吸附色譜儀是利用樣品各組分在固定相和流動相中吸附-解吸作用的差異,使各組分在作相對運動的兩相中反復多次受到吸附-解吸作用而達到相互分離。
當流動相通過固定相吸附劑時,吸附劑表面的活性中心會吸附流動相分子(Y)。同時,當溶質分子(X)被流動相帶入色譜柱時,只要在固定相上有一定程度的保留,就會取代數目相當的已被吸附的流動相分子(Y)。于是,流動相中的溶質分子(X)與流動相分子(Y)在吸附劑表面發生競爭吸附:
Xm + nYa = Xa + nYm
式中:m表示流動相,a表示吸附劑,n為被吸附的流動相分子數。
達到吸附平衡時,吸附平衡常數稱為吸附系數(Ka),可表示為:
Ka =([Xa][Ym]n)/([Xm][Ya]n)
式中:[Xa]為溶質分子在吸附劑表面的濃度,[Ym]為流動相分子在流動相中的濃度,[Xm]為溶質分子在流動相中的濃度,[Ya]為流動相分子在吸附劑表面的濃度。
因為流動相的量很大,[Ym]n/[Ya]n近似于常數,且吸附只發生于吸附劑表面,所以吸附系數Ka可寫成:
Ka = [Xa]/Xm] =(Xa/Sa)/(Xm/Vm)
式中:Sa為吸附劑的表面積,Vm為流動相的體積。
Ka與組分的性質、吸附劑的活性、流動相的性質和溫度有關。
Ka值大,表明該溶質分子在吸附劑上被吸附的多,吸附作用強,保留時間長。