现代分析检测技术第1章色谱分析法.ppt

第 1 章 色 谱 分 析 法 本章教学基本要求 1.1.2 色谱法特点与分类 液相色谱 1.1.3 气相色谱基本原理与分离过程 气相色谱分离过程 分配系数K 4. 区域宽度 1.2.1 色谱基本关系式 　 而速率理论主要描述了色谱峰宽度，组分在色谱柱中的扩散和运行速度等问题，是色谱的动力学行为。 因此塔板理论和速率理论是从两个方面描述一个较完整的分离行为。除了塔板理论和速率理论之外，还有非平衡理论和质量理论。本节只讨论塔板理论和速率理论。 色谱柱可由许多假设的塔板组成，在每块塔板内，一部分空间为涂在担体上的液相占据，另一部分空间被载气（气相）所占据，载气所占据的空间称为板体积ΔV。当欲分离的组分随载气进入色谱柱后，就在两相间进行分配。由于流动相在不停地移动，组分就在塔板间隔的气-液两相间不断地达到分配平衡。 塔板理论假定： （1）在每块塔板上，组分在两相间的分配平衡是瞬间完成的。每次分配平衡所需要的一段柱长称为理论塔板高度，用H表示。 （2）载气进入色谱柱，不是连续的，而是脉冲式的，每次进气为一个板体积ΔV。 （3）试样开始时都加在第0号塔板上，而且试样沿色谱柱方向的扩散（纵向扩散）可忽略不计。 （4）在所有的塔板上，组分在两相中的分配系数K（或分配比k）是常数 由于死时间tM(或死体积VM)的存在，它包括在tR（或VR）中，而tM(或VM)不参加柱内的分配，因此尽管计算出来的n很大，H很小，但色谱柱表现出来的实际分离效能却并不好，特别是对流出色谱较早（tR较小）的组分更为突出。需引入有效塔板数和有效塔板高度： 塔板理论的特点和不足： 总结：塔板理论能解释 ①色谱流出曲线的形态（呈正态分布）; ②浓度极大点的位置（t=tR）； ③计算评价柱效能等方面都取得了成功. 1.2.3 速率理论-影响柱效的因素 2.分子扩散项--B 5. 速率理论的要点 色谱分离中的四种情况如图所示： 分离度的表达式： 上面方程式称为色谱分离基本方程式，它表明R随体系的热力学性质（r21和k）的改变而变化，也与色谱柱的条件（n）改变有关。就此色谱分离基本方程式讨论以下问题： 增加柱长可以增大分离度，但增加柱长，使各组分的保留时间增长，延长了分析时间并使峰产生扩展，因此在达到一定分离度条件下应使用短一些的色谱柱。 除增加柱长外，增加n值的另一个办法是减小塔板高度H值，这就意味着应制备一根性能优良的色谱柱,并在最优化的条件下进行操作。 使分配比k值改变的方法有： 改变柱温和改变相比，改变柱温影响分配比而使k值改变；改变相比β包括改变固定相体积及柱的死体积VM。 例题1： 气相色谱仪 净化干燥器是提高载气的纯度。净化干燥器中通常装有4A或5A分子筛、硅胶，活性炭等，可除去水蒸气或氧气等杂质。 一般来说气相色谱法用的载气纯度要求在99.99%以上。 (1)气化室 气化室（也叫样品注射室），其作用是将液体试样（固体试样一般转化为液体试样）瞬间气化为蒸气. （2）液体进样 液体进样一般用1、2、5、10、50μL微量注射器进样，重复性为2.0%。现代的气相色谱仪有自动进样器，由计算控制。 5.温度控制系统 温度是气相色谱分析的重要操作参数之一，它直接影响到色谱柱的选择性，分离效果以及检测器的灵敏度和稳定性。由于气化室，色谱柱和检测器的温度各具有不同的作用，因此要求仪器具有三种不同的独立温度控制。 气化室温度的控制是为了保证液体试样在瞬间气化而不发生分解。 检测室温度的控制是为了保证被分离后的组分通过时不被冷凝。 柱温是色谱分离的重要操作参数 1.3.2 气相色谱固定相 气固色谱固定相 表 气固色谱法常用的几种吸附剂及其性能 气固色谱固定相的特点 担体有硅藻土担体和非硅藻土担体 表 气相色谱常用固定液 (4)固定液分类方法 1.3.3 气相色谱检测器 （2）检出限D： 2.热导检测器（ themal conductivity detector TCD） （2）检测原理 （3）影响热导检测器灵敏度的因素 ⑤热导池的死体积影响：一般热导池的死体积较大，因此灵敏度较低，这是热导池检测器的主要缺点。 为了提高检测器灵敏度，并能在毛细管气相色谱仪上使用，应使用具有微型池体（2.5μL）的热导池。 (2) 氢焰检测器的结构 （4）影响氢焰检测器灵敏度的因素 6.具有定性功能的检测器（联用技术） (3) 柱长和柱内径的选择 （4）柱温的选择 柱温是一个重要的操作参数，同时又 是一个复杂的因