际分离程度 物质对 的分离程度受色谱过程中两种因素的综合影响 色谱分离中的四种情况如图所示 柱效较高 选择性好 较大 完全分离 选择性不是很好 柱效较高 峰较窄 基本上完全分离 柱效较低 选择性好 但分离的不好 选择性差 柱效低 分离效果更差 3 5分离度 分离度 定量描述相邻两组份在色谱柱内分离程度的指标 峰底宽分离度 R R 1 分离程度98 两相邻组分基本分离 R 1 5 分离程度99 7 两相邻组分完全分离 标准 3 5分离度 半高峰宽分离度 R1 2 峰底宽重叠时 用半高峰宽代替峰底宽 若两峰底宽近似相等 W1 W2 半高峰宽 R1 2 与峰底宽 R 分离度的关系 3 5分离度 峰高分离度 Rh o 两峰重叠f g 则 Rh 1 两峰不重叠f g Rh 1 完全分离 o 3 5分离度 1 分离度与色谱柱特性 假定被分离的两个相邻组分在色谱柱上理塔板数相同 假定被分离的两个浓度相同的相邻组分其峰宽相同 1 Purnell方程 3 5分离度 Purnell方程 分离度近似表达式 柱效因子 选择因子 保留程度因子 3 5分离度 2 k N 对分离程度的影响 容量因子k的影响 固定相已选定 已定 适当增大k有利于分离 L一定 N值一定 k越大 k 1 k 也越大 R越大 R一定 k越大 所需的N值越小 柱子越短 但k不是越大越有利 k 10 R的改进不明显 反而使保留时间大为延长 1 k 10 3 5分离度 改变k的方法 柱温 如GC 流动相性质和组成 LC中 相比 k增大 塔板数N 柱效 的影响 在等温条件下 k和 为常数 R决定于N 可由下式计算 3 5分离度 N增大 改变N的方法 流动相流速u固定相dP df柱长L 已知N1 L1和R1 推算另一分离要求R2所需N2 L2 3 5分离度 分离因子 越大 柱选择性越好 分离效果越好 对R的影响 改变 值方法 固定相 使各组分的分配系数有较大差别 柱温 降温 流动相的性质和组成 组分的性质 分配系数 3 5分离度 结论 值很小的变化 可使R有较大的变化 值趋近于1时 它的改变对的增加R尤为显著 值较大时 对R的影响反而减少 在k N 三个参数中 的增加对R的改进最有效 k从1 3 R增加到原来的1 5倍 N增加到原来的3倍 R增加到原来的1 7倍 从1 01 1 1 约增加9 R增加到原来的9倍 3 5分离度 2 色谱的峰容量 定义 对给定色谱系统和操作条件 在一定时间内 最多能从色谱柱洗出达到一定分离度的色谱峰个数 假设在一定的时间内 被分离色谱峰的区域宽度相等 则分离峰的数目为 最后一个峰的容量因子 n取决于N和最后一个峰的保留时间 tR 与死时间之比 t0 3 5分离度 例题1 已知 某色谱柱每米柱长理论板数N 3600 两个组分的保留时间分别为12 2s和12 8s 计算分离度 要达到完全分离 即R 1 5 所需要的柱长 解 分离度 3 5分离度 分离度 塔板数增加一倍 分离度增加多少 要达到完全分离 3 5分离度 例题2 在一定条件下 两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒 要达到完全分离 即R 1 5 计算 需要多少块有效塔板 若填充柱的有效塔板高度为0 1cm 柱长是多少 解 有效塔板 100 85 1 18 选择性因子 3 5分离度 块 1547 0 1 155cm 即柱长为1 55米时 两组分可以得到完全分离 第三章色谱分离原理 第六节分离时间 分离时间 将物质对中第二个峰洗出所需时间 tR2 即 最后一个组分的保留时间 R 分离度 选择性因子 分离因子 k 容量因子 H 按第二个峰求出的理论板高 柱效 u 流动相速度 3 6分离时间 分离度增加 分离时间增加 流动相速度加快 分离时间缩短 板高降低 柱效提高 分离时间缩短 选择性因子增加 分离时间缩短 k 2时 分离时间最短 影响分离时间的因素 流动相粘度小 分离时间缩短 3 5分离度 1 各组分的容量因子k及组分间的分离因子 2 确定难分离物质对 并计算其分离度R 3 欲使难分离物质对完全分离 在柱效不变条件下 柱长应增加到多少 作业5 交作业 采用柱长为250cm的色