这里,我们要讨论的是在色谱塔板理论和速度方程的范围内,影响分离度R的因素和效果。
首先,回忆一下速度方程,两个色谱峰的出峰时间差是这里决定的。即:
t2-t1=(K2-K1)t0/β
其次,回忆一下塔板原理,理想状态下,色谱峰的峰宽是这里决定的。即:
W = 4σ = 4t / 根号n 。
考虑到t2约等于t1,因此t2 + t1约等于2t。得到以下推论:
从这里我们可以清晰地看到
影响分离度R的因素只有三个,即:两临近组分的分配系数之差ΔK,平均分配系数K,柱效率n。
因此
分离度R与柱长L(或柱效率n)的平方根成正比,与分配系数之差ΔK成正比,与平均分配系数K成反比。
因此我们仅从塔板理论来看,其它因素如相比β(膜厚,固定液图渍量)、死时间t0(载气流速)、组分总量m(进样量)等,都是不影响分离度R的。我们知道,这并不符合我们的实际经验。
事实上,分离度R与载气流速、膜厚、进样量都是密切相关的。为什么会出现这个情况呢?这是因为塔板理论的四个假设并不成立,存在偏差。为了修正这些偏差,1956年荷兰人Van Deemter提出了速率理论。注意,速率理论不是一个单独的理论,而是对塔板理论的一个修正。
单单从这个公式看,我们似乎应该选择K比较小的固定液。但事实上,我们选择固定相的时候,通常采用相似性原则,首先选用K值比较大的固定液。这是因为K越大,能够获得的ΔK就会越大,因此分离度会更好。这一点,希望注意体会。
这一切都提醒我们:
知识是要灵活应用的,不能考虑一方面,就忘记其他方面。确定方案前一定要综合考虑所有因素。当我们完成速率理论的讲授,我们将进一步分析分离度R的影响因素,如载气流速等。