分离科学与技术8市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第三章 色谱分离原理,第五节分 离 度,Copyright,Dalian,Polytechnic University Song Jianguo,一、,分离度与色谱柱特征,二、,分离条件优化指标,三、,色谱柱峰容量,第1页,3.5,分离度,保留值之差,色谱过程,热力学,原因；,区域宽度,色谱过程,动力学,原因。,塔板理论和速率理论都难以描述“,物质对,”实际分离程度。,“,物质对,”分离程度受色谱过程中两种原因综合影响：,色谱分离中四种情况如图所表示：,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，,但分离不好；,选择性差,，,柱效低，,分离效果更差。,第2页,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指标,进样,t,t,R,1,t,0,t,R,2,W,1,W,2,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）,第3页,3.5,分离度,半高峰宽分离度（,R,1/2,）,峰底宽重合时，用,半高峰宽,代替峰底宽,若两峰底宽近似相等，,W,1,W,2,，,半高峰宽,（,R,1/2,）与,峰底宽,（,R,）,分离度关系：,第4页,3.5,分离度,峰高分离度,（,R,h,）,o,交点,O,到峰谷距离,交点,O,到基线距离,两峰重合,f,g,，,则：,R,h,10,，,R,改进不显著，反而使保留时间大为延长。,1,k,10,第8页,3.5,分离度,改变,k,方法：,柱温（如,GC,）,流动相性质和组成,(LC,中,),相比,t,R,初始,t,R,k,增大,塔板数,N,（柱效）影响,在等温条件下，,k,和,为常数，,R,决定于,N,，可由下式计算：,第9页,3.5,分离度,t,R,初始,t,R,N,增大,改变,N,方法：,流动相流速,u,固定相,d,P,、,d,f,柱长,L,已知,N,1,、,L,1,和,R,1,，推算另一分离要求,R,2,所需,N,2,、,L,2,：,第10页,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,影响：,1.0,1.001,1.01,1.1,1.5,2.0,(,-1)/,0,0.001,0.01,0.091,0.33,0.50,t,R,初始,t,R,增大,改变,值方法：,固定相，使各组分,分配系数有较大差异；,柱温（降温）；,流动相性质和组成；,组分性质,（分配系数）。,第11页,3.5,分离度,结论：,值很小改变，可使,R,有较大改变。,值趋近于,1,时，它改变正确增加,R,尤为显著；,值较大时，对,R,影响反而降低。,在,k,、,N,、,三个参数中,增加对,R,改进最有效。,k,从,1,3,R,增加到原来,1.5,倍；,N,增加到原来,3,倍,R,增加到原来,1.7,倍；,从,1.01,1.1,约增加,9%,R,增加到原来,9,倍,。,第12页,3.5,分离度,2.,色谱峰容量,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,到达,一定分离度,色谱,峰个数,。,假设在一定时间内，被分离色谱峰区域宽度,相等，则分离峰数目为：,最终一个峰容量因子,n,取决于,N,和最终一个峰保留时间（,t,R,）与死时间之比（,t,0,）,第13页,3.5,分离度,例题,1,已知：某色谱柱每米柱长理论板数,N,=3600,，两个组分保留时间分别为12.2,s,和12.8,s，,计算分离度；,要到达完全分离，即,R,=1.5，,所需要柱长。,解：,分离度,第14页,3.5,分离度,分离度,：,塔板数增加一倍，分离度增加多少？,要到达完全分离,第15页,3.5,分离度,例题,2,在一定条件下，两个组分调整保留时间分别为85秒和100秒，,要到达完全分离，即,R,=1.5 。,计算：,需要多少块有效塔板；,若填充柱有效塔板高度为0.1,cm，,柱长是多少？,解：有效塔板,=100/85=1.18,选择性因子,第16页,3.5,分离度,（,块）,L,=,N,eff,H,eff,=15470.1=155,cm,即柱长为1.55米时，两组分能够得到完全分离。,第17页,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（,t,R2,）,（即：最终一个组分保留时间）,R,：分离度,：选择性因子（分离因子）,k,：容量因子,H,：按第二个峰求出理论板高（柱效）,u,：流动相速度,第18页,3.6,分离时间,分离度增加，分离时间增加；,流动相速度加紧，分离时间缩短；,板高降低（柱效提升），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；,影响分离时间原因,流动相粘度小，分离时间缩短；,第19页,3.5,分离度,（,1,）各组分容量因子,k,及组分间分离因子,；,（,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,组分,t,R,/min,W,/min,1,2,3,10.00,10.42,11.34,0.31,0.36,0.68,采取柱长为,250cm,色谱柱分离某混合物，死时间为,1.20min,，各组分保留时间与色谱峰底宽如右图所表示，试问：,第20页,容量因子,k,对分离时间影响,k,1.0,1.5,2.0,3.0,8.00,6.94,6.75,7.11,k,4.0,5.0,6.0,10.0,7.81,8.64,9.53,13.31,第21页,