影响分离度的因素的实验结果-《仪器分析》

1.色谱分离方程式

对于分离因子α和分离度R两个色谱分离参数，前面已经叙述了它们的定义和公式。色谱分离过程既包括色谱热力学过程，也包括色谱动力学过程，是两者综合作用的结果。分离因子α，无论是相邻两组分的调整保留值之比，还是相平衡参数之比，都是热力学参数之比，故以分离因子α来描述相邻组分的分离情况就具有片面性。

而分离度R定义为相邻组分的保留值之差与两组分峰宽的平均值之比。保留值属于色谱热力学参数，而峰宽是色谱动力学参数，故以分离度R来描述相邻组分的分离情况就具有全面性。下面就从分离度定义式出发，来分析影响分离度的因素。

为了将问题简化，假设两组分的N1=N2=N，k平均=（k1+k2）/2，依据R定义式（7-21），经过一系列变换和推导，可得

式（7-33）描述了色谱柱效及组分的保留和分离度的关系，称为色谱过程方程式。这里用k平均计算相邻峰时，可近似用k2代替。（a）称为柱效项，影响峰形；（b）称为柱选择性项，影响峰间距；（c）称为柱保留因子项，影响峰位。

2.提高分离度的方法

式（7-33）给出了分离度与柱效N、分配系数比α及保留因子k的关系，从图7-13中可看到它们的变化对R产生的影响：增大N使峰形变窄，R增大，即峰宽变窄、峰高增加，两组分的保留时间不变；增大α使峰间距离增大，R增大，即保留强的组分保留时间增大，使峰间距离增大，但峰宽不变；增大k使峰间距离增加，R有所增大，两组分不但保留时间都增大，同时峰宽也增大。

图7-13　柱效、分离因子和保留因子　增大对分离度的影响

所以，应通过选择适宜的固定相、流动相、柱温、流速等条件，才能使混合物各组分在尽可能短的时间内得到良好的分离度（R≥1.5）。

（1）提高柱效　在不改变塔板高度（H）的条件下，根据式（7-25）和（7-33），可有

因此，柱长增加1倍，则分离度增加1.4倍。增加柱长虽然可使分离度增大，但也延长了分析时间，柱压也会随柱长增加而升高，对仪器的耐压性能提出更高的要求。(www.xing528.com)

另外，可根据van Deemter方程来选择色谱参数以提高柱效。例如，降低填料粒径、固定液膜厚度；综合考虑流动相分子扩散和传质的影响，选择合适的流动相种类和流速，适当提高柱温等，都能有效提高柱效。

（2）调整保留因子　从上述分析知道，保留因子有利于提高分离度，但同时也使分离时间增大。为了兼顾分离度和分析时间，需要将保留因子调整在适宜的范围方可获得较好的效果。一般k的最佳值在1～5为宜，对于复杂样品控制在1～10即可。调整保留因子的措施有调整相比（Vm/Vs）、调整流动相的配比、调整合适的柱温等。

（3）提高选择性因子　从上述图示可以看出，α对R的改变相对比较敏感，因此采用提高α对提高分离度较为有利。提高α的措施包括改变固定相的组成和性质、调整流动相的组成和酸度、改变柱温等。

总之，对于保留因子k和分离因子α对分离度R的影响，不能孤立地考虑，它们是相互关联的两个参数。在GC中，载气不参与对组分的分配作用，k与α主要受固定相和柱温的影响。在HPLC中，在固定相确定的情况下，α主要受溶剂的种类的影响（影响峰间距离）；在溶剂的种类确定后，k主要由溶剂的配比所左右（影响保留时间）。

例7-1　在一根300.0cm长的填充柱上分离组分1、2，结果如图7-14所示。计算：

图7-14　用色谱柱分离两组分

（1）组分2在色谱柱中的理论塔板数和塔板高度；

（2）两组分的调整保留时间；

（3）组分2的有效理论塔板数和有效塔板高度；

（4）两组分的保留因子；

（5）两组分完全分离需要的最小柱长。