分配等溫曲線
待測組分在色譜柱內運行時,待測物質在固定相和流動相之間建立溶解-揮發或者吸附-解析的平衡。在一定溫度下,色譜系統達到平衡時,描述組分在兩相之間的濃度關系的曲線為分配等溫曲線。
典型的分配等溫曲線分為三種類型:①線性;②Langmuir型;③反Langmuir型。三種等溫曲線對色譜峰保留的影響,如圖1所示:

圖1 分配等溫曲線對色譜峰形的影響
1、線性等溫線
在線性等溫曲線的色譜體系之下,目標物質的分配系數與濃度無關,組分在色譜柱內濃度分布呈現出高斯分布的狀態,在色譜柱出口最終獲得完全對稱的色譜峰。
這種情況在實際分析工作中出現的幾率不高。
2、Langmuir型等溫線
在此狀況下,隨著樣品濃度的增加,目標物質的分配系數逐漸減小,即物質更加容易存在于流動相中,隨之帶來的現象是色譜峰拖尾。
在氣-固色譜系統中,固定相與待測組分的主要作用是吸附過程。在色譜柱超載的情況下,目標物質濃度增加并且不斷吸附于固定相的表面,造成固定相吸附能力減弱。待測物質在色譜柱內譜帶的后半部分物質分子的保留變弱,物質分子逐漸向譜帶前端部分集中,最終導致色譜峰發生拖尾現象。
例如采用氧化鋁色譜柱分析烴類物質、分子篩色譜柱分析永久氣體等場合下,容易觀察到色譜峰拖尾。并且此時提高進樣量,使色譜柱“超載”,最終獲得的色譜峰仍然是拖尾的,如圖2所示。

圖2 氧化鋁色譜柱分析純丙烯譜圖
3、反Langmuir型等溫線
在此狀況下,隨著樣品濃度的增加,目標組分的分配系數逐漸增加,即物質更容易存在于固定相中,隨之帶來的現象是色譜峰前伸。
在氣-液色譜系統中,固定相與待測組分的主要作用是分配過程。在色譜柱超載的情況下,目標物質濃度增加并不斷溶解于固定相中,使得固定相的化學性質發生改變。待測物質在色譜柱內譜帶的后半部分物質分子的保留變強,物質分子逐漸向譜帶后半部分集中,最終導致色譜峰發生前伸現象。
可以簡單的理解這個問題-當目標物質大量溶解至固定相之后,固定相的物理-化學性質更加接近目標物質,導致目標物質更加容易溶解在“改性的固定相”中,即色譜系統的分配系數變大。
常見的氣-液色譜系統,隨著進樣量的增加,某物質的色譜峰由基本對稱逐漸變得發生前伸,是比較常見的現象,例如某些常規有機溶劑純度的分析譜圖。

圖3 Rtx-WAX色譜柱分析苯乙烯純度譜圖
小結
色譜系統超載是否一定會導致色譜峰前伸,需要具體問題具體分析。反過來說,色譜峰前伸未必一定是色譜柱超載。
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