分离操作条件的选择

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1、第十八章气相色谱分析法一、分离度resolution二、载气种类和流速的选择classificationofcarriergasandchoiceofflowrate三、色谱柱及使用条件的选择chromatographiccolumnsandchoiceofoperatingcondition四、其它操作条件的选择choiceofotheroperatingcondition第三节分离操作条件的选择gaschromatographicanalysis,GCchoiceofchromatogra

2、phicoperatingcondition2021/8/4一、分离度塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分离程度。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素；区域宽度──色谱过程的动力学因素。色谱分离中的四种情况如图所示：AB2021/8/4讨论：色谱分离中的四种情况的讨论：①柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离；②△K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；③柱效较低，，△K较大,但分离

3、的不好；④△K小，柱效低，分离效果更差。AB2021/8/4分离度的表达式：R=0.8：两峰的分离程度可达89%；R=1：分离程度98%；R=1.5：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。2021/8/4令W(2)=W(1)=Wb（相邻两峰的峰底宽近似相等），引入相对保留值和塔板数，可导出下式：分离度与柱效能及相对保留值的关系：2021/8/4分离度R与柱效能n，相对保留值r21，容量因子k的关系：（A）（B）（C）2021/8/4讨论：（1）分离度与柱效分离度与柱效的平方根成正比。固定相一定，

4、r21一定时，增加柱效（通过增加柱长），可提高分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间长。2021/8/4增加柱长对分离度的影响2021/8/4（2）分离度与r21增大r21是提高分离度的最有效方法，计算可知，在相同分离度下，当r21增加一倍，需要的n有效减小10000倍。增大r21的最有效方法是选择合适的固定液。2021/8/4（3）分离度与k的关系k=2~102021/8/4例题1：在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R=1.5。计算需要多少块有效

5、塔板。若填充柱的塔板高度为0.1cm，柱长是多少？解：r21=100/85=1.18n有效=16R2[r21/(r21—1)]2=16×1.52×(1.18/0.18)2=1547（块）L有效=n有效·H有效=1547×0.1=155cm即柱长为1.55米时，两组分可以得到完全分离。2021/8/4二、载气种类和流速的选择classificationofcarriergasandchoiceofflowrate1.载气种类的选择载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。

6、载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。2021/8/42.载气流速的选择由图可见存在最佳流速（uopt）。实际流速通常稍大于最佳流速，以缩短分析时间，提高柱效。2021/8/4三、色谱柱及使用条件的选择chromatograph

7、iccolumnsandchoiceofoperatingcondition1.固定相的选择气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。②分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。2021/8/4③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性

8、的固定液。⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。2021/8/42.柱温的确定首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。柱温升高，色谱峰变窄变高，分离度下降。柱温↑，被测组分的挥发度↑，即被测组分在气相中的浓度↑，K↓，tR↓，低沸点组份峰易产生重叠。柱温↓，分离度↑，分析时间↑。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的