第十章+气相色谱法

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1、第十章气相色谱法§10-1色谱法引论一概述“色谱法”名称的由来石油醚(流动相)碳酸钙(固定相)}色谱带是利用混合物不同组分在固定相和流动相中分配系数(或吸附系数、渗透性等)的差异，使不同组分在作相对运动的两相中进行反复分配，实现分离的分析方法。色谱法色谱法的分类根据流动相的物态可分为气相色谱(GC)液相色谱(LC)超临界流体色谱(SFC){根据固定相的外形分柱色谱平板色谱{平板色谱根据分离机理可分为吸附色谱分配色谱离子交换色谱排阻色谱二色谱流出曲线及有关术语(一）保留值－定性1死时间t0流动相平均线速度柱长2保

2、留时间tr3校正(调整)保留时间4死体积V05保留体积Vr6校正(调整)保留体积7相对保留值ri,s8分离因子α>(二）峰高与峰面积－定量（三）区域宽度－柱效峰底宽度W半峰宽W1/2标准偏差σ(四）色谱流出曲线上的信息1根据色谱峰的个数，可判断样品所含的最少组份数。2根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析。3根据色谱峰的面积或峰高,可以进行定量分析4色谱峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据5色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(或流动相)选择是否合适的依据。三色谱分析的基本原理组分保留时间为何不同？色谱峰

3、为何变宽？(一）分配系数K和分配比k组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度1分配系数组分一定时，K主要取决于固定相性质组分及固定相一定时,温度增加,K减小试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础选择适宜的固定相可改善分离效果影响K的因素{固定相温度2分配比(容量因子)k组分在固定相中的质量组分在流动相中的质量K与k都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数。K与k都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。k可直接从色谱图上获得。3分配系数K与分配比k的关系4分离因子与分配系数K及分配比k的

4、关系(二）色谱理论1塔板理论－柱分离效能指标*k=1塔板号载气塔板体积数01234柱出口01234567891011121314151610.50.250.1250.0630.0320.0160.0080.0040.0020.00100000000.50.50.3750.250.1570.0950.0560.0320.0180.0100.0050.0020.001000000.250.3750.3750.3130.2350.1650.1110.0720.0450.0280.0160.0100.0050.0020.0

5、010.000.1250.250.3130.3130.2740.220.1660.0940.0700.0490.0330.0220.0140.00800000.0630.1570.2350.2740.2740.2470.2070.1510.1100.080.0570.0400.027000000.0320.0790.1180.1380.1380.1240.1040.0760.0560.0400.0280.020理论塔板数理论塔板高度色谱柱长度柱效能指标当色谱柱长度一定时，塔板数n越大(塔板高度H越小)，被测组分在柱

6、内被分配的次数越多，柱效能越高，所得色谱峰越窄。不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。有效塔板数有效板高2速率理论－影响柱效的因素流动相线速度范弟姆特方程1)涡流扩散项A固定相颗粒越小，填充的越均匀A越小，H越小，柱效越高，色谱峰越窄。2)分子扩散项B/u(纵向扩散项)流动相柱内谱带构型相应的响应信号产生原因：浓度梯度影响因素：流动相流速；气体扩散系数3)传质阻力项Cu气相传质阻力固定相颗粒越小，载气分子量越小气相传质阻力越小液相传质阻力固定液

7、粘度及液膜厚度越小液相传质阻力越小4)流动相线速度对板高的影响例1：已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=0.08cm;B=0.65cm2/s;C=0.003s,求最佳线速度u和最小塔板高H.解:H=A+B/u+Cu欲求u最佳和H最小,要对速率方程微分,即dH/du＝d(A+B/u+Cu)/du＝-B/u2+C＝0最佳线速:u最佳＝(B/C)1/2＝(0.65/0.003)1/2＝14.7cm/s最小板高:H最小＝A+2(BC)1/2＝0.08+2(0.65×0.003)1/2＝0.17cm四分离度定义：tr2,t

8、r1:组分2和组分1的保留时间W2,W1:组分2和组分1的峰底宽度R=1.5完全分离五基本色谱分离方程式对于难分离相邻两组分：W1≈W2≈WP185(10-12)分离度与k、n及的关系k从1增加到3，R增加到原来的1.5倍(k:2-7)n增加到原来的3倍，R增加到原来的1.7倍从1.01增加到1.1，增加约9％，R增加到原来的9倍结论选择合适的固定相(