第19气相色谱法2.ppt

1、第五节 分离条件的选择,一、GC速率理论范氏方程 二、分离度的影响因素 三、实验条件的选择,一、GC速率理论范氏方程,填充柱：H=A+B/u+Cu 空心毛细管柱：H=B/u+Cu A:涡流扩散项；B：纵向扩散系数；C：传质阻抗,u：载气线速度,气相色谱中影响柱效的因素： 柱填充的均匀程度和粒度（A项） 载气的种类（B项） 固定液的液膜厚度（C项） 载气的流速（纵向快速项和传质阻抗项） 柱温（B项和C相）,二、分离度的影响因素,分离度定义式 ： 分离度计算式：,柱选择项,柱容量项,柱效项,柱效项：柱性能 柱选择性项：固定液、柱温 柱容量项 ：柱温、固定液量、K,a柱效项及其影响因素：,影响色谱峰

2、的宽窄 主要取决于色谱柱性能及实验条件,分离度影响因素,续前,讨论：,增加柱效是提高分离度的一个直接有效手段 提高柱效、改善分离的途径：增加柱长；降低板高 根据速率理论，降低板高、提高柱效的方法是： 1）采用粒度较小、均匀填充的固定相（A项 ） 2）控制固定液液膜厚度（C项 ） 3）适宜的操作条件： 流动相的性质和流速，柱温等等（B项 ） 选用分子量较大、线速度较小的载气N2气， 控制较低的柱温,b柱选择项及其影响因素：,影响峰的间距 主要受固定相性质，以及柱温影响,续前,讨论：,增大柱选择性是改善分离度的最有力手段 气相色谱中，柱选择性取决于固定相性质和柱温 选择合适的固定相使与不同组分的作

3、用产生差别 才能实现分离 一般说，降低柱温可以增大柱的选择性,c柱容量项及其影响因素：,影响峰位 主要受固定相用量、柱温和载气流速的影响,续前,讨论：,综合考虑分离度、分离时间和峰检测几项因素 控制k的最佳范围 25 GC中，增加固定液用量和降低柱温可以增加 k,三、实验条件的选择：,色谱条件包括分离条件和操作条件 分离条件是指色谱柱 操作条件是指载气流速、进样条件及检测器,1色谱柱的选择 2柱温的选择 3载气与流速的选择 4进样条件的选择,1色谱柱的选择,（1）固定相的选择 （2）柱长的选择,（1）固定相的选择,固定液的选择： 1）按 “相似相溶”原则：极性相似或官能团相似 2）按组分性质主

4、要差别： 沸点相差大的选非极性固定液 沸点相差小的选极性固定液,固定液配比的选择： 高沸点组分比表面积小的载体 低固定液配比（1%3%） 低沸点组分高固定液配比（5%25%） 大k值，达到良好分离 难分离组分毛细管柱,（2）柱长的选择,注：根据R1.5选择L，一般较短(0.66m) 不可以无限延长柱子,练习,例：两组分在1 m长柱子上的分离度为0.75，问使用 多长柱子可以使它们完全分离？,解：,2柱温的选择,原则： 1）在能保证R的前提下，尽量使用低柱温， 但应保证适宜的tR及峰不拖尾，减小检测本底 柱温 固定液最高使用温度防止固定液流失 2）根据样品沸点情况选择合适柱温 柱温应低于组分沸点

5、501000C 宽沸程样品应采用程序升温（定义见P491）,不利,有利,续前,程序升温好处： 改善分离效果 缩短分析周期 改善峰形 提高检测灵敏度 特点： 峰宽近似相等,3载气与流速的选择,选择载气应与检测器匹配 TCD选H2，He FID选N2,选择载气流速和种类应同时考虑柱效、分析时间和 检测器,0u最佳：选用分子量较大的载气，如N2、Ar uu最佳 ：选用分子量较小的气体，如H2、He,线速度：为了缩短分析时间，一般uu最佳,4进样条件的选择,气化室温度一般稍高于样品沸点（约500C） 检测室温度应高于柱温30500C 进样量和速度进样量不可过大，否则造成拖尾峰 进样速度要快,注： 检测

6、器灵敏度足够进样量尽量小,练习,例：已知物质A和B在一根30cm长柱上的保留时间分别为16.40和 17.63min，不被保留组分通过该柱的时间为1.30min， 峰底宽为1.11和1.21min，试计算 （1）柱的分离度（2）柱的平均塔板数（3）塔板高度 （4）达1.5分离所需柱长,解：,续前,第六节 定性定量分析,一、定性分析 二、定量分析,一、定性分析,1利用保留值定性 1）已知对照物定性：定性专属性差 注：不同组分如在某一色谱条件下保留值相同，应 更改色谱柱再检测，粗步推算是否为一个纯物质峰 2）相对保留值定性（了解） 3）利用保留指数定性：准确、重复性好（了解）,2利用化学反应定性：

7、收集柱后组分，官能团反应 定性鉴别（非在线） 3利用两谱联用定性：GC-MS，GC-FTIR,仪器联用的定性方法,小型化的台式色质谱联用仪（GC-MS；LC-MS） 色谱-红外光谱仪联用仪； 组分的结构鉴定,二、定量分析：,以峰高或峰面积定量,（一）峰面积的测量（工作站给出） （二）定量校正因子 （三）定量方法,（二）定量校正因子,1两种表示方法,Zhongwu,2相对校正因子的测定（了解）,3注意事项： 相对校正因子与待测物、基准物和检测器类型有关， 与操作条件（进样量）无关（见书P622） 基准物：TCD苯；FID丁庚烷 以氢气和氦气作载气测的校正因子可通用 以氮气作载气测的校正因子与两者

8、差别大,（三）定量方法,1归一化法 2外标法 3内标法 4内标对比法,重点掌握公式、优缺点、使用前提,1归一化法,前提：试样中所有组分都产生信号并能检出色谱峰 依据：组分含量与峰面积成正比,1归一化法,优点： 简便，准确 定量结果与进样量、重复性无关（前提柱子不超载） 色谱条件略有变化对结果几乎无影响 缺点： 所有组分必须在一定时间内都出峰 必须已知所有组分的校正因子 不适合微量组分的测定,2外标法：,a工作曲线法：i纯品工作曲线，同体积样品与之比较 c 前提：进入检测器样品量与峰面积成正比 b外标一点法：一种浓度对照物对比样品中待测组分含量 前提：截距为0，对照品浓度与待测组分浓度接近,定义

9、：以待测组分纯品为对照物，与试样中待测组分的响应信 号相比较进行定量的方法,2外标法：,外标法特点： 1）不需要校正因子，不需要所有组分出峰 2）结果受进样量、进样重复性和操作条件影响大 每次进样量应一致，否则产生误差,图示,back,3内标法：,对内标物要求： a内标物须为原样品中不含组分 b内标物与待测物保留时间应接近且R1.5 c内标物为高纯度标准物质，或含量已知物质,定义：样品中加入一种纯品作为内标物，根据内标物与 待测组分的定量校正因子、质量和峰面积测定待 测组分的含量,3内标法：,内标法优点： 进样量不超量时，重复性及操作条件对结果无影响 只需待测组分和内标物出峰，与其他组分是否出峰无关 适合测定微量组分 内标法缺点： 制样要求高；找合适内标物困难；已