【教学课件】第五节分离条件的选择.ppt

第五节 分离条件的选择,一、分离度（分辨率）及影响因素二、实验条件的选择,一、分离度（分辨率）及影响因素,1分离度定义式 2影响分离的因素（分离方程，分离度计算式）,1分离度定义式,分离度：相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍（衡量色谱分离条件优劣的参数）,讨论：,2影响分离的因素（计算式）,前提定义式基础上，相邻两组分的n一致（假设）,a柱效项及其影响因素：,影响色谱峰的宽窄主要取决于色谱柱性能及载气流速,续前,讨论：,增加柱效是提高分离度的一个直接有效手段 提高柱效、改善分离的途径：增加柱长；降低板高 根据速率理论，降低板高、提高柱效的方法是：1）采用粒度较小、均匀填充的固定相（A项）2）分配色谱应控制固定液液膜厚度（C项）3）适宜的操作条件：流动相的性质和流速，柱温等等（B项）选用分子量较大、线速度较小的载气N2气，控制较低的柱温,b柱选择项及其影响因素：,影响峰的间距 主要受固定相性质，以及柱温影响,续前,讨论：,增大柱选择性是改善分离度的最有力手段 气相色谱中，柱选择性取决于固定相性质和柱温 选择合适的固定相使与不同组分的作用产生差别 才能实现分离 一般说，降低柱温可以增大柱的选择性,c柱容量项及其影响因素：,影响峰位主要受固定相用量、柱温和载气流速的影响,续前,讨论：,综合考虑分离度、分离时间和峰检测几项因素 控制k的最佳范围 25GC中，增加固定液用量和降低柱温可以增加 k,图示,k 影响峰位,n 影响峰宽窄,影响两峰间距,练习,如何根据具体情况改进分离度？,太小，两组分未分开应改变固定相极性，降低柱温,k 太小，n 也太小，应增大固定液用量，降低柱温,n 太小，许多组分未分开应设法降低板高，提高柱效,二、实验条件的选择：,色谱条件包括分离条件和操作条件分离条件是指色谱柱操作条件是指载气流速、进样条件及检测器,1色谱柱的选择2柱温的选择3载气与流速的选择4进样条件的选择,1色谱柱的选择（以气液分配色谱为主）,（1）固定相的选择（2）柱长的选择,（1）固定相的选择,固定液的选择：1）按“相似相溶”原则：极性相似或官能团相似 2）按组分性质主要差别：沸点相差大的选非极性固定液 沸点相差小的选极性固定液 3）柱温 固定液最高使用温度防止固定液流失,载体的选择：种类，粒度，分布,续前,固定液配比的选择：高沸点组分比表面积小的载体 低固定液配比（1%3%）低柱温低沸点组分高固定液配比（5%25%）加大k值，达到良好分离难分离组分毛细管柱,（2）柱长的选择,注：根据R1.5选择L，一般较短(0.66m)不可以无限延长柱子,练习,例：两组分在1 m长柱子上的分离度为0.75，问使用 多长柱子可以使它们完全分离？,解：,2柱温的选择,原则：1）在能保证R的前提下，尽量使用低柱温，但应保证适宜的tR及峰不拖尾，减小检测本底 2）根据样品沸点情况选择合适柱温 柱温应低于组分沸点501000C 宽沸程样品应采用程序升温,续前,程序升温好处：改善分离效果 缩短分析周期 改善峰形 提高检测灵敏度,3载气与流速的选择,选择载气应与检测器匹配TCD选H2，He（u 大，粘度小）FID选N2（u 小，粘度大）,选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响,4进样条件的选择,气化室温度一般稍高于样品沸点检测室温度应高于柱温30500C进样量不可过大，否则造成拖尾峰,注：检测器灵敏度足够进样量尽量小 最大允许进样量使理论塔板数降低10%的进样量,练习,例：已知物质A和B在一根30.0cm长的柱上的保留时间分别为 16.40和17.63min，不被保留组分通过该柱的时间为1.30min，峰底宽为1.11和1.21min，试计算（1）柱的分离度（2）柱的平均塔板数（3）塔板高度（4）达1.5分离所需柱长,解：,续前,第六节 定性定量分析,一、定性分析二、定量分析,一、定性分析,1利用保留值定性 1）已知对照物定性：定性专属性差注：不同组分如在某一色谱条件下保留值相同，应 更改色谱柱再检测，粗步推算是否为一个纯物质峰2）相对保留值定性,3）利用保留指数定性：唯一可靠、准确、重复性好2利用化学反应定性：收集柱后组分，官能团反应 定性鉴别（非在线）3利用两谱联用定性：GC-MS，GC-FTIR,二、定量分析：,以峰高或峰面积定量,（一）峰面积的测量（二）定量校正因子（三）定量方法,（一）峰面积的测量,2非正常峰（不对称峰）,1对于正常峰,3自动求和（自动积分仪或色谱工作站）：直接给出A，h，W1/2,注：当色谱操作条件一定时，在一定进样量范围内（不超载），W1/2与进样量无关,（二）定量校正因子,1两种表示方法,续前,2相对校正因子的测定,3注意事项：相对校正因子与待测物、基准物和检测器类型有关，与操作条件（进样量）无关基准物：TCD苯；FID丁庚烷以氢气和氦气作载气测的校正因子可通用 以氮气作载气测的校正因子与两者差别大,（三）定量方法,1归一化法2外标法 3内标法 4内标对比法,1归一化法,前提：试样中所有组分都产生信号并能检出色谱峰依据：组分含量与峰面积成正比,优点：简便，准确定量结果与进样量、重复性无关（前提柱子不超载）色谱条件略有变化对结果几乎无影响缺点：所有组分必须在一定时间内都出峰 必须已知所有组分的校正因子不适合微量组分的测定,2外标法：以待测组分纯品为对照物，与试样中待测 组分的响应信号相比较进行定量的方法,a工作曲线法：i纯品工作曲线，同体积样品与之比较 c前提：进入检测器样品量与峰面积成正比 b外标一点法：一种浓度对照物对比样品中待测组分含量前提：截距为0，对照品浓度与待测组分浓度接近,c外标两点法：前提：选 取两点对照品的浓度，需涵盖待测浓度,外标法特点：1）不需要校正因子，不需要所有组分出峰 2）结果受进样量、进样重复性和操作条件影响大 每次进样量应一致，否则产生误差,图示,back,3内标法：无待测物纯品，加入样品中不含对照物，以待测组分和对照物的响应信号对比定量,对内标物要求：a内标物须为原样品中不含组分b内标物与待测物保留时间应接近且R1.5c内标物为高纯度标准物质，或含量已知物质,内标法优点：进样量不超量时，重复性及操作条件对结果无影响只需待测组分和内标物出峰，与其他组分是否出峰无关 适合测定微量组分内标法缺点：制样要求高；找合适内标物困难；已知校正因子,4内标对比法（已知浓度样品对照法）配制等量加入内标物的样品溶液和对照品溶液,内标对比法特点：不需要校正因子 进样量对结果影响不大,注：对于正常峰，可以h代替A计算含量,示例,例1：内标法测定无水乙醇中微量水分（见书P358）,比较,补充概念,相比：流动相与固定相体积比,练习,见书后P361题11,解：,续前,练习,见书后P362题12,解：,