气相色谱分离的条件选择word精品
仪器分析气相色谱条件选择
硅胶（强极性） 分子筛
2.2颗粒直径
• 载体粒度越小，柱效越高。 • 但粒度太小，则阻力及柱压增加。 • 通常，对填充柱而言，粒度大小为内径的1/20—1/25为宜。
2.3气液色谱固定相的选择
• 液体固定相有载体和固定液两部分组成。 • 载体是一种多孔性的惰性颗粒物质，具有较大的比表面积。
2.4固定液的要求
2.4固定液的配比
• 配比即固定液与担体的质量之比，一般在5％到25％之间。 • 低固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允许的进样量低。 • 高沸点样品用低固定液配比（载体和固定液配比,即固定液涂渍量较少,1% 到3%）,以防保留时间过长,峰扩散严重,导致柱效降低. • 使用低固定液配比时,固定液在载体表面必须涂渍良好,以防色谱峰拖尾； 低沸点样品宜用高固定液配比（5%到25）从而增大k,以达到良好分离.
• (3)标准曲线法也称为外标法：取标准被测成分按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注 入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵坐标，而以标准被测成分的含量为横坐 标，制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件 作出色谱图，求出被测成分的峰面积和峰高，在相应组分的标准曲线上查出对应的浓度。
气相色谱法同时测定白酒中的8种物质
仪器：
气相色谱仪（配备FID），
DB-624UI(毛细管色谱柱）
条件：
柱温—程序升温 白酒沸点78.4℃以上，100℃以下。 试验考察了不同的初始温度(35℃、40 ℃、 50 ℃、60℃、 80 ℃、100℃)与不同分流比 组合色谱条件对被测成分分离度的影响，得 到最佳色谱条件。即柱温：初始温度为
当柱容量是主要考虑因素时（如痕量分析），选择大口径毛细管柱较为合适。
气相色谱分析法--分离条件的选择与优化
色谱热力学因素（3）
常用固定液 固定相液的选择
分离非极性物质，一般选 用非极性固定液。 分离极性物质，一般按极 性强弱来选择相应极性的固 定液。 分离非极性和极性混合物 时，一般选用极性固定液。 能形成氢键的试样，一般 选用氢键型固定液。 对于复杂组分，一般可选 用两种或两种以上的固定液 配合使用。
动情况；
与各组分在两相间的传质阻力有关。
色谱热力学因素（1）
分配系数K：平衡状态时，组分在固定相与流动相中的浓度比 。
两组分分配系数不同，则在色谱柱中有不同的保留值，因而就以
不同的速度先后流出色谱柱，从而达到分离。 组分分子结构不同，组分性质不同，则相应的分配系数也不同， 这是色谱分离的基础。
1 M 载气
；
M载气↑，B值↓。
色谱动力学因素（4）
传质阻力
传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL即： C =（Cg + CL）
2 0.01k d f Cg 2 (1 k ) Dg
d2 2 k f CL 3 (1 k ) 2 DL
k为容量因子； Dg /DL为扩散系数。 减小担体粒度，选择小分子量的气 体作载气，可降低传质阻力。
分离操作条件的选择（1）
载气流速的选择
较高 载气 流速 较低 传质阻力项是影响柱效的主 要因素，流速，柱效。 分子扩散项成为影响柱效的 主要因素，流速,柱效。 u有一 最佳值
H＝A
B Cu u
H~u曲线的绘制 最佳载气流速的获取 实际载气流速的选择
分离操作条件的选择（2）
气相色谱分析法
分离条件的选择与优化
吴朝华
问题引入
请仔细观察右面的4个色谱分离图，
气相色谱最佳实验条件选择
气相色谱最佳实验条件的选择1、优选色谱柱的原则（1）以美国EPA 提出的重点控制有机污染物为目标，讨论色谱柱的优选。
（2）这些污染物有如下特点。
● 种类多组成复杂，可分为八大类（见下表）（重点控制有机污染物部分测定的色谱条件）● 一些化合物结构相似、极性相近，不易分离● 一些化合物挥发性差，在气相色谱中不易出峰，灵敏度低，出峰慢 ● 沸点范围宽，低沸点化合物和高沸点化合物沸点相差200℃多，对柱温要求差别大，要有恰当的程序升温，最后需要温度高达290℃。
化合物 名称色谱条件保留时间 t R min响应因子灵敏度Si[（mV·s ）/g]检测限Di绝对值[μg/(V·s)]标准偏差s相对值卤代烷类 酚类 酯类胺类 （乙酰胺）40℃（4min ） 25℃/min 95℃（2min ） 10℃/min 140℃ 35℃/min 285℃（10min ）14.550 2.52 0.18 2.601.06×1010 1.89×10-11苯系物 多环芳烃烯类 （丙烯腈） 30℃（1min ） 25℃/min 150℃（2min ）2.775 1.72 0.28 1.152.95×10113.39×10-12烷烃类2、色谱柱应具备的性能[1].选择性好（对不同组分有不同的溶解和解析能力）[2].极性范围广（具有多种类型的作用力，可分析多种类型的样品）[3].化学稳定性强（不与样品反应）[4].液态粘度小（组分在其中快速完成溶解和解析能力）[5].热稳定性高（有较宽的工作温度范围，能承受较高的工作温度和较低的凝固点，以便完成对沸程较宽的样品的分离分析）[6].附着力强（在载体表面上形成的薄膜不易脱落，有利于提高柱效率）[7].蒸汽压低（流失少、基线稳定、柱寿命长）3、柱温的选择（一）柱温范围柱温是一个重要的色谱分析参数，它对分离效能和分析速度影响很大。
浅谈气相色谱分离条件的选择
浅谈气相色谱分离条件的选择在气相色谱分析中,人们期望的理想状态是在最短的时间内对样品中各个组分完全分离并分析。
所以,选择高效率的色谱柱和适当的分离条件十分重要。
本文简要介绍了气相色谱仪分离条件的选择原则,并列举了应用实例。
1、固定相的选择一般来说,载体或固定相的粒度越小越有利于提高柱效率,但是粒度过小会使分析时间变长。
一般要求填充颗粒直径是柱直径的十分之一左右,即60～80目或80～100目。
粒度要均匀,粒度越一致,填充的越均匀,柱效率越高。
除分析气体外,分析其他物质大多使用涂装固定相的色谱柱。
其优点是可在较低温度下分析高沸点的样品,由于柱温低,固定相选择系数增大,从而提高了柱效率。
同时,固定相含量低,缩小了保留值,节省了分析时间。
固定相配比的选择取决于样品性质(如沸点、极性)、载体性质及柱温等,此外要求固定相粘度小,蒸汽压力低。
2、色谱柱的选择制作色谱柱的材料很多,其中不锈钢和玻璃是最常用的材料。
不锈钢柱质地坚硬,化学稳定性好,耐高温高压,应用最为广泛。
玻璃柱表面吸附性小,化学活性差,常用于微量分析或分析某些和金属发生化学反应以及易受热金属表面催化作用而分解的样品。
制作毛细管柱的材质主要是玻璃或石英。
在其他操作条件不变的前提下,适当增加柱长能获得较好的分离效果。
但柱子增长,分析时间也相应增加。
如在相同的操作条件下,柱长L1=1.0m时求得样品的分离度R1=0.8,若R2=1.5时,样品完全分离,则此条件下理想的柱长L2=L1/(R1/R2)2≈3.5m。
3、载气压力和流速的选择载气压力对柱效率有直接的影响。
如提高柱内压力,有助于提高柱效率。
但只提高入口压力,使流速加大且压降太大时,反而会降低柱效率,因此也必须提高出口压力。
一般采用在柱后加装适当气阻的方法来解决这一问题。
载气流速是决定色谱分离的重要因素之一。
一般情况下,流速高色谱峰窄,反之则宽些,但流速过高或过低对分离都有不利的影响。
流速要求要平稳,常用的流速范围为20～70mL/min。
气相色谱的分离条件选择
R2 2 1 .5 2 L 2 = L1 ( ) = 1m × ( ) = 4 . 87 m ≈ 5 m R1 0 . 68
即在其他操作条件不变的条件下，色谱柱 长要选择5m左右才能使分离度达R=1.5,组分达 到完全分离。
2.载气及其流速的选择 2.载气及其流速的选择
曲线的最低点，塔板高度H 曲线的最低点，塔板高度H最小，柱效最 高，其相应的流速是最佳流速. 高，其相应的流速是最佳流速. 从图19-12可知，当u 从图19-12可知，当u较小时，分子扩散项 B/u是影响板高的主要因素，此时，宜选择相 B/u是影响板高的主要因素，此时，宜选择相 对分子质量较大的载气（N Ar），以使组分 对分子质量较大的载气（N2，Ar），以使组分 在载气中有较小的扩散系数。当u 在载气中有较小的扩散系数。当u较大时，传 质阻力项Cu起主导作用，宜选择相对分子质量 质阻力项Cu起主导作用，宜选择相对分子质量 小的载气(H ,He)，使组分有较大的扩散系数， 小的载气(H2,He)，使组分有较大的扩散系数， 减小传质阻力，提高柱效。当然，载气的选择 还要考虑与检测器相适应。 还要考虑与检测器相适应。Biblioteka 4．载体粒度及筛分范围的选择
载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高。但 粒度也不能太小。否则，阻力压也急剧增大。一般粒 度直径为柱内径的1 20～ 25为宜。在高压液相色 度直径为柱内径的1／20～l／25为宜。在高压液相色 谱中，可采用极细粒度，直径在µm数量级。 谱中，可采用极细粒度，直径在µm数量级。
i s
式中m和A分别代表质量和面积，下标i和s分别代表待测组分 和标准物。一般来说，热导池检测器标准物用苯，火焰离子 检测器用正庚烷。fi(m)表示相对质量校正因子，由于进入检 测器的物质量也可以用摩尔或体积表示，因此也可用相对摩 尔校正因子fi(M)和相对体积校正因子fi(V)表示。
气相色谱分析法分离操作条件的选择Ch课件
载气流速对色谱峰的分离效果和检测 器的灵敏度也有影响。流速过高可能 导致色谱峰过窄，降低分辨率；流速 过低则可能导致分析时间延长。
柱温的选择
01
02
03
固定相性质
不同的固定相具有不同的 热稳定性，因此柱温应根 据固定相的热稳定性来选 择。
样品性质
样品的沸点、分子结构和 性质等也会影响柱温的选 择。
分离效果
柱温对分离效果也有影响， 应根据分离要求选择合适 的柱温。
柱压的选择
固定相性质
不同的固定相具有不同的机械强度和稳定性，因此柱压应根 据固定相的性质来选择。
分离效果
柱压对分离效果也有影响，应根据分离要求选择合适的柱压。
进样量的选择
进样量过大
会导致峰宽增加，降低分 辨率和灵敏度。
进样量过小
会导致峰高增加，但峰宽 过窄，也会降低分辨率和 灵敏度。
流速的优化
01
恒流模式
在这种模式下，载气的流速保持不变，适用于组分复杂的样品分析。恒
流模式可以减少组分在柱子中的扩散，从而提高分辨率和峰形。
02 03
恒压模式
在这种模式下，载气的压力保持不变，适用于组分简单、只需要大致调 整流速的样品分析。恒压模式可以使流速更加稳定，从而减少峰形的变 化。
程序流速模式
较高温度
在较高温度下分离样品时，通常选择高于室温的柱温。这种条件下分离的样品主要是热稳 定性好、沸点较高、分子量较大的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
柱压的优化
低压
低压条件下分离样品时，通常选择较低的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量小、沸点低的物质，如烯烃、单炔烃等。
高压
高压条件下分离样品时，通常选择较高的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量大、沸点高、热稳定性好的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
气相色谱法分离条件的选择
反映分离度与柱效(n),分配系数比(α) 及容量因子(k)的关系式。
理论塔板数 第二组分的容量因子
n α 1 k2 R 4 α 1 k2
分配系数比
a b c a:柱效项，b:柱选择性项，c:柱容量项
K、n、α对色谱峰的 影响
增加k,分离度增加， 峰明显变宽； 增加 n,峰变窄，但改 善分离度； 增加α，增加分离度， 峰宽度不变。
(三)提高n
L R n H
n 、L 、H ,R
措施： 1）制备一根性能优良的柱子； 2）改变流动相的流速和粘度、吸附在 载体上的液膜厚度减小H, 增大R。
2.载气及其流速的选择
• 范氏方程： H=A+ B/u + Cu a. B
0u C
分子扩散项为主；采用分子量大的载气 如N2，Ar,减小扩散系数，提高柱效。
二、实验条件的选择
在气相色谱中，固定液、柱温及载气 的选择是分离条件选择的3个主要方 面。用于提高柱效，降低板高，提高 相邻组分的分离度。在进行定量分析 时，要求组分能分离完全(R≥1.5)， 才能获得较好的精密度和准确度。 1.从分离方程式选择实验条件：
（一）提高α α决定于试样中各组分本身的性质， 以及固定相和流动相。
• ECD：温度对基流和峰高影响很大， 但应具体样品具体分析
三、样品预处理 对于一些挥发性或热稳定性很差 的物质，需进行预处理，才能用 于分离分析。
1.分解法 2.衍生化法：酯化法，硅烷化法
第五节 毛细管气相色谱法 一、毛细管气相色谱法的特点和分类 (一)毛细管气相色谱法的特点 1.分离效能高。 2.柱渗透性好（载气流动阻力小） 3.柱容量小，允许进样量小。一般采用 分流进样技术和柱后尾吹。 4.易实现气相色谱-质谱联用。 5.总柱效高。 6.应用范围广。
气相色谱分离条件的选择
气相色谱分离条件的选择分别条件的挑选是为了提高组分间的挑选性，提高柱效，使分别峰的个数尽量多，分析时光尽可能短，从而充分满足分别要求。
一液及其含量的挑选1．固定液挑选的普通逻辑普通可按“相像相溶”的原则来挑选固定液。
下列挑选固定液的普通逻辑，具有参考价值。
分别非极性化合物，普通选用非极性固定液，此时非极性固定液与试样间的作用力为色散力，被分别组分按沸点从低到高挨次流出；中等极性化合物，普通选用中等极性固定液，此时，固定液与试样间的作用力主要为诱导力和色散力，在这种状况下，组分基本按沸点从低到高先后流出，若沸点相近的极性和非极性化合物，普通非极性组分就先流出；强极性化合物，普通选用强极性固定液，固定液与组分之间主要是静电力（定向力）作用力，普通按极性从小到大的挨次流出；能形成氢键的化合物，普通选用极性或氢键型固定液，按试样组分与固定液分子形成氢键的能力从小到大地先后流出，不能形成氢键的组分最先流出；具有酸性或碱性的极性物质，可选用强极性固定液并加酸性或碱性添加剂；分别复杂的组分，可采纳两种或两种以上的混合固定液。
2．按照固定液挑选性常数挑选固定液固定液挑选性常数（Rohrschneider或McReynolds）能较好地反映固定液对不同类型化合物的分别挑选性。
固定液挑选性常数表可用于指导按组分和固定液之间的作用力来挑选合适的固定液。
假如在常数表中，挑选性类似的固定液有几种，就应挑选其中热稳定性好的固定液。
3．固定液含量以固定液与载体的质量比表示固定液的含量，它打算固定液的液膜厚度df，影响传质速率。
同时固定液含量的挑选与分别组分的极性、沸点以及固定液的性质有关。
低沸点试样多采纳高液载比（或液担比）的柱子，普通为20％一30%；高沸点试样则多采纳低液载比柱，普通为1%-10%。
二及其粒度的挑选若试样相对分子质量大、沸点高、极性大、用法的固定液量少，大都选用白色载体；试样的相对分子质量小、沸点低、非极性、固定液的用量多，则应选用红色载体；对于那些具有强极性、热和化学不稳定的化合物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气相色谱分离的条件选择
一•载气及流速
1.载气对柱效的影响：主要表现在组分在载气中的扩散系数 D m（g）上，它与载气分子量的平方根成反比，即同一组分在分子量较大的载气中有
较小的D m（g）。
（1 ）涡流扩散项与载气流速无关；
（2）当载气流速u小时，分子扩散项对柱效的影响是主要的，因此选用分子量较大的载气，如N2、Ar，可使组分的扩散系数D m（g）较小，从而减小分子扩散的影响，提高柱效；
（3）当载气流速u较大时，传质阻力项对柱效的影响起主导作用，因此选用分子量较小的气体，如H2、He作载气可以减小气相传质阻力，提高柱效。
2.流速（u）对柱效的影响：从速率方程可知，分子扩散项与流速成反
比，传质阻力项与流速成正比，所以要使理论塔板高度H最小，柱效最高，必有一最佳流速。
对于选定的色谱柱，在不同载气流速下测定塔板高度，作H-u图。
由图可见，曲线上的最低点，塔板高度最小，柱效最高。
该点所对应均流速即为最佳载气流速。
在实际分析中，为了缩短分析时间，选用的载气流速稍高于最佳流速。
图1 H-u曲线
二.固定液的配比又称为液担比。
从速率方程式可知，固定液的配比主要影响C s U,降低d f，可使C s U减小从而提高柱效。
但固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且会引起柱容量下降，进样量减少。
在填充柱色谱中，液担比一般为
5 %〜25 %。
三.柱温的选择重要操作参数，主要影响来自于K、k、D m(g) 、D s(l) ；从而直接影响分离效能和分析速度。
柱温与R和t密切相关。
提高t,可以改善Cu, 有利于提高R,缩短t。
但是提高柱温又会增加B/u导致R降低，5 变小。
但降低t 又会使分析时间增长。
在实际分析中应兼顾这几方面因素, 选择原则是在难分离物质对能得到良好的
分离, 分析时间适宜且峰形不托尾的前提下,尽可能采用较低的柱温。
同时,选用的柱温不能高于色谱柱中固定液的最高使用温度(通常低20-50 C)。
对于沸程宽的多组分混合物可采用程序升温法”可
以使混合物中低沸点和高沸点的组分都能获得良好的分离。
四.气化温度的选择
气化温度的选择主要取决于待测试样的挥发性、沸点范围。
稳定性等因素。
气化温度一般选在组分的沸点或稍高于其沸点, 以保证试样完全气化。
对
于热稳定性较差的试样,气化温度不能过高,以防试样分解。
五.色谱柱长和内径的选择
能使待测组分达到预期的分离效果, 尽可能使用较短的色谱柱。
一般常用的填充柱为I〜3m。
填充色谱柱内径为3〜4mm。
六.进样时间和进样量的选择
1.进样迅速(塞子状) ——防止色谱峰扩张；
2.进样量要适当：在检测器灵敏度允许下,尽可能少的进样量：液体样0.1
〜10uI，气体试样为0.1〜10ml。