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1、第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,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+CuA: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）,第19气相色谱法分析,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、
2、K,第19气相色谱法分析,a柱效项及其影响因素：,影响色谱峰的宽窄 主要取决于色谱柱性能及实验条件,分离度影响因素,第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,续前,讨论：,增大柱
3、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,第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,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 25GC中，增加固定液用量和降低柱温可以增加 k,第19气相色谱法分析,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
4、的选择,第19气相色谱法分析,1色谱柱的选择,（1）固定相的选择（2）柱长的选择,第19气相色谱法分析,（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,第19气相色谱法分析,（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,第19气相色谱法分析,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
5、柱子可以使它们完全分离？,解：,第19气相色谱法分析,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501000C 宽沸程样品应采用程序升温（定义见P491）,不利,有利,第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,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
6、用分子量较大的载气，如N2、Aruu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,第19气相色谱法分析,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：检测器灵敏度足够进样量尽量小,第19气相色谱法分析,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,
7、解：,第19气相色谱法分析,续前,第19气相色谱法分析,第六节 定性定量分析,一、定性分析二、定量分析,第19气相色谱法分析,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：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,第19气相色谱法分析,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,第
8、19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,（二）定量校正因子,1两种表示方法,第19气相色谱法分析,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差别大,第19气相色谱法分析,（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,第19气相色谱法分析,1归一化法,
9、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,第19气相色谱法分析,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,第19气相色谱法分析,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：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,第19气相色
10、谱法分析,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,第19气相色谱法分析,图示,back,第19气相色谱法分析,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R1.5c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,第19气相色谱法分析,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；已知校正因子,第19气相色谱法分析,4内标对比法（已知浓度样品对照法）,配制等量加入内标物的样品溶液和对照品溶液,第19气相色谱法分析,4内标对比法,内标对比法特点：不需要校正因子 进样量对结果影响不大 例题：P507例19-1,第19气相色谱法分析,比较,
