气相色谱C(2011年3月)10-11-5

1、一、分离度（分辨率）及影响因素二、实验条件的选择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） 分离度分离度：相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍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）（衡量色谱分离条件优劣的参数）讨论：讨论：22112WWttRRR峰宽和之半）保留值之差（峰顶间距)2(21)1 (21122112)(177. 1)(2WWttWWttRRRRR完全未分开完全分离基本分离0 . 165 . 140 . 1RtRtRRR前提前提定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设W1W2） 2211

2、4kknR理理HLnuCuBAH/121212RRttkkKK-基本分离方程影响色谱峰的宽窄主要取决于色谱柱性能及载气流速nR 因为 Rn所以HnLn1或已知RnHL，或所以nRHRLR1或续前 讨论：讨论：v 增加柱效是提高分离度的一个直接有效手段v 提高柱效、改善分离的途径：增加柱长；降低板高v 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）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， 控制较低的柱温影响峰的间距 主要受固定相性质，以及柱温影响1

3、R因为R，所以1，无法分离01R的影响都很大微小变化对R一倍R2 . 11 . 1续前讨论：讨论： v 增大柱选择性是改善分离度的最有力手段最有力手段v 气相色谱中，柱选择性取决于固定相性质固定相性质（影响K值）和柱温柱温（K是温度的函数） 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降低柱温可以增大柱的选择性影响峰位影响峰位主要受固定相用量、柱温的影响主要受固定相用量、柱温的影响kkR100RkRkkk，1，峰扩张，的影响对时RtRk变慢时，Rkk5RtRkk很少，时，10续前讨论：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

4、范围 25GC中，增加固定液用量和降低柱温可以增加 k图示p449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）固定相的选择（2）柱长的选择固定液的选择：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 3）柱温 1.5选择L，一般较短(0.66m) 不可以无限延长柱子，柱压，峰宽，RnLLnHk不变不变不变，21221)(LLRR难分离组分毛细管柱练习例：两组分在1 m长柱子上的分离度为0.75

5、，问使用 多长柱子可以使它们完全分离？解：LRnR2121LLRR215 . 175. 0LmL42练习例：两组分A,B，柱长2 m，空气保留时间30秒，A保留时间230秒， B保留时间250秒，B峰宽30秒，求柱理论塔板数，分离度；若完全分开，柱长至少多少米？解：1600)(162wtnR2121LLRR2L322)1 (2202kkttR1 . 112RRtt8 . 011422kknR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 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T固定相检测本底KD

6、Bg2续前程序升温好处：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l选择载气应与检测器匹配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）minHuopCBuopBCAH2minopopuuuu分析时间是主要矛盾分离是主要矛盾l选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响uCHuuuBNuuopop气选气选22气化室温度一般稍高于样品沸点（一般不高于500C），保证样品全部气化。一般稍高于柱温。检测室温度应高于柱温30500C，防止样品冷凝于检测器。进样量不可过大，一般0.1n ，

7、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ul 讨论：讨论： tR H R 流速加倍 1/2 tR 增大 变小 柱温加倍 变小 - 变小 柱长加倍 2tR 不变 1.414R 固定液用量加倍 2 tR - - 记录仪纸速加倍 不变 不变 不变 练习例：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：06. 121. 111. 1)40.1

8、663.17(2)(22112WWttRRR2)(16WtnR3493)11. 140.16(1621 n3397)21. 163.17(1622n34452)33973493(221nnn续前mmnLH3107 . 83445300LRnRcmL6022121LLRR2305 . 106. 1L第六节第六节 定性定量分析定性定量分析l一、定性分析一、定性分析l1.己知物对照法己知物对照法l未知物未知物l对照物对照物 同一柱同一柱 tR相同相同 可能为同一物质可能为同一物质l2.相对保留值相对保留值 柱温与固定相与文献相同柱温与固定相与文献相同l3.两谱联用定性两谱联用定性lGC-MS联用仪联

9、用仪 GC-IRl 21212 . 1RRRRVVtt1未知物2标准物注意注意：程序升温时保留时间有变化，常用调整保留时间与保留温度定性二、定量分析二、定量分析 P504 l1.峰面积测量峰面积测量 A=1.065*h*W 0.5l2.校正因子校正因子 l 绝对校正因子绝对校正因子 fi=mi/Ail 需准确体积进样需准确体积进样l 相对校正因子相对校正因子 fi=fi/fsl标准物标准物s TCD 苯苯 FID 正庚烷正庚烷 l 相对质量校正因子相对质量校正因子 l l l 进样量不需淮确进样量不需淮确l 操作条件变化关系不大操作条件变化关系不大issiWsWigAmAmfff)()(3.定

10、量方法定量方法 RSDtR1)l9. n = (tR/ ) )2 = 5.54(tR/W1/2)2 =16(tR/W)2 , l H=L/n n有效有效=（tR/ ）2 l11. R=(tR2 t R1 ) /(W1+W2)/2) R= ( n1/2 /4 )*( 1 )/ 1 )/ ) ) * *( k( k2 2 /(1+k2) l12.R12.R1 12 2/R/R2 22 2 =L=L1 1/L/L2 2差速迁移差速迁移 在色谱中，不同的组分要有不在色谱中，不同的组分要有不l同的迁移速度，（根据公式同的迁移速度，（根据公式tR=tM(1+K*VS/Vm) l应应 有不同的有不同的K或或

11、k，调整保留时间。，调整保留时间。 要改变要改变k，主要通过选择合适的固定相，主要通过选择合适的固定相和流动相来达到目的。和流动相来达到目的。 在在GC中，载气的选择余地不大，主要通中，载气的选择余地不大，主要通过选择合适的固定相。过选择合适的固定相。塔板理论塔板理论 重点掌握重点掌握n,H的计算，峰形窄，理的计算，峰形窄，理论塔板数高，板高小，柱效高。论塔板数高，板高小，柱效高。l速率理论速率理论 Van Deemter 方程式方程式 l 简式简式 H=A+ B/u + C/u ( 填充柱填充柱) H=B/u +C/u ( 空心柱空心柱) 详细式详细式 H=2d*p +2Dm/u +(2*k

12、)/(3*(1+k)2)*df2/DL*u 了解各项，各符号的含义，了解各项，各符号的含义， 理解分离条件的理解分离条件的 选择，即填充均匀度，填料的平均颗选择，即填充均匀度，填料的平均颗粒直径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱粒直径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱效及分离的影响。效及分离的影响。 从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，为了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大为了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大于最佳线速度。于最佳线速度。三仪器l 仪器主要部件仪器主要部件 载气钢瓶载气钢瓶 气化室气化室 色谱色谱l柱柱

13、 检测器检测器 记录仪记录仪 l填充柱填充柱 气气-固色谱柱固色谱柱 气气-液色谱柱液色谱柱 l气气-液色谱柱由固定液和载体组成，液色谱柱由固定液和载体组成， l固定液按极性分类可分为非极性，中等固定液按极性分类可分为非极性，中等l极性、极性以及氢键型固定液。极性、极性以及氢键型固定液。 TCD 浓度型浓度型 载气与组分有差别载气与组分有差别 H2 He 开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，加热。关机时，最后关载气。加热。关机时，最后关载气。 FID 质量型质量型 含含C化合物化合物 N2 H2 Air l具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点l好的检测器，应灵敏度好的检测器，应灵敏度S大，检测限（大，检测限（D=2N/S）小，线性范围宽，死体积小，响应快。小，线性范围宽，死体积小，响应快。 小 结 1 了解气相色谱的分类及一般流程。了解气相色谱的分类及一般流程。 2 基本理论：基本理论： 差速迁移 tR,k,K, 等 要改变 K, 主要改变固定液。 塔板理论：重点掌握n,H的计算（理论一般了解），分离 度的计算。 速