主题:【已应助】求教气相分离原理

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本人气相新人一个,最近在了解气相的分离原理,请问载气把物质带进色谱柱之后,里面的组分不停的在流动相与固定相之间分配是什么意思呢,组分进入到色谱柱之后被吸附在了柱子上,然后又是怎么再出来的?然后就是从柱子中出来后又被载气带动接着被色谱柱吸附吗?然后一直重复这个过程?新人不懂,求大神讲解一下。
最佳答案:dahua1981回复于2021/07/30
??? 气相色谱法的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相(载气)和固定相两相间的分配有差异(即有不同的分配系数),当两相作相对运动时,这些组分在两相间的分配反复进行,从几千次到数百万次,即使组分的分配系数只有微小的差异,随着流动相的移动可以有明显的差距,最后使这些组分得到分离。

  气相色谱法的理论基础主要表现在两个方面,即色谱过程动力学和色谱过程热力学,也可以这样说,组分是否能分离开取决于其热力学行为,而分离得好不好则取决于其动力学过程。

  色谱过程动力学�;�;发展高效色谱技术及色谱峰形预测的理论基础

  色谱过程动力学是研究物质在色谱过程中运动规律的科学。其研究的主要目的是根据物质在色谱柱内运动的规律解释色谱流出曲线的形状;探求影响色谱区域宽度扩张及峰形拖尾的因素和机理,从而为获得高效能色谱柱系统提供理论上的指导,为峰形预测、重叠峰的定量解析以及为选择最佳色谱分离条件奠定理论基础。

  在色谱发展过程中,用来描述色谱过程动力学的理论模型主要有:1940年提出的平衡色谱理论,解释了部分实验事实,但由于该理论忽略了传质速率有限性与物质分子纵向扩散性的影响,对一些现象不能解释;1941年Martin等人引入了理论塔板的概念,在该理论中,色谱过程被比拟为蒸馏过程,而色谱柱被视为一系列平衡单元-理论塔板的结合。在色谱柱足够长、理论塔板高度充分小,以及分配等温线呈线性的情况下,这一理论对色谱流出曲线分布和谱带移动规律,以及柱长与理论塔板高度H对区域扩张的影响等给予了近似的解释。但是塔板理论对影响理论塔板高度H的各种因素没有从本质上考虑,而色谱过程本质上并不是分馏过程,因而这一理论还只是半经验式的理论。

  首先揭露影响色谱区域宽度内在因素的是纵向扩散理论和考察传质速率有限性的的速率理论。在气相色谱中有同时考察传质速率和纵向扩散影响的vanDeemter方程式,考察径向扩散的Golay毛细管色谱方程式。vanDeemter方程式和Golay方程式分别描述了填充柱和毛细管柱两种色谱柱的理论塔板高度H的各种影响因素,两个公式综合到一起可简化如下:

  H=A+B/u+(Cg+Cl)u色谱过程热力学�;�;色谱定性及研究高选择性色谱方法和柱系统等的理论基础

  由气相色谱的分离原理可知,实现气相色谱分离的基本条件是欲被分离的物质有不同的分配系数,而不同的分配系数也是气相色谱定性鉴别组分的基础。物质在色谱过程中的保留是一种宏观现象,但引起保留的原因却是分子之间的微观作用。因此要研究影响物质保留的原因,必须从分子间的微观作用、分子的微观结构着手,在这一方面,统计热力学是最好的工具。

  色谱过程热力学能够很好地解释气相色谱的保留值规律:利用分子结构参数直接预测气相色谱保留值;容量因子k’随柱温变化的规律;同类化合物中同系物保留值随分子中碳原子数目变化的规律;同族化合物的保留值随沸点变化的规律;双固定液的保留值变化规律。

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dahua1981
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??? 气相色谱法的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相(载气)和固定相两相间的分配有差异(即有不同的分配系数),当两相作相对运动时,这些组分在两相间的分配反复进行,从几千次到数百万次,即使组分的分配系数只有微小的差异,随着流动相的移动可以有明显的差距,最后使这些组分得到分离。

  气相色谱法的理论基础主要表现在两个方面,即色谱过程动力学和色谱过程热力学,也可以这样说,组分是否能分离开取决于其热力学行为,而分离得好不好则取决于其动力学过程。

  色谱过程动力学�;�;发展高效色谱技术及色谱峰形预测的理论基础

  色谱过程动力学是研究物质在色谱过程中运动规律的科学。其研究的主要目的是根据物质在色谱柱内运动的规律解释色谱流出曲线的形状;探求影响色谱区域宽度扩张及峰形拖尾的因素和机理,从而为获得高效能色谱柱系统提供理论上的指导,为峰形预测、重叠峰的定量解析以及为选择最佳色谱分离条件奠定理论基础。

  在色谱发展过程中,用来描述色谱过程动力学的理论模型主要有:1940年提出的平衡色谱理论,解释了部分实验事实,但由于该理论忽略了传质速率有限性与物质分子纵向扩散性的影响,对一些现象不能解释;1941年Martin等人引入了理论塔板的概念,在该理论中,色谱过程被比拟为蒸馏过程,而色谱柱被视为一系列平衡单元-理论塔板的结合。在色谱柱足够长、理论塔板高度充分小,以及分配等温线呈线性的情况下,这一理论对色谱流出曲线分布和谱带移动规律,以及柱长与理论塔板高度H对区域扩张的影响等给予了近似的解释。但是塔板理论对影响理论塔板高度H的各种因素没有从本质上考虑,而色谱过程本质上并不是分馏过程,因而这一理论还只是半经验式的理论。

  首先揭露影响色谱区域宽度内在因素的是纵向扩散理论和考察传质速率有限性的的速率理论。在气相色谱中有同时考察传质速率和纵向扩散影响的vanDeemter方程式,考察径向扩散的Golay毛细管色谱方程式。vanDeemter方程式和Golay方程式分别描述了填充柱和毛细管柱两种色谱柱的理论塔板高度H的各种影响因素,两个公式综合到一起可简化如下:

  H=A+B/u+(Cg+Cl)u色谱过程热力学�;�;色谱定性及研究高选择性色谱方法和柱系统等的理论基础

  由气相色谱的分离原理可知,实现气相色谱分离的基本条件是欲被分离的物质有不同的分配系数,而不同的分配系数也是气相色谱定性鉴别组分的基础。物质在色谱过程中的保留是一种宏观现象,但引起保留的原因却是分子之间的微观作用。因此要研究影响物质保留的原因,必须从分子间的微观作用、分子的微观结构着手,在这一方面,统计热力学是最好的工具。

  色谱过程热力学能够很好地解释气相色谱的保留值规律:利用分子结构参数直接预测气相色谱保留值;容量因子k’随柱温变化的规律;同类化合物中同系物保留值随分子中碳原子数目变化的规律;同族化合物的保留值随沸点变化的规律;双固定液的保留值变化规律。

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安平
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色谱分离原理,分为吸附和分配。

气固气相色谱的原理是吸附,目标组分在固定相表面发生化学-物理吸附。

气液气相色谱的原理是分配,类似溶解或者萃取。
过程发生在流动相和固定相内部和表面。

色谱分离过程是动态的,目标物质不断的在固定相和流动相中发生动态的分配。

xiaoheihei
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里面的组分不停的在流动相与固定相之间分配是什么意思呢,
就是说样品某个组分被不断流动的载气带着沿着柱管方向移动,移动过程中不断与管内的填料发生吸附解吸或者管壁的固定液发生溶解挥发,当移动距离足够长,会形成沿着柱管方向的高斯分布浓度谱带状移动。
组分进入到色谱柱之后被吸附在了柱子上,然后又是怎么再出来的?
组分一部分被吸附或者溶解到固定液内,由于载气是移动的,会带着组分继续移动而解析或者挥发出来。
然后就是从柱子中出来后又被载气带动接着被色谱柱吸附吗?然后一直重复这个过程?
一般短柱子也是在不断的不平衡分配平衡中移动的,直到走到色谱柱末尾,各组分在柱管内已经形成各自谱带,进入检测中检测。
这是个想象的过程,实际过程更为复杂,这只是粗浅的认识。
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就是说其实载气走完一遍柱子后,各种物质已经被色谱柱吸附分离好了吗
安平
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原文由 Insm_d78c57fc(Insm_d78c57fc) 发表:就是说其实载气走完一遍柱子后,各种物质已经被色谱柱吸附分离好了吗
在整个分析过程中,每个组分于柱内不停发生吸附-脱附,或者溶解-挥发的过程。

如果两个组分保留性能差异足够大,那么就可以分离。
dahua1981
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原文由 Insm_d78c57fc(Insm_d78c57fc) 发表:
就是说其实载气走完一遍柱子后,各种物质已经被色谱柱吸附分离好了吗
个人认为可以这样理解:可以把分离过程比马拉松 比赛,各组分好比运动员,柱子好比赛道,因为组分不同肯定会有差别,各组分与柱子之间在载气作用下反复进行吸附-解吸过程,只要柱子足够长,各组分又能在气相条件下气化,理论上均能实现完美分离,但是现实肯定实现不了,因为受柱子长度、材料粒径,柱子孔径和填充技术等的影响,这些都决定了这是无法实现的。
viki
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从实践和运用的角度来讲
1、首先是沸点,一般沸点越高出峰越靠后(非极性色谱柱一般遵循这个规律,极性色谱柱不一定了)
2、就要看组分与色谱柱之间的作用力了,这个与物质的结构有关了
myoldid
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可以看看这个来自色谱学堂的文章https://mp.weixin.qq.com/s?search_click_id=5756595915963300536-1627732479683-374470&sub&__biz=MzA3NTMzOTIyNg==&mid=2652378808&idx=1&sn=ebcf241c799611fcc692448dbd993e1b&chksm=849eb20db3e93b1b4bbaf2cd1f84cb8f92277acc98ba6b8958cbceb021a672aaf3f15d95061e&&scene=19&subscene=10000&clicktime=1627732479&enterid=1627732479#rd
用生活中的物件“风谷机”可以生动的解释气相色谱,图三
Insm_d78c57fc
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原文由 dahua1981(dahua1981) 发表: 个人认为可以这样理解:可以把分离过程比马拉松 比赛,各组分好比运动员,柱子好比赛道,因为组分不同肯定会有差别,各组分与柱子之间在载气作用下反复进行吸附-解吸过程,只要柱子足够长,各组分又能在气相条件下气化,理论上均能实现完美分离,但是现实肯定实现不了,因为受柱子长度、材料粒径,柱子孔径和填充技术等的影响,这些都决定了这是无法实现的。
所以说柱子填料对物质不是永久吸附的是吗?为啥会出现这样的现象呢
骨架寡人
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可以这么理解,载气流速,分流,柱子温度分离