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氣相色譜分離條件的選擇影響因素

更新時(shí)間:2014-12-15      點(diǎn)擊次數(shù):7069
對(duì)一個(gè)混合試樣成功地分離,是氣相色譜法完成定性及定量分析的前提和基礎(chǔ)。而其中氣相色譜分離條件的選擇至為關(guān)鍵。  
主要涉及以下幾個(gè)方面:  
1.載氣對(duì)柱效的影響:  
載氣對(duì)柱效的影響主要表現(xiàn)在組分在載氣中的擴(kuò)散系數(shù)Dm(g)上,它與載氣分子量的平方根成反比,即同一組分在分子量較大的載氣中有較小的Dm(g)。根據(jù)速率方程:  
(1)渦流擴(kuò)散項(xiàng)與載氣流速無(wú)關(guān);  
(2)當(dāng)載氣流速u(mài)小時(shí),分子擴(kuò)散項(xiàng)對(duì)柱效的影響是主要的,因此選用分子量較大的載氣,如N2、Ar,可使組分的擴(kuò)散系數(shù)Dm(g)較小,從而減小分子擴(kuò)散的影響,提高柱效;  
(3)當(dāng)載氣流速u(mài)較大時(shí),傳質(zhì)阻力項(xiàng)對(duì)柱效的影響起主導(dǎo)作用,因此選用分子量較小的氣體,如H2、He作載氣可以減小氣相傳質(zhì)阻力,提高柱效。  
2.載氣流速(u)對(duì)柱效的影響:  
從速率方程可知,分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速成反比,傳質(zhì)阻力項(xiàng)與流速成正比,所以要使理論塔板高度H小,柱效高,必有一佳流速。對(duì)于選定的色譜柱,在不同載氣流速下測(cè)定塔板高度,作H-u圖。  
由圖可見(jiàn),曲線上的低點(diǎn),塔板高度小,柱效高。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)均流速即為佳載氣流速。在實(shí)際分析中,為了縮短分析時(shí)間,選用的載氣流速稍高于佳流速。  
3.固定液的配比又稱(chēng)為液擔(dān)比。  
從速率方程式可知,固定液的配比主要影響Csu,降低df,可使Csu減小從而提高柱效。但固定液用量太少,易存在活性中心,致使峰形拖尾;且會(huì)引起柱容量下降,進(jìn)樣量減少。在填充柱色譜中,液擔(dān)比一般為5%~25%。  
4.柱溫的選擇  
柱溫是影響氣相色譜分離的重要參數(shù)之一,主要影響來(lái)自于K、k、Dm(g)、Ds(l);從而直接影響分離效能和分析速度。柱溫與R和t密切相關(guān)。提高t,可以改善Cu,有利于提高R,縮短t。但是提高柱溫又會(huì)增加B/u導(dǎo)致R降低,r21變小。但降低t又會(huì)使分析時(shí)間增長(zhǎng)。  
在實(shí)際分析中應(yīng)兼顧這幾方面因素,選擇原則是在是在難分離物質(zhì)對(duì)能得到良好的分離,分析時(shí)間適宜且峰形不托尾的前提下,盡可能采用較低的柱溫。同時(shí),選用的柱溫不能高于色譜柱中固定液的高使用溫度(通常低20-50℃)。對(duì)于沸程寬的多組分混合物可采用“程序升溫法”,可以使混合物中低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)的組分都能獲得良好的分離。  
氣化溫度的選擇  
氣化溫度的選擇主要取決于待測(cè)試樣的揮發(fā)性、沸點(diǎn)范圍。穩(wěn)定性等因素。氣化溫度一般選在組分的沸點(diǎn)或稍高于其沸點(diǎn),以試樣氣化。對(duì)于熱穩(wěn)定性較差的試樣,氣化溫度不能過(guò)高,以防試樣分解。  
色譜柱長(zhǎng)和內(nèi)徑的選擇  
能使待測(cè)組分達(dá)到預(yù)期的分離效果,盡可能使用較短的色譜柱。一般常用的填充柱為l~3m。填充色譜柱內(nèi)徑為3~4mm。  
7.進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量的選擇  
進(jìn)樣迅速(塞子狀)以防止色譜峰擴(kuò)張;  
進(jìn)樣量要適當(dāng):在檢測(cè)器靈敏度允許下,盡可能少的進(jìn)樣量:液體樣0.1~10ul,氣體試樣為0.1~10ml。  
8.燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤? 
在氣相色譜分析中,燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤龝?huì)嚴(yán)重的影響組分的分離,一般兩者的比例為1:8~1:15。  
而真正實(shí)現(xiàn)對(duì)-個(gè)混合試樣成功地分離,色譜條件的選擇中為關(guān)鍵的是色譜柱的選擇、柱溫的選擇、載氣的選擇及其流速的確定、燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤取?br /> 
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