羅什奈德1959年提出的相對極性可以對高效氣相色譜儀固定液的極性進行評價,但由于苯和環(huán)己烷“物質對”主要反映的是分子之間的誘導力,按相對極性分類不能反映出固定液和樣品分子之間的全部作用力,在表達固定液性質上不夠完善。
考慮到固定液與樣品分子之間相互作用的復雜性(靜電力、誘導力、色散力和氫鍵作用力等),1966年他作了進一步改進,采用五種性質不同的化合物作為代表物質,用其保留指數(shù)的差值來計算固定液的相對極性。
一、測定方法:
羅氏常數(shù)的測定是以保留指數(shù)(以正構烷烴的碳數(shù)乘以100定為其保留指數(shù),現(xiàn)已擴展到非正構烷烴有機物)的測定為基礎,規(guī)定任一物質在待測固定液和非極性固定液上保留指數(shù)的差值△I為待測固定液相對極性大小的量度。即:
△I = Ip-Is
式中:Ip為某物質在待測固定液上的保留指數(shù),Is為某物質在非極性固定液(通常選用角鯊烷)上的保留指數(shù)。
為了全面表示固定液的分離特性,選用了苯(電子給予體)、乙醇(質子給予體)、甲乙酮(定向偶極力)、硝基甲烷(電子接受體)和吡啶(質子接受體)5種物質為標準物質,在100℃柱溫下分別測定它們在待測固定液和角鯊烷之間的△I值,然后將各△I值相加,即得到表示某待測固定液特征的表達式:
△I = aX + bY + cZ + dU + eS
式中:a、b、c、d和e為組分常數(shù),分別表示組分的各種作用力的極性因子。X、Y、Z、U和S為固定液常數(shù),分別表示某待測固定液的各種作用力的極性因子。
規(guī)定:當a = 100時,b、c、d和e均為0;當b = 100時,a、c、d和e也均為0,余類推。測定各標準物質的△I值后除以100,即求得X、Y、Z、U和S值,稱為固定液極性的羅氏常數(shù)。羅氏常數(shù)越大,固定液的極性越強。
羅氏常數(shù)現(xiàn)在已不常用。
二、固定液和組分分子間作用力與羅氏常數(shù)的關系:
1、X:
(1)相互作用力:分子間作用力。
(2)組分及官能團:芳烴和烯烴。
2、Y:
(1)相互作用力:吸電子力。
(2)組分及官能團:醇類、腈類、酸類、-CHCl2、-CHCl3、-CH2Cl和-NO2。
3、Z:
(1)相互作用力:推電子力。
(2)組分及官能團:酮類、醚類、醛類、-N(Me)2、酯類和環(huán)氧化合物。
4、U:
(1)相互作用力:復合作用力。
(2)組分及官能團:硝基甲烷。
5、S:
(1)相互作用力:復合作用力。
(2)組分及官能團:吡啶和二氧雜環(huán)己烷。
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