1、塔板理论的提出
马丁(Martin)和欣革(Synge)最早提出塔板理论,将色谱柱比作蒸馏塔,把一根连续的色谱柱设想成由许多小段组成。在每一小段内,一部分空间为固定相占据,另一部分空间充满流动相。组分随流动相进入色谱柱后,就在两相间进行分配。并假定在每一小段内组分可以很快地在两相中达到分配平衡,这样一个小段称作一个理论塔板(theoretical plate),一个理论塔板的长度称为理论塔板高度(theoretical plate height)H。经过多次分配平衡,分配系数小的组分,先离开蒸馏塔,分配系数大的组分后离开蒸馏塔。由于色谱柱内的塔板数相当多,因此即使组分分配系数只有微小差异,仍然可以获得好的分离效果。
2、理论塔板高度和理论塔板数
理论塔板高度(theoretical plate height) H 表示:为使组分在柱内两相间达到一次分配平衡所需要的柱长。
理论塔板数(number of theoretical plate) n 表示:组分流过色谱柱时,在两相间进行平衡分配的总次数。
当色谱柱长为L时,则它的理论塔板数n为:
N=L/H 或H=L/N
由此可见,当色谱柱长L固定时,n值越大,或H值越小,柱效率越高,分离能力越强。n和H可以等效地用来描述柱效率。
由塔板理论可导出理论塔板数n的计算公式为:
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式中,保留时间和峰宽度的单位(cm和s)要一致,计算结果取两位有效数字。
3、有效理论塔板高度和有效理论塔板数
在实际应用中,提出了将除外的有效理论塔板数作为柱效能指标。其计算公式为:
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则:
4、有效理论塔板数与容量因子的关系
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上式说明了,值小,就明显地小于n值,值越大,就越接近n值。应当指出,在相同条件下,用不同的值的组分测出的柱效率是不同的。