胖丁丁
第294楼2012/05/27
一百个人心里有一百个不同的哈姆雷特。。。扩散效应,可能会比较类似于那个无趣的确定性计算,每个人对产生不确定的因素想得都不一样。。但是唯一确定的是,它肯定没有一个标准答案。
而在我个人对色谱的理解中,死体积之类的影响也可以归于一种不规则、非概率性的扩散原因。。。。
我再提一个自己并不是很有把握的观点,那就是:GC-9A或GC-14的双U形柱形状,其扩散效应理论上会比圆形的柱子为低。也就是说,这种结构的柱子上的峰形会更好。
胖丁丁
第295楼2012/05/27
<继续写实验记录>
如果假设存在着一个不受任何干扰影响情况的理想状态,那么在色谱柱上各组份的色谱分离行为就是点状分离。完全没有保留组份就是在死时间的那一点出现,有保留的组份或早或晚,各自以一个点的状态在谱图上出现,而保留过强的组份始终留在柱子里积累。也就是说,我们看不到一个个色谱峰,只能看到或看不到一个个点。
我们之所以在实际工作中看到的是类似于高斯曲线的色谱峰,而不是一个个点,就是因为存在着扩散效应。扩散效应不能避免,但是能控制与量化,我们评价一根色谱柱制作工艺的好坏,不是评价其扩散效应强或弱(毕竟毛细柱和填充柱的扩散效应是不能相比的),而应该是其扩散行为是否稳定,是否按照概率扩散。
组份在毛细柱内的扩散,最基础的一种就是发生在柱内径切面的扩散。我们假设组份是以一个栓塞的形态通过色谱柱,那么可以想象这个栓塞并不平整,在气流的推动下,靠近切面中心的组份会越来越比靠近边缘的组分更快一些。我们可以用吹肥皂泡泡来理解这种扩散,当用一根吸管吹肥皂液,最后就能吹成泡泡,而泡泡中间就会受力后凸出,泡泡的边缘则与管壁产生张力而相对更受力一些。
原因也很简单,栓塞中间位置,组份能产生的吸附作用就是同种组份分子的相附吸引,这是一种无保留的吸引;而处于边缘位置, 与组份产生吸附的是色谱柱管壁的固定液,这是有明显保留作用。由于中心与边缘对组份吸附与保留的强度不同,使得其在载气推动时会逐渐产生脱离,也就是径向扩散。
这就是组份在中空的毛细柱上最主要的一种扩散方式,当色谱柱内径越粗,这种效应会越明显,反之,内径越细,扩散会越小。这也是毛细柱自然会比填充柱的柱效高的原因之一。
如果有人问,那我们把填充柱做得和毛细柱的内径一样细不就行了?可惜制造工艺决定了一切。毛细柱在涂布的时候,灌的是液体,柱内径细一些也不受影响;而填充柱填充的是固体颗粒,内径不能太细,太细就无法有效装填,原因,有时就是这么简单,但是,却往往不是这样地单纯。
hza123
第300楼2012/05/28
栓塞比较形象的解释了色谱的扩散理论,色谱理论还是很有指导意义的。
胖丁丁
第301楼2012/05/30
<继续写实验记录>
填充柱的柱效远不如毛细柱,除径向扩散的影响外,还有一个更重要的因素就是,由于二者的结构形式不同而造成了不同种类的扩散效应。填充柱由于内部装填了填料,使得其主要的扩散影响不是毛细柱那样的内部径向型扩散,而是由填料带来的颗粒阻滞型扩散
虽然都是气相色谱柱,可一个是装满填料的填充柱,一个是内部中空的毛细柱,虽然都放在色谱色谱炉中使用,可是失之毫厘,差之千里。就象面条,虽然都是面粉为原料,兰州拉面和意式通心粉咬起来可完全不是一个味道。
由于内部装满填料,使得组份在柱内截面中间与边缘受力的差别不象毛细柱那么大,主要的扩散效应是由柱内的填料造成,在载气的压力下,组份只能通过柱内填料颗粒与颗粒之间的缝隙“硬挤”过去,组份填料通过的路径不是直线的,而是在填料中曲线非规则前进,这时,边缘与中心的受力差异反而比较次要了。
虽然颗粒之间的路径无法精确衡量,但是好在只要颗粒的粒径够小且大小均一,还是能用概率来描述,只要有一个概率,就还能得到良好的峰形。必竟我们看到的色谱峰就是由待测组份按概率分布通过色谱柱,经过检测器时产生的信号总和。所以说,好的色谱填料不在于是否颗粒足够小,而在于颗粒的大小是否能控制好,如果有些颗粒大小不统一或有些破碎,那这根柱的内部路径就不符合概率了。一旦失去了概率的支持,我们只会得到一些形状奇异的峰形。