塔板理論以分配平衡

為基礎(chǔ)，通過假設(shè)的分餾塔模式

闡明了色譜分離的熱力學(xué)過程

，并引入理論塔板數(shù)

作為評價(jià)色譜柱分離效能

的指標(biāo)。塔板理論?儀器分析小塔板理論思考問題：（1）塔板理論的提出是為了解決什么問題（2）塔板理論的幾個(gè)假設(shè)是否合理（3）塔板理論有何優(yōu)缺點(diǎn)13-3-1塔板理論儀器分析小塔板理論主要內(nèi)容：

（1）塔板理論的分餾塔模型

（2）塔板理論的基本假定和

色譜流出曲線

（3）理論塔板數(shù)的計(jì)算式和

柱效

（4）塔板理論的局限性儀器分析小塔板理論一、塔板理論的分餾塔模型儀器分析小塔板理論1.1952年，馬丁（Martin）和欣革（Synge）最早提出塔板理論（Platetheory)。

2.將色譜柱比作蒸餾塔，把一根連續(xù)的色譜柱設(shè)想成由許多小段組成。在每一小段內(nèi)，一部分空間為固定相占據(jù)，另一部分空間充滿流動(dòng)相（板體積）。

儀器分析小塔板理論3.組分隨流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后，就在兩相間進(jìn)行分配。并假定在每一小段內(nèi)組分可以很快地在兩相中達(dá)到分配平衡，這樣一個(gè)小段稱作一個(gè)理論塔板（theoreticalplate）。

4.一個(gè)理論塔板的長度稱為理論塔板高度（theoreticalplateheight）H。

5.經(jīng)過多次分配平衡，分配系數(shù)K小的組分，先離開蒸餾塔，分配系數(shù)K大的組分后離開蒸餾塔。

儀器分析小塔板理論

6.由于色譜柱內(nèi)的塔板數(shù)相當(dāng)多，因此即使組分分配系數(shù)只有微小差異，仍然可以獲得好的分離效果。

7.塔板理論是從精餾中借用的，是一種半經(jīng)驗(yàn)理論，但它成功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分布。儀器分析小塔板理論二、塔板理論的基本假定和色譜流出曲線

（一）基本假定1）組分在各塔板內(nèi)兩相間的分配瞬間達(dá)至平衡，達(dá)一次平衡所需柱長為理論塔板高度H；2）流動(dòng)相以不連續(xù)方式加入，即以一個(gè)一個(gè)的塔板體積加入。3）試樣開始都加在0號塔板；4）塔板之間無分子擴(kuò)散（縱向）；5）某組分在所有塔板上的分配系數(shù)相同；儀器分析小塔板理論為簡單起見，設(shè)色譜往由5塊塔板（n＝5，n為柱子的塔板數(shù)）組成，并以r表示塔板編號，r=1，2…，n－l；某組分的分配系數(shù)k=1開始時(shí)，若有單位質(zhì)量，即m=1（例1mg或1μg）的該組分加到第0號塔板上，分配平衡后，由于k=1，即ns=nm故nm=ns=0.5。當(dāng)一個(gè)板體積（lΔV）的載氣以脈動(dòng)形式進(jìn)入0號板時(shí)，就將氣相中含有nm部分組分的載氣頂?shù)?號板上，此時(shí)0號板液相（或固相）中ns部分組分及1號板氣相中的nm部分組分，將各自在兩相間重新分配。故0號板上所含組分總量為0．5，其中氣液（或氣固）兩相各為0．25而1號板上所含總量同樣為0．5．氣液（或氣固）相亦各為0．25。以后每當(dāng)一個(gè)新的板體積載氣以脈動(dòng)式進(jìn)入色譜柱時(shí)，上述過程就重復(fù)一次(見下表)。（一）色譜流出曲線儀器分析小塔板理論儀器分析小塔板理論當(dāng)塔板數(shù)很大，即分派平衡的次數(shù)足夠多時(shí)，流出曲線就可用數(shù)字的正態(tài)分布方程描述組分（K=1）的流出曲線圖（柱子n=5）儀器分析小塔板理論三、理論塔板數(shù)的計(jì)算式和柱效

塔板數(shù)n、保留時(shí)間、峰寬W和半峰寬的關(guān)系式柱長為L，理論塔板高度為H，則n=L/H

或

H=L/n當(dāng)色譜柱長L固定時(shí)，n值越大，或H值越小，柱效率越高，分離能力越強(qiáng)（峰變寬的程度小，并非峰間距）。n和H可以等效地用來描述柱效率儀器分析小塔板理論上式保留時(shí)間包含死時(shí)間，在死時(shí)間內(nèi)不參與分配。則需引入有效塔板數(shù)和有效塔板高度：儀器分析小塔板理論四、塔板理論的局限性1.在氣相色譜中，忽略分子軸向擴(kuò)散。2.流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)是跳躍式的、不連續(xù)的假設(shè)顯然違背了實(shí)際色譜過程。3.實(shí)際色譜過程難于達(dá)到真正的平衡狀態(tài)。4.分配系