色谱分离的理论
固定液的选择方法。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。
1．定性分析
本次实训可采用标准物质对照定性或同系物碳数规律定性进行定性分析，具体方法自行设计。
2．定量分析
本次实训建议选择“内标法”进行定量分析，内标物自行选择，具体操作过程自行设计，并在仪器上独立完成。
3．色谱分离热力学因素
（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称为分配系数。
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。
（2）固定相
①气一固色谱：固体吸附剂，如氧化铝、硅胶、活性炭与分子筛。
②气液色谱：固定液（如DNP、PEG 20M、SE一30等）与载体（硅藻土白色载体、玻璃微球、氟载体等）。
a．固定相种类的不同，直接影响到样品中各组分分离效果优劣。
b．固定相的选择一般按照“相似相溶原理”。
在气液色谱中所使用的固定液已达1000多种，为了便于选择和使用，一般按固定液的“极性”大小进行分类。固定液极性是表示含有不同官能团的固定液，与分析组分中官能团及亚甲基IN相互作用的能力。通常用相对极性（P）的大小来表示。这种表示方法规定：．9，卢_氧~rSIlff的相对极性P一100，角鲨烷的相对极性P一0，其他固定液以此为标准通过实验测出它们的相对极性均在O～100之间。通常将相对极性值分为五级，每20个相对单位为一级，相对极性在0～+1间的为非极性固定液（亦可用“ 1’’表示非极性）；。2、+3为中等极性固定液；+4、+5为强极性固定液。
c.固定液的选择方法。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。
（3）流动相
流动相的种类主要考虑使用何种检测器?如TCD，一般选用氢气或氦气作载气；FID，一般选用氮气或氩气作载气；ECD，一般选用氮气作载气。
其次考虑是否有利于提高柱效能和分析速度?选用相对分子质量大的载气（如N2）可以减小组分在气相中的扩散系数D。，提高柱效能。
色谱分离动力学因素
色谱峰在分离过程中为什么会扩展?
影响因素主要有涡流扩散、分子扩散与传质阻力。
（1）涡流扩散
由于试样组分分子进入色谱柱碰到柱内填充颗粒时不得不改变流动方向，因而它们在气相中形成紊乱的类似“涡流”的流动.组分分子所经过的路径长度不同，达到柱出口的时间也不同，因而引起色谱峰的扩张。这就是涡流扩散（亦称多路效应）。A一2Adp
式中d为固定相的平均颗粒直径；A为固定相的埴充不均匀I天I子．显然，固定相颗粒直径d，越小，填充得越均匀，则A越小，有效塔板高度H越小．色谱柱的柱效”越高，因此涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰变窄。
（2）分子扩散
组分进入色谱柱后，随载气向前移动，由于柱内存在浓度梯度，组分分子必然由高浓度向低浓度扩散（其扩散方向与载气运动方向一致），从而使峰扩张（图1—78）。这就是分子
扩散（亦称纵向扩散）。 B一2yDg 式中，y为弯曲因子，它反映了固定相对分子扩散的阻碍程度，填充柱的y<1，空心柱），1；D。为试样组分分子在气相中的扩散系数，cm。／s，它随载气和组分的性质、温度、压力而变化。
气相传质阻力是组分从气相到气液界面问进行质量交换所受到的阻力，这个阻力会使柱瞳断面上的浓度分配不均匀。阻力越大，所需时间越长，浓度分配就越不均匀，峰扩散就越严重。实际过程中若采用小颗粒的固定相，以D。较大的Hz或He作载气（当然，合适的载气种类，还必须根据检测器的类型选择），可以减少传质阻力，提高柱效。
②液相传质阻力。
液相传质阻力是指试样组分从固定相的气液界面到液相内部进行质量交换达到平衡后，又返回到气液界面时所受到的阻力。显然这个传质过程需要时间，而且在流动状态下分配平衡不能瞬问达到，其结果是进入液相的组分分子，因其在液相里有一定的停留时间，当它回到气相时，必然落后于原在气相中随载气向柱出口方向运动的分子，这样势必造成色谱峰扩张。实际过程中若采用液膜薄的固定液则有利于液相传质，但不宜过薄，否则会减少样品的容量，降低柱的寿命。组分在液相中的扩散系数Dl大，也有利于传质，减少峰扩张。
5．分离操作条件的选择与优化方法
（1）载气流速的选择
H=A+B/u+Cu
然后以载气流速“为横坐标，有效理论塔板高度H为纵坐标，绘制出H-“曲线.
②*佳载气流速的获取。曲线点处对应的塔板高度*小，因此对应载气的*佳线速“*佳，在*佳线速下操作可获得柱效。相应的载气流速为*佳载气流速。
③实际载气流速的选择。使用*佳流速虽然柱效高，但分析速度慢，因此实际工作中，为了加快分析速度，同时又不明显增加塔板高度的情况下，一般采用比。*佳稍大的流速进行测定。对一般色谱柱（内径3~4mm）常用流速为20～lOOmL／min。
（2）柱温的选择
一般规律：选取各组分沸点平均值或稍低些。
当被分析组分的沸点范围很宽时，用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好，而高沸点组分峰形扁平，此时采用程序升温。的办法就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。
（3）汽化室温度的选择
原则是保证样品汽化，同时不分解；一般比柱温高30~70~C或比样品组分沸点高30～50℃。
（4）检测器温度的选择
一般比柱温高30~50°C。TCD要求温度恒定；FID要求温度大于120°C。
（5）进样量的选择
进样量过大，色谱峰峰形不对称，峰变宽，R变小，保留值发生变化；进样量太小，检测器灵敏度不够，不能检出。对填充柱，液体进样量一般为0.1～10uL，FID的进样量应小于1uL。。
（6）进样技术
进样时，要求速度快，这样可以使样品在汽化室汽化后随载气以浓缩状态进入柱内，而不被载气所稀释，因而峰的原始宽度就窄，有利于分离。反之若进样缓慢，样品汽化后被载气稀释，使峰形变宽，并且不对称，既不利于分离也不利于定量。为保证好的分离结果，为了使分析结果有较好的重现性，在直接进样时要注意以下操作要点。
①用注射器取样时，应先用丙酮或抽洗5～6次后，
再用被测试液抽洗5～6次，然后缓缓抽取一定量试液（稍多于需要量），此时若有空气带入注射器内，应先排除气泡后，再排去过量的试液，并用滤纸或擦镜纸吸去针杆处所沾的试液（千万勿吸去针头内的试液）。
②取样后就立即进样，进样时要求注射器垂直于进样口，左手扶着针头防弯曲，右手拿注射器,迅速刺穿硅橡胶垫，平稳、敏捷地推进针筒（针头尖尽可能刺深一些，且深度一定，针头不能碰着汽化室内壁），用右手食指平稳、轻巧、迅速地将样品注入，完成后立即拔出。
③进样时要求操作稳当、连贯、迅速。进针位置及速度、针尖停留和拔出速度都会影响进样的重现性。一般进样相对误差为2％～5％。
电议 型 号：HZ650927
