组分在流动相中扩散系数课件

第9章气相色谱分离检测技术学习目标知识目标掌握气相色谱常用术语、气相色谱仪组成结构部件及工作原理；熟悉定性与定量分析方法、气相色谱实验条件选择方法和残留溶剂测定方法；了解气相色谱两个基本理论和气相色谱的应用。技能目标学会气相色谱仪的操作使用技术、顶空进样技术和残留溶剂测定方法；了解气相色谱仪维护常识。第9章气相色谱分离检测技术学习目标1第1节气相色谱法的基础理论一、基本术语1．色谱图和色谱峰色谱图第1节气相色谱法的基础理论一、基本术语1．色谱图和色谱峰色2（1）基线(见图中OO’)（2）色谱峰A.拖尾因子（符号T）（1）基线(见图中OO’)（2）色谱峰A.拖尾因子（符号3组分在流动相中扩散系数课件4B.分类(按T分)正常峰

0.95<T<1.05拖尾峰

T>1.05前伸峰

T<0.95分叉峰馒头峰其它峰B.分类(按T分)正常峰0.95<T<1.05拖尾峰5（3）峰高（h）和峰面积（A）（定量依据）A.峰高色谱峰最高点至基线的垂直距离B.峰面积（A）组分的流出曲线与基线所包围的面积(图黑色部分)

（3）峰高（h）和峰面积（A）（定量依据）A.峰高6（4）色谱峰区域宽度①标准偏差σ见图中EF

②半峰宽(W1/2)见图中GH

③峰宽（W）见图中W

④关系W=4σ＝1.699W1/2

（4）色谱峰区域宽度①标准偏差σ见图中EF②半峰宽(W172．保留值（1）保留时间（retentiontime，）从进样到色谱柱后出现待测组分信号极大值所需要的时间（2）死时间（deadtime，或）从进样开始到惰性组分（不被固定相吸附或溶解的空气或甲烷）出现峰极大值所需的时间2．保留值（1）保留时间（retentiontime，）8（3）调整保留时间（adjustedretentiontime，）（4）保留体积（retentionvolume，）从进样到产生待测组分信号极大值所需要的流动相体积称为保留体积。（5）死体积（deadvolume，或）从进样开始到惰性组分（不被固定相吸附或溶解的空气或甲烷）出现峰极大值所需流动相的体积称为死体积。或者是从进样器到检测器出口未被固定相占有的空间的总体积。（6）调整保留体积（adjustedretentionvolume，）（3）调整保留时间（adjustedretentiont93．分离度（1)定义指相邻两组分色谱峰的保留时间之差与两组分色谱峰的基线宽度之和的二分之一的比值（2）计算公式(3）关系R<1部分重叠R=1基本分离R>1.5完全分离3．分离度（1)定义（2）计算公式(3）关系R<1部分重10二、基本原理1．分配系数和分配比（1）分配系数意义:K值大，相当于组分在固定相停留的时间长，出柱晚；反之，出柱早（2）分配比（容量因子）意义：越大，说明组分保留时间越长二、基本原理1．分配系数和分配比（1）分配系数意义:（2）11（3）选择因子意义:两组分实现色谱分离的先决条件是两组分在给定的色谱条件下具有不同的分配系数或分配比，即,且差值越大，分离效果越好2．塔板理论假设样品中有A、B两组分，，，浓度都为1.00g/L（1）分离过程色谱分离过程-----蒸馏过程

柱子-----分馏塔柱子=塔板+塔板+塔板+…（3）选择因子意义:2．塔板理论（1）分离过程12分配色谱过程模型图分配色谱过程模型图13（2）理论塔板数A.板高

(H）组分在柱内达成一次分配平衡所需要的柱长B.理论塔板数

意义：组分的保留时间越长，峰形越窄，理论塔板数越大，色谱柱对该组分的分离效果越好想一想

在分离条件一样时，同一根色谱柱对不同的组分的柱效能一样吗？为什么？（2）理论塔板数A.板高(H）组分在柱内达成一次分14塔板理论实际指导意义(1)塔板理论描述了组分在柱内的分配平衡和分离过程(2)导出流出曲线的数学模型(3)解释了流出曲线形状和位置(4)提出了计算和评价柱效的参数。塔板理论的缺陷

(1)影响色谱塔板高度的因素→H(2)如何解释在不同流速下,同一个色谱柱具有不同的塔板高度u～HC.塔板理论的优缺点塔板理论实际指导意义塔板理论的缺陷C.塔板理论的优缺点153．速率理论色谱过程动力学理论---范第姆特方程塔板高度

=涡流扩散项+分子扩散项+传质阻力项简化式：

H=A+B/u+Cu分子扩散系数传质阻力系数流动相线速度涡流扩散项意义：任何减少A、B、C和u的因素，→降低H，提高柱效。3．速率理论色谱过程动力学理论---范第姆特方程塔板高度16（1）涡流扩散项A

涡流扩散示意图

（2）分子扩散项

dp↓，填充的越均匀即λ↓，H↓，柱效n↑固定相填充不规则因子固定相平均粒径弯曲因子（流动相扩散路径弯曲的因素）组分在流动相中扩散系数（1）涡流扩散项A涡流扩散示意图（2）分子扩散项17（1)柱内有填充物时会阻碍分子扩散，；柱内无填充物时，，扩散程度最大。小；温度高，大。（2)载气和组分分子质量大，小，扩散程度大。(3）载气(4)扩散↑，峰展宽，H↑,n↓。分子扩散示意图

意义（1)柱内有填充物时会阻碍分子扩散，；柱内无填充物时，，扩散18（3）传质阻力项

（3）传质阻力项19A.传质过程气相传质过程液相传质过程B.气相传质阻力系数为容量因子；为固定相颗粒的平均直径；为组分在气相中的扩散系数

想一想气相中传质阻力的影响因素是什么?如何影响?A.传质过程气相传质过程液相传质过程B.气相传质阻力系20C.液相传质阻力系数为固定相液膜厚度；为组分在液相中的扩散系数

想一想