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文檔簡介
第二章色譜分析法導論第一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
§2-1氣相色譜法概述色譜法也叫層析法,它是一種高效能的物理分離技術,將它用于分析化學并配合適當?shù)臋z測手段,就成為色譜分析法。第二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
色譜法的最早應用是用于分離植物色素,其方法是這樣的:在一玻璃管中放入碳酸鈣,將含有植物色素(植物葉的提取液)的石油醚倒入管中。第三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
此時,玻璃管的上端立即出現(xiàn)幾種顏色的混合譜帶。然后用純石油醚沖洗,隨著石油醚的加入,譜帶不斷地向下移動,并逐漸分開成幾個不同顏色的譜帶,繼續(xù)沖洗就可分別接得各種顏色的色素,并可分別進行鑒定。色譜法也由此而得名。第四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
現(xiàn)在的色譜法早已不局限于色素的分離,其方法也早已得到了極大的發(fā)展,但其分離的原理仍然是一樣的。我們?nèi)匀唤兴V分析。第六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一一、色譜分離基本原理:由以上方法可知,在色譜法中存在兩相,一相是固定不動的,我們把它叫做固定相;另一相則不斷流過固定相,我們把它叫做流動相。第七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
色譜法的分離原理就是利用待分離的各種物質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同來進行分離的。第八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一使用外力使含有樣品的流動相(氣體、液體)通過一固定于柱中或平板上、與流動相互不相溶的固定相表面。當流動相中攜帶的混合物流經(jīng)固定相時,混合物中的各組分與固定相發(fā)生相互作用。第九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構上的差異,與固定相之間產(chǎn)生的作用力的大小、強弱不同,隨著流動相的移動,混合物在兩相間經(jīng)過反復多次的分配平衡,使得各組分被固定相保留的時間不同,從而按一定次序由固定相中先后流出。與適當?shù)闹髾z測方法結(jié)合,實現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測。第十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一二、色譜分類方法:色譜分析法有很多種類,從不同的角度出發(fā)可以有不同的分類方法。第十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一(一)從兩相的狀態(tài)分類:色譜法中,流動相可以是氣體,也可以是液體,由此可分為氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。固定相既可以是固體,也可以是涂在固體上的液體,由此又可將氣相色譜法和液相色譜法分為氣-液色譜、氣-固色譜、液-固色譜、液-液色譜。分類情況如下:第十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一色譜法液相色譜法氣相色譜法氣-液色譜法氣-固色譜法液-固色譜法液-液色譜法第十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
(二)按固定相的形式分類:柱色譜:固定相裝在色譜柱中;紙色譜:利用濾紙作載體,吸附在紙上的水作固定相;薄層色譜:將固體吸附劑在玻璃板或塑料板上制成薄層作固定相。第十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一(三)按分離原理分類:可分為:吸附色譜法:利用吸附劑(固定相一般是固體)表面對不同組分吸附能力的差別進行分離的方法;第十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一分配色譜法:利用不同組分在兩相間的分配系數(shù)的差別進行分離的方法。第十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
離子交換色譜:利用溶液中不同離子與離子交換劑間的交換能力的不同而進行分離的方法。
空間排斥(阻)色譜法:利用多孔性物質(zhì)對不同大小的分子的排阻作用進行分離的方法。第十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
三、氣相色譜儀通常由五部分組成:Ⅰ載氣系統(tǒng):氣源、氣體凈化器、供氣控制閥門和儀表。Ⅱ進樣系統(tǒng):進樣器、汽化室。Ⅲ分離系統(tǒng):色譜柱、控溫柱箱。Ⅳ檢測系統(tǒng):檢測器、檢測室。Ⅴ
記錄系統(tǒng):放大器、記錄儀、色譜工作站。第十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
H2,N2或Ar氣路系統(tǒng)進樣系統(tǒng)檢測系統(tǒng)分離系統(tǒng)溫控系統(tǒng)第二十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一§9.2色譜流出曲線(色譜圖)及有關術語(一)氣相色譜法分離的過程:分離過程(以分離A、B兩組分為例)為:
第二十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一混合組分的分離過程及檢測器對各組份在不同階段的響應第二十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第二十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一四、色譜流出曲線:從載氣帶著組分進入色譜柱起就用檢測器檢測流出柱后的氣體,并用記錄器記錄信號隨時間變化的曲線,此曲線就叫色譜流出曲線,當待測組分流出色譜柱時,檢測器就可檢測到其組分的濃度,在流出曲線上表現(xiàn)為峰狀,叫色譜峰。第二十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一如圖所示為一色譜流出曲線:第二十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一色譜術語:1)基線:在實驗條件下,色譜柱后僅有純流動相進入檢測器時的流出曲線稱為基線?;€在穩(wěn)定的條件下應是一條水平的直線。它的平直與否可反應出實驗條件的穩(wěn)定情況?;€漂移基線噪聲第二十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)峰高(h)和峰面積:色譜峰頂點與基線的距離叫峰高。色譜峰與峰底基線所圍成區(qū)域的面積叫峰面積。第二十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)保留值
a.
死時間(tM)
:不與固定相作用的物質(zhì)從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間,它與色譜柱的空隙體積成正比。由于該物質(zhì)不與固定相作用,因此,其流速與流動相的流速相近。據(jù)tM可求出流動相平均流速u
第二十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一b.
保留時間tR:試樣從進樣到出現(xiàn)峰極大值時的時間。它包括組份隨流動相通過柱子的時間tM和組份在固定相中滯留的時間。第二十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一c.
調(diào)整保留時間tR’
:某組份的保留時間扣除死時間后的保留時間,它是組份在固定相中的滯留時間。即由于保留時間為色譜定性依據(jù)。但同一組份的保留時間與流速有關,因此有時需用保留體積來表示保留值。
第三十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一d.
死體積VM:色譜柱管內(nèi)固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測器間隙的總和。忽略后兩項可得到:其中,F(xiàn)0為柱出口的載氣流速(mL/min)。第三十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一e.
保留體積VR:指從進樣到待測物在柱后出現(xiàn)濃度極大點時所通過的流動相的體積。
第三十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一f.
調(diào)整保留體積:某組份的保留體積扣除死體積后的體積。第三十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一g.
相對保留值r2,1:組份2的調(diào)整保留值與組份1的調(diào)整保留值之比。第三十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一注意:r2,1只與柱溫和固定相性質(zhì)有關,而與柱內(nèi)徑、柱長L、填充情況及流動相流速無關,因此,在色譜分析中,尤其是GC中廣泛用于定性的依據(jù)!具體做法:固定一個色譜峰為標準s,然后再求其它峰i
對標準峰的相對保留值,此時以
表示:又稱選擇因子。第三十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一h.
區(qū)域?qū)挾龋荷V峰的區(qū)域?qū)挾仁巧V流出曲線的重要參數(shù)之一,可用于衡量色譜柱的柱效及反映色譜操作條件下的動力學因素。寬度越窄,其效率越高,分離的效果也越好。第三十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一區(qū)域?qū)挾韧ǔS腥N表示方法:標準偏差:峰高0.607倍處峰寬處的一半。半峰寬Y1/2:峰高一半處的峰寬。Y1/2=2.354峰底寬Y:色譜峰兩側(cè)拐點上切線與基線的交點間的距離。Y=4第三十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一色譜流出曲線的意義:色譜峰數(shù)=樣品中單組份的最少個數(shù);色譜保留值——定性依據(jù);色譜峰高或面積——定量依據(jù);色譜保留值或區(qū)域?qū)挾取V柱分離效能評價指標;色譜峰間距——固定相或流動相選擇是否合適的依據(jù)。第三十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一§2-2氣相色譜分析理論基礎色譜分析的目的是將樣品中各組分彼此分離,組分要達到完全分離,兩峰間的距離必須足夠遠,兩峰間的距離是由組分在兩相間的分配系數(shù)決定的,即與色譜過程的熱力學性質(zhì)有關。但當兩峰間雖有一定距離,如果每個峰都很寬,以致彼此重疊,還是不能分開。這些峰的寬或窄是由組分在色譜柱中傳質(zhì)和擴散行為決定的,即與色譜過程的動力學性質(zhì)有關。因此,要從熱力學和動力學兩方面來研究色譜行為。
第三十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
一、描述分配過程的參數(shù)
1、分配系數(shù)(K):如前所述,分配色譜的分離是基于樣品組分在固定相和流動相之間反復多次地分配過程,而吸附色譜的分離是基于反復多次地吸附一脫附過程。這種分離過程經(jīng)常用樣品分子在兩相間的分配來描述,而描述這種分配的參數(shù)稱為分配系數(shù)。第四十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
它是指在一定溫度和壓力下,組分在固定相和流動相之間分配達平衡時的濃度之比值,即
K只與固定相和溫度有關,與兩相體積、柱管特性和所用儀器無關。第四十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一分配系數(shù)K的討論試驗樣品一定時,K主要取決于固定相性質(zhì),一定溫度下,組分的分配系數(shù)K越大,出峰越慢;每個組份在各種固定相上的分配系數(shù)K不同;選擇適宜的固定相可改善分離效果;試樣中的各組分具有不同的K值是分離的基礎;某組分的K=0時,即不被固定相保留,最先流出。第四十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
在一定條件下,各種物質(zhì)的K是不同的。K較小的組分在色譜分析中每次分配后在氣相中的濃度較大,因此較早流出色譜柱。K較大的組分每次分配后在氣相中濃度較小,因此較晚流出色譜柱。第四十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
當分配次數(shù)足夠多時,就能將具有不同K的組分分開。所以,我們可以認為,氣相色譜法是利用不同的物質(zhì)具有不同的K而進行分離的。而K的不同則是由于各組分在固定相中的溶解度(對氣-液色譜)或吸附能力(對氣-固色譜)不同而造成的。
第四十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.分配比:在一定溫度和壓力下,組份在兩相間的分配達平衡時,分配在固定相和流動相中的質(zhì)量比,稱為分配比。它反映了組分在柱中的遷移速率。又稱保留因子。也叫容量因子或容量比。
第四十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一分配比k的求算:k也等于組分的校正保留時間與死時間的比值因此,k可通過實驗測得。由此也可知道,k可表示出組分在柱中停留時間的長短。k越大,停留時間也就越長。第四十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一稱為相比率,它也是反映色譜柱柱型特點的參數(shù)。對填充柱,=6~35;對毛細管柱,=60~600。3.K與k的關系:第四十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一4.
選擇因子:色譜柱對A、B兩組分的選擇因子定義如下:A為先流出的組分,B為后流出的組分。第四十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
注意:K或k反映的是某一組分在兩相間的分配;而是反映兩組分間的分離情況!當兩組分K或k
相同時,=1時,兩組分不能分開;當兩組分K或k相差越大時,越大,分離得越好。也就是說,兩組分在兩相間的分配系數(shù)不同,是色譜分離的先決條件。和k
是計算色譜柱分離效能的重要參數(shù)!第四十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一二、塔板理論塔板理論是描述色譜柱中組分在兩相間的分配狀況及評價色譜柱的分離效能的一種半經(jīng)驗式的理論。塔板理論將一根色譜柱當作一個由許多塔板組成的精餾塔,用塔板概念來描述組分在柱中的分配行為。塔板是從精餾中借用的,是一種半經(jīng)驗理論,但它成功地解釋了色譜流出曲線呈正態(tài)分布。
第五十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第五十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一塔板理論假定:1)塔板之間不連續(xù);2)塔板之間無分子擴散;3)組分在各塔板內(nèi)兩相間的分配瞬間達至平衡,達一次平衡所需柱長為理論塔板高度H;4)某組分在所有塔板上的分配系數(shù)相同;5)流動相以不連續(xù)方式加入,即以一個一個的塔板體積加入。
第五十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一(一)、色譜分離過程:塔板理論是把色譜柱假想為一個精餾塔,塔內(nèi)存在許多塔板,組分在每個塔板的氣相和液相間進行分配,達成一次分配平衡。然后隨著流動相按一個塔板、一個塔板的方式向前移動。經(jīng)過多次分配平衡后,分配系數(shù)小的組分,先離開蒸餾塔(色譜柱),分配系數(shù)大的組分后離開蒸餾塔(色譜柱),從而使分配系數(shù)不同的組分彼此得到分離。第五十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一分離過程如下圖所示第五十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第五十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
下面我們再舉一個例子說明組分在色譜柱中的分配情況。為簡單起見,設色譜柱由5塊塔板(n=5,n為柱子的塔板數(shù))組成,并以r表示塔板編號.r=0,1,2,3,4;某組分的分配比k=1。根據(jù)上述假定.在色譜分離過程中。該組分的分布可計算如下:
第五十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
開始時,將單位質(zhì)量(即m=1)的該組分進入0號塔板上,然后將流動相以一個板體積(△V)一個板體積的脈動形式進入色譜柱;此時組分將安下表所示在固定相和流動相進行分配:第五十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
板號r
載氣體積0123進樣mM0.5mS0.5△VmM0.250.25mS0.250.252△VmM0.1250.125+0.1250.125mS0.1250.125+0.1250.1253△VmM0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063mS0.0630.063+0.1250.063+0.1250.063第五十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一按上述分配過程,對于n=5,k=1,m=1的體系,隨著進入柱中板體積載氣的增加,組分分布在柱內(nèi)任一板上的總量(氣相和液相的總質(zhì)量)見下表:第五十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一rn01234出口010000010.50.5000020.250.50.2500030.1250.3750.3750.1250040.0630.250.3750.250.063050.0320.1570.3130.3130.1570.032第六十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一60.0160.0950.2350.3130.2350.07970.0080.0560.1160.2740.2740.11880.0040.0320.0860.1960.2740.13390.0020.0180.0590.1410.2360.138100.0010.0100.0380.1000.1890.118第六十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
n
r01234出口1100.0050.0240.0690.1450.0951200.0020.0160.0460.1070.0731300.0010.0080.0300.0760.05414000.0040.0190.0530.03815000.0020.0120.0360.02816000.0010.0080.0240.018第六十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一由表中可見,當n=5時,即5個塔板體積的流動相進入柱中時,組分就開始從柱口流出。并且呈現(xiàn)先小后大的情況。第六十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一以上是當塔板數(shù)為5時的情況,出現(xiàn)的峰形不對稱,這是由于塔板數(shù)太少的原因。當塔板數(shù)大于50時,峰形就是對稱的。在實際色譜柱中,n值很大(約為106~109
)。所以色譜峰一般為正態(tài)分布。第六十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一(二)柱效能指標:對于一個色譜柱來說,其分離能力(叫柱效能)的大小主要與塔板的數(shù)目有關,塔板數(shù)越多,柱效能越高。色譜柱的塔板數(shù)可以用理論塔板數(shù)和有效塔板數(shù)來表示。第六十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一式中:tR為某組分的保留時間;
Y1/2為某組分色譜峰的半寬度;
Y為色譜峰的峰底寬度。由式可見,柱子的理論塔板數(shù)與峰寬和保留時間有關。保留時間越大,峰越窄,理論塔板數(shù)就越多。柱效能也就越高。1.理論塔板數(shù)n:對于一個柱子下說,其理論塔板數(shù)可由下式計算:第六十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
對于一個柱長固定為L的柱子,其理論塔板高度H為每一個塔板的高度,即組分在柱內(nèi)每達成一次分配平衡所需要的柱長叫理論塔板高度。它越小,也表示柱效能越高。第六十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.有效塔板數(shù)n有效:在以上計算理論塔板數(shù)的式子中使用的是保留時間,它包括了死時間,它與組分在柱內(nèi)的分配無關,因此不能真正反映色譜柱的柱效。為此,引入了有效塔板數(shù)的概念。第六十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一同理有效塔板高度為:第六十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3.塔板理論的特點:(1)當色譜柱長度一定時,塔板數(shù)n
越大(塔板高度H越小),被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多,柱效能則越高,所得色譜峰越窄。
(2)不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同,用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標時,應指明測定物質(zhì)。
(3)柱效不能表示被分離組分的實際分離效果,當兩組分的分配系數(shù)K相同時,無論該色譜柱的塔板數(shù)多大,都無法分離。
第七十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
(4)塔板理論很好的解釋了色譜流出曲線的形狀。存在問題:1)做出了四個與實際不相符的假設忽略了組分在兩相中傳質(zhì)和擴散的動力學過程2)只定性給出塔板高度的概念,卻無法解釋板高的影響因素3)排除了一個重要參數(shù)——流動相的線速度u,因而無法解釋柱效與流速關系更無法提出降低板高的途徑第七十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一三.速率理論——范弟姆特方程式:
塔板理論是一個半經(jīng)驗性的理論。它定性的給出了板高的概念,但不能指出影響板高的因素。速率理論就是在塔板理論的基礎上,給出了影響塔板高度的因素:
第七十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一u為流動相線速度;A,B,C為常數(shù),其中
A—分別表示渦流擴散系數(shù);
B—分子擴散系數(shù);
C—傳質(zhì)阻力系數(shù)(包括液相和固相傳質(zhì)阻力系數(shù))。該式從動力學角度很好地解釋了影響板高(柱效)的各種因素!任何減少方程右邊三項數(shù)值的方法,都可降低H,從而提高柱效。第七十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1)渦流擴散項(A)
在填充柱中,由于受到固定相顆粒的阻礙,組份在遷移過程中隨流動相不斷改變方向,形成紊亂的“渦流”:從圖中可見,因填充物顆粒大小及填充的不均勻性——同一組分運行路線長短不同——流出時間不同——峰形展寬。展寬程度以A表示:A=2dp其中dp—填充物平均直徑;—填充不規(guī)則因子。
可見,使用細粒的固定相并填充均勻可減小A,提高柱效。對于空心毛細管柱,無渦流擴散,即A=0。流動方向第七十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第七十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)分子擴散項(B/u)
縱向分子擴散是由于濃度梯度引起的。當樣品被注入色譜柱時,它呈“塞子”狀分布。隨著流動相的推進,“塞子”因濃度梯度而向前后自發(fā)地擴散,使譜峰展寬。其大小為B=2D—稱為彎曲因子,它表示固定相幾何形狀對自由分子擴散的阻礙情況;D—組分在流動相中的擴散系數(shù)。組份為氣體或液體時,分別以Dg或Dl表示;第七十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一討論:分子量大的組分,Dg小,即B小Dg
隨柱溫升高而增加,隨柱壓降低而減??;流動相分子量大,Dg小,即B?。?/p>
u增加,組份停留時間短,縱向擴散??;(B/u)
對于液相色譜,因Dm
較小,B項可勿略。球狀顆粒;大分子量流動相;適當增加流速;短柱;低溫。第七十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)傳質(zhì)阻力項(Cu)
因傳質(zhì)阻力的存在,使分配不能“瞬間”達至平衡,因此產(chǎn)生峰形展寬。氣相色譜以氣體為流動相,液相色譜以液體為流動相,二者傳質(zhì)過程不完全相同。下面分別作討論。a)氣液色譜:傳質(zhì)阻力項C包括氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cs和液相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cl。第七十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一流動相固液界面固定液組分分子ClCg第七十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一討論:減小填充顆粒直徑dp;采用分子量小的流動相,使Dg增加;減小液膜厚度df,Cl下降。但此時k又減小。因此,當保持固定液含量不變時,可通過增加固定液載體的比表面來降低df。但比表面過大又會因吸附過強使峰拖尾。增加柱溫,可增加Dl,但k值也減小,為保持合適Cl值,應控制柱溫。第八十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一4)流速u
由方程H=A+B/u+Cu知道:當u一定時,僅在A、B、C較小時,H較小,柱效較高;反之則柱效較低,色譜峰將展寬。以u對H作圖,可得H-u曲線(如圖),從該曲線得到:第八十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一板高,H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u板高,H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u第八十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一渦流擴散項A與流速u無關;低流速區(qū)(u小),B/u大,分子擴散項占主導,此時選擇分子量大的氣體如N2和Ar為載氣,可減小擴散,提高柱效;高流速區(qū)(u大),Cu大,傳質(zhì)阻力項占主導,此時選擇分子量小的氣體如H2和He為載氣,可增加擴散系數(shù),提高柱效;
LC的Hmin和uopt均比GC的小一個數(shù)量級,即在
LC中,較低流速可獲得較大的柱效。
曲線的最低點對應最佳線速uopt()下的最小板高Hmin();第八十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
§2-3色譜分離條件的選擇一、分離度(resolution)相鄰兩色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬度平均值之比,用R表示。分離度可以用來作為衡量色譜峰分離效能的指標。★R越大,表明兩組分分離效果越好★保留值之差取決于固定液的熱力學性質(zhì)★色譜峰寬窄反映色譜過程動力學因素及柱效能高低 第八十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一色譜分離中的四種典型情況①分離效果差,柱效低,選擇性()低②完全分離,柱效高,峰窄,選擇性()低;③完全分離,選擇性()增加,柱效低,峰寬④完全分離,柱效高,選擇性()好第八十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
對于峰形對稱且滿足正態(tài)分布的色譜峰:R=1,分離程度為98%;R=1.5,分離程度可達99.7%。所以R=1.5時可認為色譜峰已完全分開。第八十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
二、色譜分離基本方程 設兩相鄰峰的峰寬相等,即Y1=Y2,則
又知第八十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一另稱為柱效項;稱為柱選擇項;容量因子項。相對保留因子第八十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一有關色譜方程的討論:1)分離度R與柱效的關系分離度R與理論塔板數(shù)n有關,即R受熱力學性質(zhì)的影響。對具一定相對保留值的物質(zhì)對,R與有效塔板數(shù)neff有關,說明neff可正確代表柱效能。由色譜方程可得:因此可通過增加柱長提高分離度。然而,分析時間也相應增加,且峰寬也展寬!為提高柱效,用減小塔板高度H的方法比增加柱長更有效。第八十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)分離度R與保留因子的關系越大,柱選擇性越好,對分離有利。的微小變化可引起R較大改變。如,當從1.01增加至1.10(增加9%)時,R則增加9倍(但>1.5,R增加不大)。改變的方法有:降低柱溫、改變流動相及固定相的性質(zhì)和組成。第九十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)分離度R分配比k的關系
k增加,分離度R增加,但當k>10,則R的增加不明顯。通常k在2~10之間。改變k的方法有:適當增加柱溫(GC)、改變流動相性質(zhì)和組成(LC)以及固定相含量。第九十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
例題:設有一對物質(zhì),其r2,1=α=1.15,要求在Heff=0.1cm的某填充柱上得到完全分離,試計算至少需要多長的色譜柱?解:要實現(xiàn)完全分離,R≈1.5,故所需有效理論塔板數(shù)為:
使用普通色譜柱,有效塔板高度為0.1cm,故所需柱長應為:第九十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一例:兩物質(zhì)A和B在30cm長的色譜柱上的保留時間分別為16.4和17.63min,有一不與固定相作用的物質(zhì),其在此柱上的保留時間為1.30min。物質(zhì)A和B的峰底寬分別為1.11和1.21min。試問:1)柱分辨率R;2)柱平均理論塔板數(shù)nav3)平均塔板高度Hav4)若要求R達到1.5,則柱長至少應為多少?5)使用上述較長的柱進行分析時,其分析時間為多長?第九十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1)柱分辨率R;第九十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)柱平均理論塔板數(shù)nav第九十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)平均塔板高度Hav第九十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一44)若要求R達到1.5,則柱長至少應為多少?第九十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一5)使用上述較長的柱進行分析時,其分析時間為多長?第九十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
三、色譜條件的選擇 1、載氣流速的選擇(與分析時間、柱效有關)
實際工作中,為了縮短分析時間,常使流速稍高于最佳流速。第九十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2、柱溫的選擇柱溫是影響分離的最重要的因素。其變化應小±0.xoC。選擇柱溫主要是考慮樣品待測物沸點和對分離的要求。柱溫通常要等于或略高于樣品的平均沸點(分析時間20-30min);對寬沸程的樣品,應使用程序升溫方法。第一百頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一恒溫:45oC程序升溫:30~180oC恒溫:145oC溫度低,分離效果較好,但分析時間長程序升溫,分離效果好,且分析時間短溫度高,分析時間短,但分離效果差程序升溫與恒溫對分離的影響比較第一百零一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
3、固定液與擔體的選擇(與相比有關)由實驗手冊查出參考值,再由實驗選擇。4、汽化室與檢測室溫度(與被測對象的利用度有關)汽化溫度、檢測室溫度高于柱溫30-70度。5、進樣量:(與柱容量有關)根據(jù)擔液比及柱子形式?jīng)Q定進樣量,進樣方式為柱塞進樣。
第一百零二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
§2-4固定相及其選擇一、固定相的類型:吸附劑型固定相
固定相{
擔體+固定液型固定相常用吸附劑型固定相有:
第一百零三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
常用擔體+固定液型固定相中:常用擔體有:1、紅色擔體:(101型擔體)
特點是:表面空隙小、比表面積大、機械強度高、擔液能力強、表面有吸附中心。2、白色擔體:(6201型擔體)特點是:表面空隙較大、比表面積較小、機械強度較差、擔液能力中、表面無吸附中心。3、非硅藻土型擔體:聚合氟塑料擔體、玻璃微球擔體、高分子微球擔體等。
特點是:表面空隙適中、比表面積適中、機械強度較強、耐高溫、耐強腐蝕、價格偏高。硅藻土型擔體用前要預處理:酸洗、堿洗、硅烷化。第一百零四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
二、固定液的類型:
第一百零五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
三、固定液的極性:固定液與待測化合物之間的作用力主要屬定向力、誘導力、色散力、氫鍵力等弱相互作用為主,所以固定相的極性對分離過程非常重要,固定相極性用相對極性P的公式表示:規(guī)定:β,β’-氧二丙腈固定液的P=100、角鯊烷固定液的P=0、測試標樣為環(huán)己烷-苯
第一百零六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
按P的數(shù)值將固定液的極性以20間隔分為五級:
0~20為0~+1,稱非極性固定液;
20~40為+1~+2,稱弱極性固定液;
40~60為+2~+3,稱中極性固定液;
80~100為+4~+5,稱強極性固定液;
固定液的極性與待測組分極性的選擇原則為:“相似相溶原理”
第一百零七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
四、固定液選擇示例
第一百零八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
第一百零九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
§2-5氣相色譜檢測器一、氣相色譜檢測器的類型氣相色譜檢測器根據(jù)響應原理的不同可分為濃度型檢測器和質(zhì)量型檢測器兩類。濃度型檢測器:測量的是載氣中某組分瞬間濃度的變化,即檢測器的響應值和組分的瞬間濃度成正比。如熱導池檢測器(TCD)和電子捕獲檢測器(ECD)。質(zhì)量型檢測器:測量的是載氣中某組分質(zhì)量比率的變化,即檢測器的響應值和單位時間進入檢測器的組分質(zhì)量成正比。如氫火焰離子化檢測器(FID)和火焰光度檢測器(FPD)。
第一百一十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1.熱導檢測器(TCD)TCD是一種應用較早的通用型檢測器,又稱導熱析氣計?,F(xiàn)仍在廣泛應用。第一百一十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
1.特點2.結(jié)構3.檢測原理4.影響因素及注意事項
第一百一十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1.特點:濃度型檢測器
優(yōu)點:
1)通用型,應用廣泛
2)結(jié)構簡單
3)穩(wěn)定性好
4)線性范圍寬
5)不破壞組分,可重新收集制備
缺點:與其他檢測器比靈敏度稍(因大多數(shù)組分與載氣熱導率差別不大)第一百一十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.熱導檢測器的結(jié)構池體(一般用不銹鋼制成)
熱敏元件:電阻率高、電阻溫度系數(shù)大、且價廉易加工的鎢絲、錸鎢絲制成。參考臂:僅允許純載氣通過,通常連接在進樣裝置之前。
測量臂:需要攜帶被分離組分的載氣流過,則連接在緊靠近分離柱出口處。第一百一十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3.檢測原理
平衡電橋,右圖。不同的氣體有不同的熱導系數(shù)。鎢絲通電,加熱與散熱達到平衡后,兩臂電阻值:
R參=R測
;R1=R2
則:R參·R2=R測·R1
無電壓信號輸出;記錄儀走直線(基線)。
第一百一十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一進樣后:
載氣攜帶試樣組分流過測量臂而這時參考臂流過的仍是純載氣,使測量臂的溫度改變,引起電阻的變化,測量臂和參考臂的電阻值不等,產(chǎn)生電阻差,R參≠R測
則:R參·R2≠R測·R1
這時電橋失去平衡,a、b兩端存在著電位差,有電壓信號輸出。信號與組分濃度相關。記錄儀記錄下組分濃度隨時間變化的峰狀圖形。第一百一十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一影響TCD靈敏度的因素及注意事項:1)橋電流i:i
增加——熱敏元件溫度增加——元件與池體間溫差增加——氣體熱傳導增加——靈敏度增加。但i
過大,熱敏元件壽命下降。電流通常選擇在100~200mA之間(N2作載氣,100~150mA;H2作載氣,150~200mA)。先通載氣,再給橋流
2)池體溫度:池體溫度低,與熱敏元件間溫差大,靈敏度提高。但溫度過低,可使試樣凝結(jié)于檢測器中。通常池體溫度應高于柱溫。第一百一十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)載氣種類:載氣與試樣的熱導系數(shù)相差越大,則靈敏度越高。通常選擇熱導系數(shù)大的H2和He作載氣。用N2作載氣,熱導系數(shù)較大的試樣(如甲烷)可出現(xiàn)倒峰。λ載>λ組,出正峰
λ載=λ組,不出峰
λ載<λ組,出倒峰
λH2>λHe>λN2——選氫氣做載氣第一百一十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一4)熱敏元件阻值:阻值高、電阻溫度系數(shù)大(隨溫度改變,阻值改變大,或者說熱敏性好)的熱敏元件,其靈敏度高。綜述:較大的橋電流、較低的池體溫度、低分子量的載氣以及具有大的電阻溫度系數(shù)的熱敏元件可獲得較高的靈敏度。第一百一十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一注意事項(1)濃度型檢測器,A∝1/u,以A定量,應保持u一定(峰面積定量依據(jù))(2)熱導池的死體積大,靈敏度低。第一百二十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1979年,出現(xiàn)了一種高靈敏度、基線漂移小、平衡時間短的“調(diào)制式單絲熱導檢測器:將參比氣(載氣)和樣品、載氣混合氣交替(10Hz)導入微型陶瓷熱導池(5L)中,從而產(chǎn)生10Hz的交變信號,該信號正比于熱導系數(shù)的差。因為放大器只檢測頻率為10Hz的信號,因此可克服熱噪聲的干擾。第一百二十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.氫火焰離子化檢測器(FID)又稱氫焰離子化檢測器。主要用于可在H2-Air火焰中燃燒的有機化合物(如烴類物質(zhì))的檢測。第一百二十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一原理:含碳有機物在H2-Air火焰中燃燒產(chǎn)生碎片離子,在電場作用下形成離子流,根據(jù)離子流產(chǎn)生的電信號強度,檢測被色譜柱分離的組分。結(jié)構:主體為離子室,內(nèi)有石英噴嘴、發(fā)射極(極化極,此圖中為火焰頂端)和收集極。第一百二十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百二十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一工作過程:來自色譜柱的有機物與H2-Air混合并燃燒,產(chǎn)生電子和離子碎片,這些帶電粒子在火焰和收集極間的電場作用下(幾百伏)形成電流,經(jīng)放大后測量電流信號(10-12A)。第一百二十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一火焰離子化機理:有關機理并不十分清楚,但通常認為是化學電離過程:有機物燃燒產(chǎn)生自由基,自由基與O2作用產(chǎn)生正離子,再與水作用生成H3O+。以苯為例:
C6H6——CH·自由基
CH·+O*——CHO++eCHO++H2O——H3O++CO在電場作用下,正離子和電子被收集到兩極,產(chǎn)生電流。第一百二十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一影響FID靈敏度的因素:1)載氣和氫氣流速:通常以N2為載氣,其流速主要考慮其柱效能。但也要考慮其流速與H2流速相匹配。一般N2:H2=1:1~1:1.5;2)空氣流速:流速越大。靈敏度越大,到一定值時,空氣流速對靈敏度影響不大。一般地,H2:Air=1:10。第一百二十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3)極化電壓:在50V以下時,電壓越高,靈敏度越高。但在50V以上,則靈敏度增加不明顯。通常選擇100~
300V的極化電壓。4)操作溫度:不是主要影響因素,80~200℃,靈敏度幾乎相同。第一百二十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一5)為質(zhì)量型檢測器,色譜峰高取決于單位時間內(nèi)引入檢測器中組分的質(zhì)量。在樣品量一定時,峰高與載氣流速成正比。因此在用峰高定量時,應控制流速恒定!6)對無機物、永久性氣體和水基本無響應,因此FID特別適于水中和大氣中痕量有機物分析或受水、N和S的氧化物污染的有機物分析。第一百二十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一7)對含羰基、羥基、鹵代基和胺基的有機物靈敏度很低或根本無響應。8)樣品受到破壞。第一百三十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一FID特點:1)靈敏度高(~10-13g/s);2)線性范圍寬(~107數(shù)量級);3)噪聲低;4)耐用且易于使用;第一百三十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3.電子捕獲檢測器(ECD)ECD主要對含有較大電負性原子的化合物響應。它特別適合于環(huán)境樣品中鹵代農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯等微量污染物的分析。第一百三十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百三十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一原理及工作過程:從色譜柱流出的載氣(N2)被ECD內(nèi)腔中的
放射源電離,形成次級離子和電子(此時電子減速),在電場作用下,離子和電子發(fā)生遷移而形成電流(基流)。當含較大電負性有機物被載氣帶入ECD內(nèi)時,將捕獲已形成的低速自由電子,生成負離子并與載氣正離子復合成中性分子,此時,基流下降形成“倒峰”。第一百三十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百三十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一4.火焰光度檢測器(FPD)
FPD是對含S、P化合物具有高選擇性和高靈敏度的檢測器。因此,也稱硫磷檢測器。主要用于SO2、H2S、石油精餾物的含硫量、有機硫、有機磷的農(nóng)藥殘留物分析等。第一百三十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一FPD結(jié)構:噴嘴+濾光片+光電管。第一百三十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一>濾光片放大器記錄儀光電管石英窗H2Air載氣+組分出口第一百三十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一原理:待測物在低溫H2-Air焰中燃燒產(chǎn)生S、P化合物的分解產(chǎn)物被激發(fā)并發(fā)射特征分子光譜。測量光譜的強度則可進行定量分析。第一百三十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一含S、P化合物在氫焰中的變化過程如下:RS+Air+O2→SO2+CO2SO2+8H→2S+4H2OS+S→S2*→S2+hν第一百四十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百四十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一5.氮磷檢測器(NPD)氮磷檢測器也叫熱離子檢測器(TID)。NPD的結(jié)構與FID類似,只是在H2-Air焰中燃燒的低溫熱氣再被一硅酸銣電熱頭加熱至600~800oC,從而使含有N或P的化合物產(chǎn)生更多的離子。產(chǎn)生離子的機理目前仍不清楚。第一百四十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一NPD的特點:1)對含N、P化合物的具有選擇性:對P的響應是對N的響應的10倍,是對C原子的104-106倍。第一百四十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)靈敏度高:與FID對P、N的檢測靈敏度相比,NPD分別是FID的500倍(對P);50倍(對N)。第一百四十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一二、檢測器的性能指標:理想的檢測器應具有的條件:1)適合的靈敏度:對一些組分十分靈敏,而對其它則不,其間應相差達107倍;2)穩(wěn)定、重現(xiàn)性好;3)線性范圍寬,可達幾個數(shù)量級;4)可在室溫到400℃下使用;第一百四十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一5)響應時間短,且不受流速影響;6)可靠性好、使用方便、對無經(jīng)驗者來說足夠安全;7)對所有待測物的響應相似或可以預測這種響應;8)選擇性好;9)不破壞樣品。但任何檢測器都不可能同時滿足上述所有要求。第一百四十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百四十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1.靈敏度S
以一系列已知濃度或質(zhì)量的組分對響應信號作圖,得到校正曲線,該曲線的斜率k即為靈敏度S。實際工作中可從色譜圖直接求得靈敏度。第一百四十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一對于濃度型:Sc—靈敏度(mVmL/mg);A—峰面積(cm2);qvo—校正到檢測器溫度和大氣壓時的載氣流量(mL/min);m—進樣量(mg)第一百四十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一對于質(zhì)量型:Sm—靈敏度(mV·s/g);m—進入檢測器的樣品量(g)第一百五十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.檢測限,D
與通用的檢測限表示方法相同,即注意:檢測限不僅決定于靈敏度,而且受限于噪聲,即檢測限是衡量檢測器或儀器性能的綜合指標。第一百五十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
3、最小檢出量帶入4、響應時間5、線性范圍
第一百五十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一§2-6氣相色譜定性方法一、樣品預處理
GC分析對象是在氣化室溫度下能生成氣態(tài)的物質(zhì)。為保護色譜柱、降低噪聲、防止生成新物質(zhì)(雜峰),需要在進樣前對樣品進行處理。
第一百五十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1)水、乙醇和可能被柱強烈吸附的極性物質(zhì)——柱效下降,需除去。2)非揮發(fā)成份——會產(chǎn)生噪聲,同時慢慢分解——產(chǎn)生雜峰。3)穩(wěn)定性差的組分——生成新物質(zhì)——雜峰。第一百五十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一二、定性方法1、用已知物對照定性該法是基于在一定操作條件下,各組分保留時間是一定值的原理。具體做法:1)分別以試樣和標準物進樣分析——各自的色譜圖;2)對照:如果試樣中某峰的保留時間和標樣中某峰重合,則可初步確定試樣中含有該物質(zhì)。3)也可通過在樣品中加入標準物,看試樣中哪個峰增加來確定。第一百五十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百五十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2.據(jù)經(jīng)驗式定性碳數(shù)規(guī)律:在一定溫度下,同系物的調(diào)整保留時間tR’的對數(shù)與分子中碳數(shù)n成正比:lgtR’=An+C(n3)如果知道兩種或以上同系物的調(diào)整保留值,則可求出常數(shù)A和C。未知物的碳數(shù)則可從色譜圖查出tR’后,以上式求出n。
第一百五十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3.
據(jù)相對保留值
ri,s定性:
用保留值定性要求兩次進樣條件完全一致,這是比較困難的。而用ri,s定性,則只要溫度一定即可。具體做法:在樣品和標準中分別加入同一種基準物
s,將樣品的ri,s和標準物的ri,s相比較來確定樣品中是否含有i組分。第一百五十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一4.保留指數(shù)定性該指數(shù)定性的重現(xiàn)性最佳。當固定液和柱溫一定時,定性可不需要標準物。
利用此式求出未知物保留指數(shù)Ix,然后與文獻值對照。第一百五十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一設正構烷烴的保留指數(shù)為碳數(shù)100。測定時,將碳數(shù)為n和n+1的正構烷烴加入到樣品x中進行色譜分析,此時測得這三個物質(zhì)的調(diào)整保留值分別為:tr’(Cn),tr’(x)和tr’(Cn+1),且待測物x的調(diào)整保留值介于兩個烷烴之間。第一百六十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一第一百六十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一[例]乙酸正丁酯在阿皮松L柱上進行分析(柱溫100℃)。由圖中測得調(diào)整保留時間為:乙酸正丁酯310.0mm,正庚烷174.Omm,正辛烷373.4mm,求乙酸正下酯的保留指數(shù)。
解:已知n=7即乙酸正丁酯的保留指數(shù)為775.6。在與文獻值對照時,一定要重視文獻值的實驗條件,如固定液、柱溫等。而且要用幾個已知組分進行驗證。第一百六十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一5.雙柱或多柱定性可克服在一根柱上,不同物質(zhì)可能出現(xiàn)相同的保留時間的情況。6.與其它方法結(jié)合定性如GC-MS,GC-IR第一百六十三頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
§2-7氣相色譜定量法GC分析是根據(jù)檢測器對待測物的響應(峰高或峰面積)與待測物的量成正比的原理進行定量的。因此必須準確測定峰高h或峰面積A。
mi=fi′?Ai第一百六十四頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一一.峰面積A的測量:hh第一百六十五頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1.對稱峰:峰高h與半峰寬的積:A=1.065hY1/22.不對稱峰:峰高與平均峰寬的積:A=1/2h(Y0.15+Y0.85)3.此外,可以以保留時間或距離代替峰寬或峰高的測量。4、電子積分法第一百六十六頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一二.定量校正因子由于檢測器對不同物質(zhì)的響應不同,所以兩個相等量的物質(zhì)得不出相等峰面積。或者說,相同的峰面積并不意味著相等物質(zhì)的量。
因此,在計算組分的量時需將面積乘上一個換算系數(shù),使組分的面積轉(zhuǎn)換成相應物質(zhì)的量。即必須將峰面積A乘上一個換算系數(shù)進行“校正”。第一百六十七頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一1)絕對校正因子mi=fi′Ai
或fi′=mi/Ai通過此式可得到待測物單位峰面積對應的該物質(zhì)的量。第一百六十八頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一2)相對校正因子fi
用一個物質(zhì)作標準,用相對校正因子將所有待測物的峰面積校正成相對于這個標準物質(zhì)的峰面積,使各組分的峰面積與其質(zhì)量的關系有一個統(tǒng)一的標準進行折算。第一百六十九頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一采用的標準物因檢測器不同而不同:TCD——苯;FID——正庚烷.第一百七十頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一3).相對校正因子的測量準確稱取被測物與標準物,混合后進樣。從所得色譜圖分別求出它們的峰面積,然后通過前述公式計算校正因子(省去“相對”二字)。必須注意:校正因子只與試樣、標準物和檢測器類型有關,與其它所有條件無關!可以查表得到。第一百七十一頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
4).校正因子的應用:在色譜分析中,將各組分的峰面積乘以相對校正因子后,就將樣品中各組分的峰面積校正成相當于標準物質(zhì)的峰面積。這樣一來,對于相同量的不同組分,其計算后的峰面積就是相同的了。所以就可以用峰面積來計算待測組分的含量了。第一百七十二頁,共一百八十九頁,編輯于2023年,星期一
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