程。塔板理论的基本假设为:
1)色谱柱内存在许多塔板,组分在塔板间隔(即塔板高度)内完全服从分配定律,并很快达到分配平衡。
2)样品加在第0号塔板上,样品沿色谱柱轴方向的扩散可以忽略。
3)流动相在色谱柱内间歇式流动,每次进入一个塔板体积。
4)在所有塔板上分配系数相等,与组分的量无关。
虽然以上假设与实际色谱过程不符,如色谱过程是一个动态过程,很难达到分配平衡;组分沿色谱柱轴方向的扩散是不可避免的。但是塔板理论导出了色谱流出曲线方程,成功地解释了流出曲线的形状、浓度极大点的位置,能够评价色谱柱柱效。
212色谱流出曲线方程及定量参数(峰高h和峰面积A)
由色谱流出曲线方程可知:当t=tR时,浓度C有极大值。Cmax就是色谱峰的峰高。因此:①当实验条件一定时(即σ一定),峰高h与组分的量C0(进样量)成正比,所以正常峰的
f峰高可用于定量分析。②当进样量一定时,σ越小(柱效越高),峰高越高,因此提高柱效能提高HPLC分析的灵敏度。
由流出曲线方程对V0∞求积分,即得出色谱峰面积A。可见A相当于组分进样量C0,因此是常用的定量参数。把Cmax=h和Wh2=2355σ代入上式,即得A=1064×Wh2×h,此为正常峰的峰面积计算公式。
22速率理论(又称随机模型理论)221液相色谱速率方程
1956年荷兰学者Va
Deemter等人吸收了塔板理论的概念,并把影响塔板高度的动力学因素结合起来,提出了色谱过程的动力学理论速率理论。它把色谱过程看作一个动态非平衡过程,研究过程中的动力学因素对峰展宽(即柱效)的影响。后来Giddi
gs和S
yder等人在Va
Deemter方程(后称气相色谱速率方程)的基础上,根据液体与气体的性质差异,提出了液相色谱速率方程(即Giddi
gs方程)。
222影响柱效的因素
1)涡流扩散(eddydiffusio
)。由于色谱柱内填充剂的几何结构不同,分子在色谱柱中的流速不同而引起的峰展宽。涡流扩散项A=2λdp,dp为填料直径,λ为填充不规则因子,填充越不均匀λ越大。HPLC常用填料粒度一般为310μm,最好35μm,粒度分布RSD≤5。但粒度太小难于填充均匀(λ大),且会使柱压过高。大而均匀(球形或近球形)的颗粒容易填充规则均匀,λ越小。总的说来,应采用细而均匀的载体,这样有助于提高柱效。毛细管无填料,A=0。
2)分子扩散(moleculardiffusio
)。又称纵向扩散。由于进样后溶质分子在柱内存在浓度梯度,导致轴向扩散而引起的峰展宽。分子扩散项Bu=2γDmu。u为流动相线速度,分子在柱内的滞留时间越长(u小),展r