氣相色譜的流程及色譜圖
實驗室k / 2019-07-30
流程圖
氣相色譜儀及其實驗裝置由下列各部分組成，其方框圖示意如下：
氣路系統(tǒng)——一般常用高壓氣瓶作載氣源，氣體經(jīng)減壓閾、流量控制器和壓力調(diào)節(jié)器，然后通過柱，由檢測器排出，形成氣路系統(tǒng)。整個系統(tǒng)應保持密封，不能漏氣。
進樣系統(tǒng)——安裝在色譜柱的進氣口之前，由兩個部分組成，一是進樣口，另一是加熱系統(tǒng)，以保證樣品的汽化。
色譜分離系統(tǒng)——由色譜柱和控溫室組成，是色譜儀的心臟部件。
檢測系統(tǒng)——檢測流動相中有無溶質(zhì)組分的存在。目前已發(fā)展有七十多種檢測器，如氫火焰離子化檢測器、火焰光度檢測器、電子捕獲檢測器、熱導檢測器等。它們可以將載氣中被分離組分的濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，由記錄器記錄成色譜圖，供進行定性和定量。若作制備，則在檢測器后接上分步收集器。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)——對色譜圖所反映的信息進行分析處理。目前，應用微處理機，可以很快地直接進行定性和定量。同時還可將色譜操作條件、定性和定量方法等貯存于微處理機中，若將這些條件編成程序還可自動操作及調(diào)節(jié)各項參數(shù)。
溫度控制系統(tǒng)——對進樣口、色譜分離室、檢測室等處進行加熱，并能自動控制溫度的變化。
氣相色譜的流程示意見圖15-1。
洗脫曲線和色譜圖
對于流出氣體中被分離組分的檢測及測量方法可分為二類：積分式檢測和微分式檢測。前者是將流出氣體中各組分所產(chǎn)生的信號加和性地記錄下來，因此洗脫曲線(檢測信號對時間或流出物的容積作圖)為一系列階梯形曲線(圖15-2a)；而微分式檢測器記錄流出氣體的某一瞬間的性質(zhì)，因此以載氣為基線，各組分則以對稱峰形出現(xiàn)(圖15-2b)。
這兩類洗脫曲線與所用檢測器的類型有關(guān)，目前所用的檢測器中以微分型為主，約占總檢測器數(shù)的89％。實際上，大量有關(guān)氣相色譜文獻報道，大多采用氫火焰或熱導檢測器，均屬微分式檢測器。
常用術(shù)語及色譜圖所反映的信息
現(xiàn)對氣相色譜理論和應用中經(jīng)常用到的一些術(shù)語作一簡介。一般實驗室中常用微分式檢測器，現(xiàn)以其洗脫曲線為例進行介紹。
圖15-3中水平軸代表時間，在氣體流速恒定情況下，亦可代表載氣流量?？v軸為流出氣體中所含組分的濃度，通常以記錄器中的電訊號表示。
基線——在沒有樣品注入時，只有載氣流出的情況下，記錄器筆畫出一平直線，與橫軸平行，稱為基線。通常由于檢測器噪聲的影響，基線會產(chǎn)生漂移，但應在儀器規(guī)定范圍內(nèi)。
死時間——在某一時間“O”時(假定為零時)將樣品送入，不被固定相所滯留的物質(zhì)在A'時首先被洗出柱，OA'這段時間謂之死時間，以tM表示。
死體積——在死時間內(nèi)流出的載氣體積，稱為死體積，以VM表示。也可理解為柱中所含的流動相體積(包括顆粒之間及顆?？紫秲?nèi)的體積)。
保留時間——樣品從進樣到各組分分別出峰的時間，稱為備組分的保留時間，以tR表示。
調(diào)整保留時間——保留時間扣除死時間后稱為調(diào)整保留時間，以tR'表示。tR'＝tR－tM。
保留體積——在保留時間內(nèi)流出的載氣體積，稱為保留體積，以VR表示。
調(diào)整保留體積——保留體積扣除死體積后稱為調(diào)整保留體積，以VR'表示。VR'=VR－VM。
比保留體積——指每克固定液在0℃時，對某組分的調(diào)整保留體積的貢獻，其單位為ml/g，計算式如下：
Vg=273/Tc·VR'/g
式中：Vg為比保留體積，Tc為實驗時色柱的溫度，g表示色譜柱中固定相的克數(shù)。
相對保留值——以某一已知物的調(diào)整保留值作基準，其他各組分的調(diào)整保留值與其比值。
γ1,2=tr2'/tr1'=Vr2'/Vr1'=Vg2/Vg1
式中：γ1,2即為相對保留值。腳注1表示基準物，2表示某組分。
區(qū)域?qū)挾?mdash;—亦稱區(qū)帶寬度，表示峰形的寬窄。在實際工作中，峰形越窄分離越好，柱效越高。習慣上表示一個色譜峰的區(qū)帶寬度有下列三種常用術(shù)語。
標準偏差σ，即0.607倍峰高處色譜峰寬的一半，圖15-3中EF的一半。
區(qū)域?qū)挾然虬雽挾?2△t1/2)，在峰高一半處色譜峰的寬度稱為區(qū)域?qū)挾然蛏V峰的半寬度，如圖15-3中GH所示。區(qū)域?qū)挾扰c標準偏差σ間的關(guān)系是：
2△t1/2=2σ√(2ln2)
基線寬度wb，即通過洗脫曲線的拐點作切線所得的三角形在基線上的截距，如圖15-3中IJ所示。它和標準偏差間的關(guān)系是：
wb=4σ
色譜圖上各組分的保留時間，是表示各組分在該色譜實驗條件下所表現(xiàn)的保留特性，作為該組分的定性依據(jù)。色譜峰的峰面積與各組分的濃度存在量的關(guān)系，可作為各組分的定量依據(jù)。
峰寬(基線寬度)，表明色譜分離效率，為改進分離提供信息，根據(jù)理論板數(shù)計算公式，可以方便地從色譜圖提供的信息計算出色譜柱的理論板數(shù)和分離度，并進而可推算某些物理常數(shù)。
.jpg "方框圖示意")
.jpg "氣相色譜流程示意圖")
.jpg "流出氣體中組分的測量")
.jpg "色譜流出曲線圖")
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