色谱分配等温线与峰形仪器分析

1.分配等温线

依据式（7-16），在一定色谱条件下，组分的热力学参数可视为常数，组分的分配系数K由温度决定，温度不同则分配系数值不同。

所以，在某一相同温度条件下，cs=K∙cm，即组分在固定相与流动相中的浓度之比呈线性关系，分配曲线为直线，组分的峰形均是对称的高斯峰。

依据式（7-12），结合式（7-15），则有

从上式可知，在一定色谱条件下，tR是温度的函数，即保留时间也是热力学参数。

所以，对于组分相同含量不同的样品，只要进入色谱系统的样品量不超限，其出峰时间（保留时间）相同，不同的是样品浓度越大其色谱峰面积（或峰高）越大而已。这种在相同温度条件下，组分出峰时间相同，而因样品量不同，呈现色谱峰面积（或峰高）不同的色谱流出曲线，称为色谱等温线。如图7-5所示，其中1、2、3就是在相同温度下同一组分的三个不同浓度的等温色谱流出曲线。

图7-5　同一温度下线性分配曲线与色谱等温线

2.色谱峰的位置

色谱峰的位置，就是组分的保留时间。从式（7-22）可知，在一定色谱条件下（即组分、固定相、流动相性质确定，流动相流速、柱长确定），组分的出峰时间由温度决定，在不同温度下，组分的色谱峰位则不同。

对于线性分配曲线，温度越高则分配曲线的斜率越大，组分在固定相的浓度越大，出峰时间越长，峰位越靠后；反之，温度越低分配曲线的斜率越小，组分在固定相浓度越小，出峰时间越短，峰位越靠前，如图7-6（a）所示。

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图7-6　不同温度下的分配曲线与峰位置

对于非线性分配曲线，则分配曲线是曲线。组分的出峰时间与上述情况相同，温度高时组分出峰时间长，峰位靠后；温度低时组分出峰时间短，峰位靠前。不同的是组分的峰形均是不对称峰形，如图7-6（b）与7-6（c）所示。

3.色谱峰的形状

从图7-6（b）可知，随着组分在流动相的浓度增大而在固定相中的浓度“递减式增大”——呈凸形分配曲线。原因：当固定相表面具有不同活性中心时，溶质分子将先占据强活性中心，待其饱和后，剩余溶质分子才与弱活性中心作用，这种现象使分配系数K随浓度增大而减小，形成凸形等温线。由于保留在强活性中心的溶质分子洗脱时间延长，而产生后沿比前沿平缓的拖尾峰。

从图7-6（c）可知，随着组分在流动相的浓度增大而在固定相中的浓度“递增式增大”——呈凹形分配曲线。原因：有时也会发生溶质分子高浓度时反而易于被固定相所吸附，使分配系数随浓度增大而增大，形成凹形等温线，洗脱时间缩短，产生前沿比后沿平缓的前延峰。

对于色谱峰的对称性，通常采用拖尾因子（T）来评价。拖尾因子又称对称因子。根据图7-7，计算式为

式中，W0.05h为峰高在0.05h处的峰宽，被峰顶垂直线分为A、B两部分，即W0.05h=A+B。

一般规定：当T=0.95～1.05时为对称峰；当T<0.95时为前延峰；当T>1.05时为拖尾峰。如图7-7所示。

图7-7　峰的对称性