1、仪器分析-色谱分析法总结,目录,2019/7/2,色谱分析法,2,2019/7/2,色谱分析法,3,色谱基本术语,2019/7/2,4,色谱分析法,色谱分离基本原理,色谱分析的基本目的:将样品中的各组分彼此分离,达到分离目的的要求,热力学性质,动力学性质,2019/7/2,5,色谱分析法,两峰之间距离足够远 由组分在两相中的分配系数决定热力学性质,分配系数K在一定温度和压力下,组分在固定相和流动相中达到分配平衡时的浓度值比。K= 溶质在固定相中的浓度 溶质在流动相中的浓度 = s 分配比k分配比又称容量因子,是指在一定温度和压力下,组分在两相间达到平衡时,分配在固定相和流动相之间的质量比。k=
2、 溶质在固定相中的质量 溶质在流动相中的质量 = m s = = = 分配系数和分配比的关系K= s =k V 选择因子aa= () () = () () = () (),2019/7/2,6,色谱分析法,峰的宽度合理,不能彼此重叠 有组分在色谱柱中的传质和扩散行为决定 动力学性质,塔板理论 理论假定:1)在柱内一小段长度H内,组分可以在两相间迅速达到平衡 2)脉动式进载气,每次进其为一个塔板体积 3)所有组分开始存在于0号塔板,且沿轴向扩散可忽略 4)分配系数在所有塔板上是常数,与组分在塔板上的量无关柱效能指标: 由把死时间扣除的有效理论塔板数neff和有效塔板高度Heff衡量 neff=5
3、.54(tr/W1/2)2=16(tr/W)2 Heff=L/neff速率理论 van Deemter方程: H=A+B/u+Cu 涡流扩散项A=2dp 分子扩散项B=2Dg 传质阻力项Cu,2019/7/2,7,色谱分析法,总分离效能的指标,既能反映柱效率又能反映选择性的指标 R2(tr2-tr1)/ (W1W2 ) R越大,表明相邻两组分分离越好通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志,基本色谱分离方程式,分离度R,n=(1+k/k)2neff,R=n/4(-1/)(k/k-1),R=neff/4(-1/),以neff代替n,2019/7/2,8,色谱分析法,9,色谱分析法,气相色谱
4、法(GC),气相色谱法是以气体作为流动相的色谱分析方法。根据所用的固定相的状态不同,又分为气固色谱(GSC)和气液色谱(GLC)。,气固色谱(GSC)流动相:气体固定相:多孔性固体分离对象:一些永久性的气体和低沸点的化合物,气液色谱(GLC)流动相:气体固定相:涂渍有高沸点有机物的惰性载体,2019/7/2,10,色谱分析法,气相色谱仪结构,2019/7/2,11,色谱分析法,气路系统,GC使用的气体压力为0.20.4MPa,故需要减压阀使钢瓶气源的输出压力下降到规定值。,气体钢瓶供给的气体经减压阀后,必须经净化管净化处理,以除去水分和杂质。,GC中所用气体流量较小(一般低于100 ml /m
5、in),通常在减压阀输出气体的管线中串联稳压阀,以稳定载气(或燃气)的压力。,自动控制载气的稳定流速。,气路系统的主要部件,GC中的气路是一个载气连续运行的密闭管路系统。载气是载送样品进行分离的惰性气体,是 GC 的流动相,常用的载气有氮气、氢气、氦气、氩气。,气体钢瓶和减压阀,净化管,稳压阀,稳流阀,2019/7/2,12,色谱分析法,分离系统分离系统的功能是使试样在柱内运行的同时得到分离。,为一个精密的恒温箱,一般温度范围为:室温450,且均带有多阶程序升温设计,能满足色谱优化分离的需要。,填充柱,由不锈钢或玻璃材料制成,内装固定相,一般内径为24mm,长度为110m左右。填充柱的形状有U
6、型和螺旋型二种。,毛细管柱,空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为0.20.5mm,长度20200m,呈螺旋型。,主要由柱箱和色谱柱组成,色谱柱,柱箱,2019/7/2,13,色谱分析法,检测系统检测器,检测系统的功能是对柱后已被分离的组分进行检测,将各组分的浓度或质量信号转变成相应的电信号。根据检测器的输出信号与组分含量的关系不同,可分为浓度型检测器和质量型检测器浓度型检测器。,浓度型检测器,测量载气中组分浓度的瞬间变化,检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比,与单位时间内组分进入检测器的质量无关。,热导检测器(TCD),电子捕获检测器(ECD),质量型检测器,氢火焰离子化检测器(FID),火焰光度检测器(FPD),测量载气中组分进入检测器的质量流速变化,即检测器的响应值与单位时间内进入检测器的组分的质量成正比,2019/7/2,14,色谱分析法,衡量检测器性能的指标及适用范围,2019/7/2,15,色谱分析法,气相色谱的定性定量分析,2019/7/2,16,色谱分析法,