第十二章红外吸收光谱法.docx
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第十二章红外吸收光谱法
第十二章 红外吸收光谱法
1.基本概念
基频峰:
当分子吸收一定频率的红外线,由振动基态(V=0)跃迁至第一激发态(V=1)时,所产生的吸收峰称为基频峰。
泛频峰:
将倍频峰、合频峰及差频峰统称为泛频峰。
伸缩振动:
化学键两端的原子沿着键轴方向作规律性的伸缩运动。
弯曲振动:
键角发生规律性变化的振动,又称为变形振动。
振动自由度:
分子基本振动的数目。
简并:
振动形式不同但振动频率相同而合并的现象称为简并。
红外活性振动:
能引起偶极矩变化而吸收红外线的振动。
红外非活性振动:
不能引起偶极矩变化,不吸收红外线的振动。
特征峰:
凡是能用于鉴别基团存在的吸收峰。
相关峰:
由一个基团产生的一组相互具有依存关系的吸收峰。
特征区:
4000~1300cm-1的区域称为特征区。
指纹区:
1300~400cm-1区域称为指纹区。
2.基本原理
(1)振动自由度:
非线型分子有3N-6个振动自由度;线型分子有3N-5个。
(2)红外吸收光谱产生的条件:
①EL=ΔV·hγ或γL=ΔV·γ;②Δμ≠0。
(3)基频峰的分布规律:
①μ愈小,σ愈高。
②μ相同,K愈大,σ愈高。
③μ相同时,一般ν>β>γ。
(4)解析光谱的三大要素:
第一是峰位,第二是峰强,第三是峰形。
(5)解析光谱的原则:
遵循用一组相关峰确定一个基团。
(6)解析光谱的顺序:
先特征区,再指纹区。
(7)掌握各类化合物的主要光谱特征。
3.基本计算
①
② γL=ΔV·γ
③
④
第十三章原子吸收分光光度法
1.基本概念
共振吸收线:
原子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态)产生的谱线。
半宽度:
原子吸收线中心频率(ν0)的吸收系数一半处谱线轮廓上两点之间的频率差。
积分吸收:
吸收线轮廓所包围的面积,即气态原子吸收共振线的总能量。
峰值吸收:
通过测量中心频率处的吸收系数来测定吸收度和原子总数。
光谱项、原子能级图、空心阴极灯、原子化器、特征浓度、特征质量。
2.基本原理
(1)原子吸收光谱分析法是基于原子蒸气对同种元素特征谱线的共振吸收作用来进行定量分析的方法。
(2)吸收线轮廓是指具有一定频率范围和形状的谱线,它可用谱线的半宽度来表征。
吸收线轮廓是由自然变宽、热变宽、压力变宽等原子本身的性质和外界因素影响而产生的。
(3)采用测量峰值吸收的方法来代替测量积分吸收,必须满足以下条件:
①发射线轮廓小于吸收线轮廓;②发射线与吸收线频率的中心频率重合。
(4)原子吸收光谱分析法的定量关系式:
A=KC,常用的方法有:
校正曲线法、标准加入法、内标法等。
(5)在原子吸收分光光度法中,干扰效应主要有:
电离干扰、物理干扰、光学干扰及非吸收线干扰(背景干扰)、化学干扰等。
消除方法有:
加入缓冲剂、保护剂、消电离剂、配位剂等;采用标准加入法和改变仪器条件(如分辨率、狭缝宽度)或背景扣除等。
3.原子吸收分光光度计主要组成:
锐线光源、原子化器、分光系统和检测系统。
第十四章核磁共振波谱法
1.基本概念
屏蔽效应:
核外电子及其他因素对抗外加磁场的现象。
局部屏蔽效应:
核外成键电子云在外加磁场的诱导下,产生与外加磁场方向相反的感应磁场,使氢核实受磁场强度稍有降低的现象。
磁各向异性效应:
在外加磁场作用下,由化学键产生的感应磁场使在分子中所处的空间位置不同的核屏蔽作用不同的现象。
驰豫历程:
激发核通过非辐射途径损失能量而恢复至基态的过程。
化学位移:
质子由于在分子中所处的化学环境不同,而有不同的共振频率。
自旋偶合:
核自旋产生的核磁矩间的相互干扰。
自旋分裂:
由自旋偶合引起核磁共振峰分裂的现象称为自旋-自旋分裂。
偶合常数:
由自旋分裂产生的峰裂距,反映偶合作用的强弱。
磁等价:
分子中一组化学等价核(化学位移相同的核)与分子中的其它任何一个核都有相同强弱的偶合,则这组核为磁等价。
13C-1HCOSY谱:
两坐标轴分别为13C和1H的化学位移的二维谱。
2.基本理论
(1)共振吸收条件:
①γ0=γ②Δm=±1
(2)影响化学位移的因素:
①氢核邻近原子或基团的电负性越大,δ值增大。
②磁各向异性效应使处于负屏蔽区的氢核δ值大,处于正屏蔽区的氢核δ值小。
③氢键中质子δ增大。
分子间氢键使化学位移的改变与溶剂的性质和浓度有关。
(3)自旋分裂:
一级图谱的裂分一般具有如下规律:
①裂分峰数目由相邻偶合氢核数目n决定,符合n+1律,多重峰峰高比为二项式展开式的系数比。
I≠1/2时,符合2nI+1律。
有多组偶合程度相等的1H核时,则呈现(n+n'+…)+1个子峰;如果偶合程度不同时,则呈现(n+1)(n'+1)个子峰。
②多重峰的位置,是以化学位移值为中心左右对称,并且各裂分峰间距相等。
3.基本计算
(1)进动频率(γ)与外磁场强度(H0)关系式-Larmor方程式:
(2)屏蔽效应存在时的Larmor方程式:
第十五章质谱法
1.基本概念及术语
质谱分析法:
质谱分析法是利用多种离子化技术,将物质分子转化为离子,选择其中带正电荷的离子使其在电场或磁场的作用下,按其质荷比m/z的差异进行分离测定,从而进行物质成分和结构分析的方法。
相对丰度:
以质谱中基峰(最强峰)的高度为100%,其余峰按与基峰的比例加以表示的峰强度为相对丰度,又称相对强度。
离子源:
质谱仪中使被分析物质电离成离子的部分。
常见的有电子轰击源EI、化学电离源CI、快原子轰击源FAB等。
分子离子:
分子通过某种电离方式,失去一个外层价电子而形成带正电荷的离子,用m·+表示。
碎片离子:
当分子在离子源中获得的能量超过其离子化所需的能量时,分子中的某些化学键断裂而产生的离子。
亚稳离子:
离子(m1+)脱离离子源后,在飞行过程中发生裂解而形成的低质量离子(m2+),通常用m+表示。
同位素离子:
质谱图中含有同位素的离子。
单纯开裂:
仅一个键发生开裂并脱去一个游离基,称单纯开裂。
重排开裂:
通过断裂两个或两个以上化学键,进行重新排列的开裂方式。
重排开裂一般脱去一中性分子,同时发生重排,生成重排离子。
2.重点和难点
(1)离子化机理及其特点
①电子轰击电离(EI):
气化后的样品分子进入离子化室后,受到由钨或铼灯丝发射并加速的电子流的轰击产生正离子。
轰击电子的能量大于样品分子的电离能,使样品分子电离或碎裂。
电子轰击质谱能提供有机化合物最丰富的结构信息,有较好的重现性,其裂解规律的研究也最为完善,已经建立了数万种有机化合物的标准谱图库可供检索。
其主要缺点在于不适用于分析难挥发和热稳定性差的样品。
②化学电离(CI):
引入一定压力的反应气进入离子化室,反应气在具有一定能量的电子流的作用下电离或者裂解。
生成的离子和反应气分子进一步反应或与样品分子发生离子-分子反应,通过质子交换使样品分子电离。
化学电离属于软电离方式,通常准分子离子峰强度大,易获得有关化合物基团的信息。
其主要缺点是重现性较差,且不适合于难挥发、热不稳定样品的分析。
③快原子轰击(FAB):
将样品分散于基质(常用甘油等高沸点溶剂)制成溶液,涂布于金属靶上送入FAB离子源中。
将经强电场加速后的惰性气体中性原子束(如氙)对准靶上样品轰击。
基质中存在的缔合离子及经快原子轰击产生的样品离子一起被溅射进入气相,并在电场作用下进入质量分析器。
此法优点在于离子化能力强,可用于强极性、挥发性低、热稳定性差和相对分子质量大的样品及EI和CI难于得到有意义的质谱的样品。
FAB比EI容易得到比较强的分子离子或准分子离子;不同于CI的一个优势在于其所得质谱有较多的碎片离子峰信息,有助于结构解析。
缺点是对非极性样品灵敏度下降,而且基质在低质量数区(400以下)产生较多干扰峰。
FAB是一种表面分析技术,应注意优化表面状况的样品处理过程。
值得一提的是,在FAB离子化过程中,可同时生成正负离子,这两种离子都可以用质谱进行分析。
样品分子如带有强电子捕获结构,特别是带有卤原子,可以产生大量的负离子。
负离子质谱已成功用于农药残留物的分析。
(2)质谱中的主要离子及其在质谱解析中的作用
①分子离子:
大多数有机化合物分子通过某种电离方式,在离子源中失去一个电子而形成带正电荷的离子(z=1),即分子离子。
由于确认了分子离子即可确定化合物的相对分子质量,因而分子离子峰的正确识别十分重要。
由CI、FAB等软电离方式获得的准分子离子,其作用与分子离子相当。
分子离子峰一般位于质谱图中质荷比的最高端,但有时最高质荷比峰不一定是分子离子峰。
其原因为:
M+n(n=1、2…)同位素峰可能出现在质荷比最高处;杂质峰可能出现在最高质荷比处;当样品分子的稳定性差时,分子离子峰很弱甚至不出现,此时最高质荷比的离子是碎片离峰子。
确认分子离子峰时应依据分子离子的稳定性规律及质量数的奇偶规律,即由C、H、O组成的化合物,分子离子峰的质量数是偶数;由C、H、O、N组成的化合物,含奇数个N,分子离子峰的质量数是奇数;含偶数个N,分子离子峰的质量数是偶数。
凡不符合这一规律者,不是分子离子。
同时还应注意最高质荷比离子与相邻离子间的质量差是否合理,必要时可改变试验条件,如降低EI电子流能量或采用CI、FAB等软电离技术,以便观察到分子离子峰(或准分子离子峰)。
②碎片离子:
分子在离子源中获得的能量超过分子离子化所需的能量时,分子离子中某些化学键发生断裂形成碎片离子。
由于键断裂的位置不同,同一分子离子可产生不同质量的碎片离子,其相对丰度与键断裂的难易及化合物的结构密切相关。
因此,碎片离子的峰位(m/z)及相对丰度可提供化合物的结构信息。
一般说来,高丰度的碎片离子峰代表着分子中易于裂解的部分,如果有几个主要碎片,并且代表着分子中的不同部分,则可由这些碎片将化合物的骨架粗略拼凑起来,以便进行结构确证。
③亚稳离子:
离子(m1+)脱离离子源后并在到达质量分析器前,由于其内能较高或相互碰撞等因素,在飞行过程中可能发生裂解而形成低质量的离子(M2),这种离子的能量比在离子源中产生的m2+离子的能量小,且不稳定,在质谱中称其为亚稳离子,通常用m+表示。
亚稳离子的特点是:
峰位低于m2+峰,其峰位为m+=(m2+)2/m1+。
其原因是:
虽然m2+离子和m+离子均系m1+离子派生的相同质量离子,但因m+离子的能量在飞行途中被中性碎片带走了一部分,故m+离子较m2+离子的能量小,其在磁场中的偏转半径R就小于m2+离子,因此,其峰位出现在较m2+离子低的质量区;
峰弱,峰强仅为m1+峰的1%~3%;峰钝,一般可跨2~5个质量单位;质荷比一般不是整数。
亚稳离子m+与母离子m1+及子离子m2+的关系为:
m+=(m2+)2/m1+,由此可确定离子间的亲缘关系,有助于了解裂解规律,解析复杂质谱。
需要说明的是,并非所有的裂解过程都有亚稳离子产生,因此,若没有观察到相应的亚稳离子峰,也不能说明该裂解历程不会发生。
④同位素离子:
即含有同位素的离子。
重质同位素与丰度最大的轻质同位素峰的峰强比,用
…表示。
由于34S、37Cl及81Br的丰度比很大,因此含有S、Cl、Br的分子离子或碎片离子其M+2峰强度较大,故可根据M和M+2两个峰强比推断分子中是否含有S、Cl、Br及其原子数目。
同位素峰强比可用二项式(a+b)n展开式求出。
a与b为轻质及重质同位素的丰度比,n为原子数目。
若采用低分辨质谱,则可通过同位素相对丰度法推导其分子式。
由于同位素离子峰的相对强度与其中各元素的天然丰度及存在个数成正比,因此,利用精确测定的(m+1)+、(m+2)+、相对于m+的强度比值,可从Beynon表(表中收载了含C、H、N、O不同组合的质量及同位素丰度比的各类有机化合物)中查出最可能的化学式.再结合其他规则,确定化合物的分子式。
(3)重排开裂机理及主要类型
质谱中的某些离子是通过断裂两个或两个以上化学键重新排列形成的,这种裂解称为重排开裂。
重排开裂生成的离子称为重排离子。
与单纯开裂不同,由于重排开裂时脱去一个中性分子,因此重排开裂前后离子所带电子数的奇、偶性保持不变;其质量数的奇、偶性一般也保持不变,除非重排开裂时失去了奇数个氮原子。
由于离子的电子数与质量间存在一定关系,故可根据离子质量推测该离子是否由重排开裂产生,从而有助于机化合物的结构推断。
产生重排开裂的主要原因是:
重排离子具有更高的稳定性;能够脱去稳定的中性分子;需要裂解的临界能较低;开裂中心在易于移动的氢附近等。
重排开裂的方式很多,其中较常见的有McLafferty重排(麦氏重排)和逆Diels-Alder重排(RDA重排)。
①McLafferty重排:
当化合物中含有不饱和C=X基团(X为O、N、S、C),且与该基团相连的键上具有γ氢原子时,γ氢原子可重排(转移)到不饱和基团上(通常通过六元环过渡态),同时β键发生断裂,脱去一个中性分子,产生McLafferty重排。
在醛、酮、酸、酯、酰胺、羰基衍生物、烯、炔及烷基苯等化合物的质谱中均可发现这种重排离子峰。
②RDA重排:
RDA重排是以六元环烯化合物的双键为裂解反应起点,由π电子提供的游离基反应中心引发,通过两次α开裂,形成一个中性分子(乙烯或其衍生物)和一个离子化的共轭双烯衍生物。
在环烯化合物、生物碱、萜类、甾体、黄酮及某些邻位二取代芳烃等化合物的质谱中,经常出现由RDA重排产生的碎片离子峰,可为上述化合物的结构分析提供重要信息。
(4)质谱解析
质谱解析的一般程序如下:
确认分子离子峰,确定分子量;根据分子离子峰的丰度,推测化合物的可能类别;根据分子离子峰与同位素峰的丰度比,判断分子中是否含有高丰度的同位素元素,如Cl、Br、S等,并推算这类元素的种类及数目;由同位素峰强比法或精密质量法确定分子式,并由分子式计算不饱和度,了解双键数及环数;分析基峰及主要碎片离子峰可能代表的结构单元,由此确定化合物可能含有的官能团,并参考其他光谱(波谱)数据,推测出所有可能的结构式;根据标准谱图及其他所有信息,进行筛选验证,确定化合物的结构式。
(5)综合波谱解析
以多种波谱数据对有机物结构进行综合解析时,要灵活应用各图谱提供的信息。
综合波谱解析的一般程序如下:
①分子式的确定:
目前分子式的确定主要有以下几种方法:
a)元素分析法:
采用元素分析仪定量测出分子中C、H、N、O、S等元素的含量,据此计算出各元素的原子比,拟定实验式,最后根据相对分子质量和实验式确定分子式;b)质谱法:
由高分辨质谱获得化合物的精确相对分子质量,采用精密质量法确定分子式。
若采用低分辨质谱,则可采用同位素相对强度法,由M+1、M+2与M峰的相对丰度比,并利用Beynon表,确定化合物的分子式;c)核磁共振波谱法:
核磁共振碳谱可提供化合物中碳原子数目,辅以氢谱,可方便地推算分子式。
只有氢谱时,因峰面积与氢核数成正比,分子中氢核的总数将是这些峰面积最简比例总和的整数倍。
如能得到化合物的相对分子质量、元素分析数据及NMR波谱数据,即可计算分子中的C原子数,从而确定分子式。
②结构单元确定:
a)计算不饱和度:
由分子式计算不饱和度,并结合各图谱,初步推断未知物的类别;b)利用各谱的特征信息初步确定结构单元:
一般紫外光谱可判断有无共轭体系;红外光谱可判断化合物类别和有哪些基团存在,以及该基团与其他基团相连接的信息;NMR氢谱的偶合裂分及化学位移常常是推断相邻基团的重要线索,NMR碳谱的δ值以及是否表现出分子的对称性,对确定取代基的相互位置十分有用;质谱的主要碎片离子间的质量差值以及重要重排离子等,均可得出基团间相互连接的信息;c)结构单元的推断:
一般先以一种图谱的信息为基础,推断可能属于哪一类化合物及结构单元,然后再以其他图谱加以验证。
一般说来,对某一给定的结构单元,必须在各图谱中均能得到印证方可确认。
若在某一图谱中未出现,则应重新考虑所推断结构的合理性或在哪个环节发生了错误。
采用这种由少至多逐渐增加信息量的方式,可最有效地得出最终结论;d)考察剩余结构单元:
从分子式(或相对分子质量)中扣除已确定的各结构单元的分子式(或相对分子质量),推测出剩余结构单元的不饱和度及可能结构。
③未知物结构的确定:
a)以结构单元组成几种可能结构:
若所确定结构单元中不饱和基团与分子的不饱和度相等,则可考虑它们之间各种连接顺序的可能性,并将确定的结构单元组成几种可能的分子结构;若所确定结构单元中不饱和基团的不饱和度低于分子的不饱和度,则在组成可能结构时还应考虑分子中环的组成;b)注意不饱和键及杂原子的位置:
在组成分子的可能结构时,应注意安排好不饱和键及杂原子的位置(特别是杂原子的位置),因它们的位置对各谱均会产生重要的影响;c)推断最可能结构:
以各图谱(多采用MS的裂解规律)对初步确定的几种结构进行核对。
若所推测的某结构与已知图谱有明显矛盾时,说明该结构不合理,应删去;若所推测的几种结构均与各图谱大致相符时,说明推测的结构基本合理。
再对某些碳原子或氢原子的δ值进行计算,从计算值与实测值相比的结果,以推断最可能的结构;d)确定最终结构:
核对标准光谱或文献光谱,最终确定化合物的结构。
3.基本计算
(1)质谱方程式:
(2)质谱仪的分辨率:
(3)质量精度:
质量精度=
(4)亚稳离子的质量:
第十六章色谱分析法概论
一、主要内容
1.基本概念
保留时间tR:
从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
死时间t0:
分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间tR':
某组分由于溶解(或被吸附)于固定相,比不溶解(或不被吸附)的组分在柱中多停留的时间。
相对保留值r2,1:
两组分的调整保留值之比。
分配系数K:
在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相与流动相中的浓度之比。
保留因子k:
在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相和流动相中的质量之比。
分离度R:
相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
分配色谱法:
利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别或分配系数的差别而实现分离的色谱法。
吸附色谱法:
利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别或吸附系数的差别而实现分离的色谱法。
离子交换色谱法:
利用被分离组分离子交换能力的差别或选择性系数的差别而实现分离的色谱法。
分子排阻色谱法:
根据被分离组分分子的线团尺寸或渗透系数的差别而进行分离的色谱法。
涡流扩散:
在填充色谱柱中,由于填料粒径大小不等,填充不均匀,使同一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱,使色谱峰展宽的现象。
纵向扩散:
由于浓度梯度的存在,组分将向区带前、后扩散,造成区带展宽的现象。
传质阻抗:
组分在溶解、扩散、转移的传质过程中所受到的阻力称为传质阻抗。
保留指数I:
在气相色谱法中,常把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为,也就是以正构烷烃系列为组分相对保留值的标准,即用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分的保留,这个相对值称为保留指数,又称Kovats指数。
保留体积VR:
是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时,所需通过色谱柱的流动相体积。
调整保留体积VR':
是由保留体积扣除死体积后的体积。
保留比R':
设流动相的线速度为u,组分的移行速度为v,将二者之比称为保留比。
2.基本理论
(1)色谱分离的原理:
组分在固定相和流动相间进行反复多次的“分配”,由于分配系数K(或容量因子k)的不同而实现分离。
各种色谱法的分离机制不同。
(2)塔板理论:
塔板理论描述组分在色谱柱中的分配和转移行为,由塔板理论导出的流出曲线方程为:
塔板理论有如下基本假设:
①在色谱柱内一小段长度即一个塔板高度H内,组分可以在两相中瞬间达到分配平衡。
②分配系数在各塔板上是常数。
③试样和新鲜流动相都加在第0号塔板上。
④流动相不是连续地而是间歇式地进入色谱柱,且每次只进入一个塔板体积。
⑤试样在柱内的纵向扩散可以忽略。
塔板理论在解释流出曲线的形状和位置、组分的分离及评价柱效等方面是成功的。
(3)速率理论:
速率理论解释了影响塔板高度或使色谱峰展宽的各种因素,包括涡流扩散、纵向扩散、传质阻抗和流动相线速度。
其表达式为:
H=A+B/u+Cu
A为涡流扩散系数:
A=2ldp
B为纵向扩散系数:
B=2gDm
C为传质阻抗:
包括固定相传质阻抗Cs和流动相传质阻抗Cm
3.基本计算
(1)保留值:
tR'=tR-t0,VR'=VR-V0,r2,1=tR1'/tR2'=VR1'/VR2'
(2)分配系数和保留因子:
,
,tR=t0(1+KVs/Vm)=t0(1+k),k=tR'/t0
(3)峰宽度:
W1/2=2.355σ,W=4σ=1.699W1/2
(4)柱效:
(5)分离度:
二、重点和难点
本章主要学习色谱过程和分离原理、各类色谱的分离机制。
尤其是色谱法的有关概念和色谱基本理论,是学习其后各章色谱分析方法的基础。
1.色谱过程
色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次分配的过程。
若两组分的分配系数存在微小的差异,经过反复多次的分配平衡,使微小的差异积累起来,其结果就使分配系数小的组分被先洗脱,从而使两组分得到分离。
色谱分离的前提是分配系数或保留因子不等。
2.有关概念及计算公式
这是本章的重点,一定要深入理解,牢固掌握。
3.基本类型色谱方法及其分离机制
(1)分配色谱法:
利用被分离组分在固定相或(和)流动相中的溶解度差别,即分配系数的差别而实现分离。
包括气液分配色谱法和液液分配色谱法。
(2)吸附色谱法:
利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别,即吸附系数的差别而实现分离。
包括气固吸附色谱法和液固吸附色谱法。
在硅胶液固吸附色谱中,极性强的组分吸附力强。
常见化合物的吸附能力有下列顺序:
烷烃<烯烃<卤代烃<醚<硝基化合物<叔胺<酯<酮<醛<酰胺<醇<酚<伯胺<羧酸。
(3)离子交换色谱法:
利用被分离组分离子交换能力的差别即选择性系数的差别而实现分离。
按可交换离子的电荷符号又可分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
(4)分子排阻色谱法:
根据被分离组分分子的线团尺寸,即渗透系数的差别而进行分离。
分配色谱法是基础,而且在GC和HPLC中都还会有讨论。
在TLC一章重点讨论吸附色谱法。
后两种方法只存在于液相色谱法中,但在后续章中都没有专门讨论,故在本章加以介绍。
值得注意的是在实际色谱过程中各种分离机制极少单独发生,常常是几种机制同时发生,只是某种机制起主导作用而已。
4.塔板理论
塔板理论沿用分馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为。
认为在每个塔板的间隔内,试样组分在两相中达到分配平衡,经过多次的分配平衡后,分配系数小的组分先流出色谱柱。
同时还引入塔板数作为衡量柱效的指标。
而理论塔板数n可理解为在色谱柱内溶质平衡的次数(n=L/H),平衡的次数越多,柱效越高,组分间分离的可能性越大。
塔板理论实际上是把组分在两相间的连续转移过程,分解为间歇的在单个塔板中的分配平衡过程。
重点是要搞清溶质在色谱柱内的质量分配和转移。
在色谱柱各塔板内组分的质量分布符合二项式(ms+mm)N的展开式。
需要注意的是,在讨论二项式分布时,用二项式展开式或通式求得的Nmr是组分在色谱柱中各塔板内的溶质质量分数。
当转移次数N=n(塔板数)时,柱出口开始能检测到溶质
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- 第十二 红外 吸收光谱