操作條件的選擇
同修 / 2022-07-14
操作條件的選擇在氣相色譜分析中，我們總希望在較短的時(shí)間內(nèi)，用較短的柱子達(dá)到滿意的分析結(jié)果，為此，在進(jìn)行分析時(shí)，需要選擇適當(dāng)?shù)牟僮鳁l件。此時(shí)應(yīng)考慮如下兩個(gè)問題。
①柱子對各組分的選擇性要好，即能將復(fù)雜樣品中的各組分分離開。從色譜圖上看，各組分色譜峰之間的距離要大，而選擇性的好壞與固定相的性質(zhì)、柱溫等因素有關(guān)。
色譜柱的選擇性可用“總分離效能指標(biāo)”來表示。它綜合考慮了兩個(gè)相鄰組分保留值的差值和每個(gè)色譜峰的寬窄這兩方面的因素?？偡蛛x效能指標(biāo)(圖15-36)定義為相鄰兩色譜峰保留時(shí)間的差值與兩色譜峰半峰寬之和的比值，可用下頁數(shù)學(xué)式來表示。
R=2(tr(2)-tr+(1))
Wh(1)+Wh(2)
式中 tr(2)-tr(1)——為組分(2)與組分(1)的保留時(shí)間(定義見定性分析)之差；
Wh（1）, Wh(2)——為兩個(gè)組分半峰高處峰寬之和。
同一色譜柱在相同條件下，對不同的物質(zhì)有不同的R值。一般認(rèn)為R＞1.5時(shí)，兩個(gè)組分可完全分離。
②柱子的效率要高，即每個(gè)組分的色譜峰要窄。柱效率的高低與載氣流量、擔(dān)體性能、進(jìn)樣量等因素有關(guān)。
色譜柱的柱效率也可用“有效理論塔板高度”和“有效理論塔板數(shù)”來表示。
有效理論塔板數(shù)7看可按下式計(jì)算：
n有效=5.54（tr/Wh）2
式中 tr——實(shí)驗(yàn)物質(zhì)的調(diào)整保留時(shí)間（定義見定性分析）；
Wh——實(shí)驗(yàn)物質(zhì)色譜峰的半峰高處之峰寬(應(yīng)由記錄紙速折合為時(shí)間)。
有效理論塔板高度H有效為：
H有效=L/n有效
式中 L——色譜柱長度
應(yīng)注意同一色譜柱對不同物質(zhì)的柱效率并不相同，因而當(dāng)測定柱效率時(shí)應(yīng)注明所用實(shí)驗(yàn)物質(zhì)。顯然對一根色譜柱，其有效理論塔板數(shù) n有效愈大或有效理論塔板高度H有效愈小，則色譜柱的柱效率愈高。
前面在氣固、氣液色譜的原理中，有關(guān)吸附劑、擔(dān)體、固定液的性質(zhì)，及其對選擇性，柱效率的影響，均已涉及到了，下面主要討論柱溫、載氣流量、進(jìn)樣量等操作條件的選擇。
(1)柱溫的影響 當(dāng)固定相選定后，并不等于選擇能力就確定了。柱溫對選擇性也有影響，通常降低柱溫能提高選擇性，但會增加保留時(shí)間，延長了分析時(shí)間，往往降低了柱效率，因此選擇柱溫時(shí)要兼顧選擇性和柱效率。經(jīng)驗(yàn)表明選擇的柱溫等于樣品的平均沸點(diǎn)或高于平均沸點(diǎn)10℃時(shí)最為適宜。顯然柱溫高會加快分析速度，但降低了選擇性。柱溫對選擇性和柱效率的影響見圖15-37。
當(dāng)被分析組分的沸點(diǎn)范圍很寬時(shí)，用同一柱溫往往造成低沸點(diǎn)組分分離不好，而高沸點(diǎn)組分峰形扁平，若采用程序升溫的辦法，就能使高沸點(diǎn)及低沸點(diǎn)組分都能獲得滿意結(jié)果。如圖
15-38所示。
(2)載氣流量的影響 載氣流量對柱效率的影響表現(xiàn)為流量過低或過高都會降低柱效率，只有選擇最佳流量才可提高柱效率，對一般色譜柱，載氣流量為20～100毫升/分。有時(shí)為了縮短分析時(shí)間，可加大流量，但此時(shí)分離效果不好，色譜峰會有拖尾或重疊現(xiàn)象。
（3）進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度的影響樣品最好以氣態(tài)瞬間注
入。如果是液樣，則汽化室溫度必須在各組分最高沸點(diǎn)以上，保證全部組分瞬間汽化，否則等于高沸點(diǎn)組分逐步汽化，會使色譜峰變寬，降低柱效率。
另外進(jìn)樣量不要過大，應(yīng)在色譜柱的負(fù)荷限度內(nèi)，對一般內(nèi)徑0.4～0.6厘米，長2米的色譜柱，其固定液含量在15～30%時(shí)，允許的進(jìn)樣量大致為，液樣10微升，氣樣10毫升。若進(jìn)樣量超過負(fù)荷，會降低柱效率，色譜峰形會變寬。當(dāng)進(jìn)行痕量雜質(zhì)分析時(shí)，由于進(jìn)樣量增大，此時(shí)可增加色譜柱的內(nèi)徑或提高固定液的含量，以增加色譜柱的負(fù)荷限度，但固定液含量增加也會降低柱效率。降低柱溫也可提高柱的負(fù)荷能力，但應(yīng)以不引起其它負(fù)作用為限度。
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