分離與操作條件選擇課件

1、第三 章 色譜理論基礎(chǔ)與氣相色譜法,3.4.1 色譜柱及使用條件的選擇 3.4.2 載氣種類和流速的選擇 3.4.3 其他操作條件的選擇,第四節(jié) 分離操作條件的選擇,Fundamental of chromatograph theory and gas chromatograpy,Choice of chromatographic operating condition,分離與操作條件選擇,3.4.1 色譜柱及使用條件的選擇,1. 固定相的選擇 氣-液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原則,分離非極性組分時(shí)，通常選用非極性固定相。各組分按沸點(diǎn)順序出峰，低沸點(diǎn)組分先出峰,分離極性組分時(shí)，一般選用極性固定

2、液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰,分離與操作條件選擇,分離非極性和極性的（或易被極化的）混合物，一般選用極性固定液。此時(shí)，非極性組分先出峰，極性的（或易被極化的）組分后出峰,醇、胺、水等強(qiáng)極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液,組成復(fù)雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液，或混合固定相,分離與操作條件選擇,2. 固定液配比（涂漬量）的選擇,配比：固定液在擔(dān)體上的涂漬量，一般指的是固定液與擔(dān)體的百分比，配比通常在5%25%之間。 配比越低，擔(dān)體上形成的液膜越薄，傳質(zhì)阻力越小,柱效越高，分析速度也越快。 配比較低時(shí)，固定相的負(fù)載量低，允許的進(jìn)樣量較小。分析工

3、作中通常傾向于使用較低的配比,分離與操作條件選擇,3.柱長(zhǎng)和柱內(nèi)徑的選擇,增加柱長(zhǎng)對(duì)提高分離度有利(分離度R正比于柱長(zhǎng) )，但組分的保留時(shí)間 tR ，且柱阻力，不便操作。 柱長(zhǎng)選用原則：在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時(shí)間。 填充色譜柱的柱長(zhǎng)通常為13 m。 可根據(jù)要求的分離度通過(guò)計(jì)算確定合適的柱長(zhǎng)或?qū)嶒?yàn)確定。 柱內(nèi)徑一般為34 mm,分離與操作條件選擇,4.柱溫的確定,控制在固定液的最高使用溫度（超過(guò)該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi),柱溫升高，分離度下降，色譜峰變窄變高。柱溫，被測(cè)組分的揮發(fā)度，即被測(cè)組分在氣相中的濃度，

4、K，tR，低沸點(diǎn)組份峰易產(chǎn)生重疊,柱溫，分析時(shí)間。兩組分的相對(duì)保留值增大的同時(shí)，兩組分的峰寬也在增加，當(dāng)后者的增加速度大于前者時(shí)，兩峰的交疊更為嚴(yán)重,柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點(diǎn)時(shí)的溫度。 組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫,分離與操作條件選擇,程序升溫,分離與操作條件選擇,3.4.2 載氣種類和流速的選擇,1. 載氣種類的選擇 三個(gè)方面：載氣對(duì)柱效的影響、檢測(cè)器要求及載氣性質(zhì)。 載氣摩爾質(zhì)量大，可抑制試樣的縱向擴(kuò)散，提高柱效。載氣流速較大時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)起主要作用，采用較小摩爾質(zhì)量的載氣（如H2，He），可減小傳質(zhì)阻力，提高柱效。 熱導(dǎo)檢測(cè)器需要使用熱導(dǎo)系數(shù)較大的氫氣有利于提高檢測(cè)

5、靈敏度。在氫焰檢測(cè)器中，氮?dú)馐鞘走x。 載氣的安全性、經(jīng)濟(jì)性及來(lái)源是否廣泛等因素,分離與操作條件選擇,2. 載氣流速的選擇,由圖可見(jiàn)存在最佳流速（uopt）。實(shí)際流速通常稍大于最佳流速，以縮短分析時(shí)間,分離與操作條件選擇,3.4.3 其他操作條件的選擇,1.進(jìn)樣方式和進(jìn)樣量的選擇 液體試樣采用色譜微量進(jìn)樣器進(jìn)樣，規(guī)格有1L，5L，10L等。 進(jìn)樣量應(yīng)控制在柱容量允許范圍及檢測(cè)器線性檢測(cè)范圍之內(nèi)。進(jìn)樣要求動(dòng)作快，時(shí)間短。 氣體試樣應(yīng)采氣體進(jìn)樣閥進(jìn)樣,分離與操作條件選擇,2.汽化溫度的選擇,色譜儀進(jìn)樣口下端有一汽化器，液體試樣進(jìn)樣后，在此瞬間氣化； 汽化溫度一般較柱溫高3070C， 防止汽化溫度太高

6、造成試樣分解,分離與操作條件選擇,1.在氣相色譜分析中, 用于定性分析的參數(shù)是 ( ) A 保留值 B 峰面積 C 分離度 D 半峰 2. 在氣相色譜分析中, 用于定量分析的參數(shù)是 ( ) A 保留時(shí)間 B 保留體積 C 半峰寬 D 峰面積 3. 良好的氣-液色譜固定液為 ( ) A 蒸氣壓低、穩(wěn)定性好 B 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 C 溶解度大, 對(duì)相鄰兩組分有一定的分離能力 D A、B和C 4. 使用熱導(dǎo)池檢測(cè)器時(shí), 應(yīng)選用下列哪種氣體作載氣, 其效果最好？ ( ) A H2 B He C Ar D N2,分離與操作條件選擇,5.試指出下列說(shuō)法中, 哪一個(gè)不正確? 氣相色譜法常用的載氣是 ( ) A

7、氫氣 B 氮?dú)?C 氧氣 D 氦氣 6. 色譜體系的最小檢測(cè)量是指恰能產(chǎn)生與噪聲相鑒別的信號(hào)時(shí) ( ) A 進(jìn)入單獨(dú)一個(gè)檢測(cè)器的最小物質(zhì)量 B 進(jìn)入色譜柱的最小物質(zhì)量 C 組分在氣相中的最小物質(zhì)量 D 組分在液相中的最小物質(zhì)量 7. 在氣-液色譜分析中, 良好的載體為 ( ) A 粒度適宜、均勻, 表面積大 B 表面沒(méi)有吸附中心和催化中心 C 化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性好, 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 D A、B和C,分離與操作條件選擇,8. 熱導(dǎo)池檢測(cè)器是一種 ( ) A 濃度型檢測(cè)器 B 質(zhì)量型檢測(cè)器 C 只對(duì)含碳、氫的有機(jī)化合物有響應(yīng)的檢測(cè)器 D 只對(duì)含硫、磷化合物有響應(yīng)的檢測(cè)器 9. 使用氫火焰離子化檢

8、測(cè)器, 選用下列哪種氣體作載氣最合適 ( ) A H2 B He C Ar D N2 10. 下列因素中,對(duì)色譜分離效率最有影響的是 ( ) A 柱溫 B 載氣的種類 C 柱壓 D 固定液膜厚度 11氣-液色譜中，保留值實(shí)際上反映的物質(zhì)分子間的相互作用力是 A.組分和載氣； B.載氣和固定液； C.組分和固定液； D.組分和載體、固定液,分離與操作條件選擇,12柱效率用理論塔板數(shù)n或理論塔板高度h表示，柱效率越高，則: A.n越大，h越小； B.n越小,h越大; C.n越大,h越大； D.n越小,h越小 13根據(jù)范姆特方程，色譜峰擴(kuò)張、板高增加的主要原因是: A. 當(dāng)u較小時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng)； B. 當(dāng)u較小時(shí)，渦流擴(kuò)散項(xiàng)； C. 當(dāng)u比較小時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)； D. 當(dāng)u較大時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng) 14如果試樣中組分的沸點(diǎn)范圍很寬，分離不理想，可采取的措施為: A.選擇合適的固定相； B.采用最佳載氣線速； C.程序升溫； D.降低柱溫 15要使相對(duì)保留值增加，可以采取的措施是: A.采用最佳線速； B.采用高