大学精品课件：气相色谱3.ppt

1、第五节 分离条件的选择,一、分离度（分辨率）及影响因素 二、实验条件的选择,一、分离度（Resolution, 分辨率）及影响因素,1分离度定义式 2影响分离的因素（分离方程，分离度计算式）,1分离度定义式,分离度：相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍 （衡量色谱分离条件优劣的参数）,讨论：,2影响分离的因素（计算式）,前提定义式基础上，相邻两组分的n一致（假设）,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载气流速,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

2、粒度较小、均匀填充的固定相（A项 ） 2）分配色谱应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

3、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,图示,k 影响峰位,n 影响峰宽窄,影响两峰间距,练习,如何根据具体情况改进分离度？,太小，两组分未分开 应改变固定相极性，降低柱温,k 太小，n 也太小， 应增大固定液用量，降低柱温,n 太小，许多组分未分开 应设法降低板高，提高柱效,二、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（以气液分配色谱为主）,（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

4、）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 3）柱温 固定液最高使用温度防止固定液流失,载体的选择：种类，粒度，分布,续前,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%） 低柱温 低沸点组分高固定液配比（5%25%） 加大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

5、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 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,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,程序升温方式,3载气与流速的选择,选择载气应与检测器匹配 TCD选H2，He（u 大，粘度小） FID选N2（u 小，粘度大）,选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响,4进样条件的选择,气化室温度一般稍高于样品沸点 检测室温度应高于柱温30500C 进样量不可过大，否则造成拖尾峰,注： 检测器灵敏度足够进样量尽量小 最大允许进样量使理论塔板数降低10%的进样量

6、,例题,对于一对较难分离的组分现分离不理想，为 了提高它们的色谱分离效率，在气相色谱法 中，最好采用的措施为（ ）。 A、改变载气流速 B、 改变固定液 C、 改变载体 D、 改变载气性质,例题,例：已知物质A和B在一根30.0cm长的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,例题,某气相色谱柱中流动相体积是固定相体积的20倍， 载气流速为6 cm/s，柱的理论塔板高度为0.6 mm， 两组分在柱中的分配系

7、数比为1.1，后出柱的第二组 分的分配系数为120.当两组分达完全分离时，问 1、两组分的容量因子各是多少？ 2、柱的理论塔板数是多少？ 3、柱长是多少？ 4、第二组分的保留时间是多少？,例题,A、B两药物在同一色谱条件下的分配系数分 别是45、50，已知相比（Vm/Vs）为30，流 动相线速度为7 cm/s,色谱柱理论塔板高度为 0.5 mm。要使上述两药物达到完全分离，分 析时间至少为多少？,例题,在一个3m 长的色谱柱上，分离一个样品结 果为：t空气=1.0 min, tR1=14.0 min, tR2=17.0 min,W2=1.0 min。计算 1、两组分的调整保留时间 2、用组分2

8、计算色谱柱的有效塔板数及有效塔板高度 3、两组分的容量因子 4、两组分的分配系数比及分离度 5、欲使两组分的分离度为1.5，所需的最短柱长为多少,第七节 毛细管气相色谱法简介(了解),毛细管柱的制备 毛细管柱性能的评价 毛细管气相色谱法的进样方法 毛细管气相色谱的检测方法 毛细管气相色谱的定性、定量方法 程序升温技术 二维色谱与应用,石英毛细管柱拉制示意图,进样方式：分流进样,毛细管气相检测,毛细管气相色谱与填充色谱的比较,一、定性分析 二、定量分析,第八节 定性定量分析,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

9、再检测，粗步推算是否为一个纯物质峰 2）相对保留值定性,3）利用保留指数定性：唯一可靠、 准确、重复性好 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,二、定量分析：,以峰高或峰面积定量,（一）峰面积的测量 （二）定量校正因子 （三）定量方法,（一）峰面积的测量,2非正常峰（不对称峰）,1对于正常峰,3自动求和（自动积分仪或色谱工作站）： 直接给出A，h，W1/2,注：当色谱操作条件一定时，在一定进样量范围内 （不超载），W1/2与进样量无关,（二）定量校正因子,1两种表示方法,续前,2相对校正因子的测定,3注意事项： 相对校

10、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 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,（三）定量方法,1归一化法 2外标法 3内标法 4内标对比法,1归一化法（Normalization ）,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,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（External standard）：以

11、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,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,c外标两点法： 前提：选 取两点对照品的浓度，需涵盖待测浓度,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,3内标法(Internal Standard)：无待测物纯品，加入样品中不含对照物，以待测组分和对照物的响应信号对比定量,对内标物要求： a

12、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,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,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,内标对比法特点： 不需要校正因子 进样量对结果影响不大,注：对于正常峰，可以h代替A计算含量,示例,例1：内标法测定无水乙醇中微量水分,比较,第九节 应用与示例,本章小结,掌握塔板理论和速率理论的内容和重要结论 了解气相色谱法检测器的分类和特点,掌握FID和TCD的特点和原理 掌握分离度的影响因素式,熟悉实验条件的选择 掌握气相色谱定量分析方法 熟悉气相色谱柱的分类及常用固定液的种类,了解气相色谱中固定液选择的原则.,