马丁和辛格利用蒸馏过程的塔片理论概念来解释色谱柱的分离过程。他们把整个色谱柱看作无数个不连续的小段,相当于ー个分馏塔。当气体物质在色谱柱移动时,在每个柱的高度间隔内,样品混合物在气液两相达到分配平衡。最后,保留时间短的与保留时间长的组分彼此分离,而保保留时间短的最先由柱逸出。这就是色谱的分离过程。从定性来看,若理论塔片愈多,则表示色谱柱分离效率愈高。塔片数计算公式如下:
理论塔片数(n) = 5.54(tR/2△t1/2)2 = (tR/W)2
当色谱柱的长度为L,理论塔片高度用H表示,于是
H = L/n
用理论塔片数或理论塔片高度表示柱效率并不理想。由于死时间(t。)或死体积(u。)的存在,往往计算出来的n尽管很大(H很小),但色谱柱表示出来的实际操作效率却很差。因此,理论塔片数的多少,并不能真实反映分离的好坏。如果除去死时间或死体积的影响,将理论塔片数用调整保留时间代替保留时间,即可得有效理论塔片数,它能正确表达出分离效果的好坏。其公式如下:
N=16(tR/W)2