高效吸附色谱仪是利用样品各组分在固定相和流动相中吸附-解吸作用的差异,使各组分在作相对运动的两相中反复多次受到吸附-解吸作用而达到相互分离。
当流动相通过固定相吸附剂时,吸附剂表面的活性中心会吸附流动相分子(Y)。同时,当溶质分子(X)被流动相带入色谱柱时,只要在固定相上有一定程度的保留,就会取代数目相当的已被吸附的流动相分子(Y)。于是,流动相中的溶质分子(X)与流动相分子(Y)在吸附剂表面发生竞争吸附:
Xm + nYa = Xa + nYm
式中:m表示流动相,a表示吸附剂,n为被吸附的流动相分子数。
达到吸附平衡时,吸附平衡常数称为吸附系数(Ka),可表示为:
Ka =([Xa][Ym]n)/([Xm][Ya]n)
式中:[Xa]为溶质分子在吸附剂表面的浓度,[Ym]为流动相分子在流动相中的浓度,[Xm]为溶质分子在流动相中的浓度,[Ya]为流动相分子在吸附剂表面的浓度。
因为流动相的量很大,[Ym]n/[Ya]n近似于常数,且吸附只发生于吸附剂表面,所以吸附系数Ka可写成:
Ka = [Xa]/Xm] =(Xa/Sa)/(Xm/Vm)
式中:Sa为吸附剂的表面积,Vm为流动相的体积。
Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质和温度有关。
Ka值大,表明该溶质分子在吸附剂上被吸附的多,吸附作用强,保留时间长。