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气相色谱分离的理论“起源”--色谱柱与范氏方程

遗忘曲线

2021/08/07

气相色谱（GC）

“原力”的博弈

当样品气化后进入色谱柱，如果把载气当作河水，色谱柱就好比河床，样品分子就是一艘艘小船，有的船吃水深，航行慢；有的船了无牵挂无拘无束，随河水一起飘荡。最终到达目的地的时间自然就不一样。

手上的毛细管柱和填充柱，外观上，他们的“河道”的宽窄、长短差别很大，材质各异：毛细管柱主要有0.25mm, 0.32mm, 0.53mm直径，常见的是30m长，为熔融石英材质；填充柱的直径为2~4mm，但长度一般在10m以下，材质主要是不锈钢。

至于“内涵”，也就是起主要分离作用的材料：毛细管柱主要是液膜涂覆在内壁，而填充柱常见的有分子筛、多孔聚合物填料。当然，其他还有很多区别，比如分析对象不同--适合不同的“船只”在其中扬帆起航。

分离你，与你有关
即便都是毛细管柱，也分极性、非极性色谱柱。根据相似相容的原则，极性色谱柱主要分离醇类、苯类等极性样品，非极性柱子适用于分析烃类、有机胺类样品，比如农残：

水能载舟亦能覆舟，各类样品在柱中分析时，气体便是传送样品的载体。而气瓶间有这么多种气体，却常用氮气作载气，这是为什么呢？除了经济的因素外，还可以从范德姆特曲线方程得出，想要获得同样的柱效，氮气需要的流速更低，因此在低流速下，氮气表现优异；

气相色谱的范氏方程是在1958年由Golay总结，所以也叫Golay方程。

讲之前，我们先来回顾一下作为基础理论的范式方程，这个方程表示出了理论塔板高度H与流动相线速度V之间的关系。

其中A项代表的涡流扩散，与色谱柱填料的均匀程度有关，与流动相线速度没有关系。

B项代表的纵向扩散与化合物分子在流动相中的自由扩散有关，流速越快，扩散越小，柱效越高。

C项代表的传质阻力与分子在固定相填料孔径中的运动有关，流速越快，扩散越大，柱效越低。

这三项的综合影响使流动相存在一个最优流速，这个流速下能让柱效达到最优。

分
该帖子已被版主-zyl3367898加5积分，加2经验;加分理由:鼓励发帖

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zyl3367898

第1楼2021/08/07

应助达人

是不是没写完，内容再多些会更好。

0

JOE HUI

第2楼2021/08/08

应助达人

了解了气相色谱的范氏方程，涨知识了

0

xiaoheihei

第3楼2021/08/08

应助达人

色谱学堂的课程，非常生动有趣，值得学习。
zyl3367898(zyl3367898) 发表:是不是没写完，内容再多些会更好。

0

zyl3367898

第4楼2021/08/11

应助达人

有空去看看。

0

信立泰小霸王

第5楼2021/09/22

这个应该只是简化版方程，1.B/U代表纵向扩散，还与弯曲因子（弯曲因子指填充物的阻碍作用，填充柱弯曲因子＜1，毛细柱=1）和扩散系数有关（扩散系数跟流动相和本身的性质有关，还与温度。压力有关），，线流速越大组分在柱内时间越短扩散越小，另外气相中扩散系数还近似地和载气的摩尔质量平方根成反比，因此采用摩尔质量较大（如氮气）的载气也可以降低扩散系数；2.CU为传质阻力，CU=（Cg Cl）U,这个展开更复杂具体忘记了，在化验员必读上面有具体说明。

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