(一)色譜柱分離內(nèi)因
在氣相色譜分析中,關(guān)鍵的問題是如何將混合物組分分開,然后通過鑒定器對分離出來的各組分進行測定。這個分離過程,主要在色譜柱中完成。色譜分析的研究工作,絕大部份是色譜柱和分離操作條件的選擇。在工廠實驗室中,廣泛應(yīng)用的為氣固色譜和氣液色譜柱。
(1)氣固色譜柱:氣固色譜發(fā)展比較早,它主要利用表面有一定活性的吸附劑作固定相,以一種氣體(載氣)作移動相。當(dāng)混合物試樣隨載氣通過色譜柱時,由于吸附劑對各組分的吸附能力不同,經(jīng)經(jīng)過反復(fù)多次吸附與脫附的分配過程,達到各組分相互分離后隨載氣流出色譜柱。
氣體在吸吸附附劑表面吸附,而且吸附能力較強,因此造成等溫曲線的非線形性,所所以氣固色譜的應(yīng)用受到一定限制。最近發(fā)現(xiàn)用程序升溫的氣固色譜,可得到滿意的結(jié)果。如采用5A分子篩作色譜柱,在常溫下分析氫、氧、氮、甲烷、一氧化碳,二氧化碳不易脫附。在測定一氧化碳后,采用程序升溫至150C,使二氧化碳流出色譜柱。
(2)氣液色譜柱:在氣液色譜柱中,固定相相用一種惰性固體作擔(dān)體,在其表面涂上層很薄的高沸點的有機化合物溶液作為固定液,而流動相為載氣。當(dāng)載氣在柱內(nèi)擔(dān)體顆粒間不斷向前推進時,隨著載氣前進的樣品,就有一部份溶解至固定液中,而載氣是在連續(xù)的不斷的通入色譜柱中,被保留的組分又被新鮮的載氣帶走一部份,帶到前一段色譜柱后,又有一部份被留下。樣品中各組分在色譜中,就以這樣不同速度向前移動,而混合物就是在這樣移動過程中被分開。
混合物在氣液色譜中能否分離,主要是看各成分在固定液和載氣之間濃度之比K(叫分配系數(shù))是否相同。如果兩物質(zhì)在某固定液中的分配系數(shù)相差較大,則它們能被分開。
分配系數(shù)K = 每一毫升固定液中所含溶質(zhì)的毫克數(shù)/每1毫升載氣中所含溶質(zhì)的毫克數(shù)
分配系數(shù)大的組分,在固定液中的濃度就大,而在載氣中的濃度小,因此,它在色譜柱中的保留時間長;反之分配系數(shù)小的組分,在固定液中的濃度小,在載氣中的濃度大。它就比較容易從色譜中流出。
例,以角鯊?fù)椋ó惾椋楣潭ㄒ海?05℃柱溫下,一些物質(zhì)的分配系數(shù)如表161所示。
表161 一些有機物的分配系數(shù) | ||||||
異戊烷 | 正戊烷 | 環(huán)戊烷 | 正己烷 | 苯 | 環(huán)己烷 | |
K 值 | 12.5 | 15 | 27 | 34 | 51.5 | 63 |
由于K值不同,所以在角鯊?fù)樯V柱口流出順序,是從異戊烷到環(huán)己烷。