仪器分析习题及答案.ppt

2 4气相色谱固定相及其选择 一 气液色谱固定相载体 担体 和固定液组成气液色谱固定相1 载体 担体 l 对载体的要求具有足够大的表面积和良好的孔穴结构 使固定液与试样的接触面较大 能均匀地分布成一薄膜 但载体表面积不宜太大 否则犹如吸附剂 易造成峰拖尾 表面呈化学惰性 没有吸附性或吸附性很弱 更不能与被测物起反应 热稳定性好 形状规则 粒度均匀 具有一定机械强度 2 载体类型大致可分为硅藻土和非硅藻土两类 硅藻土载体是目前气相色谱中常用的一种载体 它是由称为硅藻的单细胞海藻骨架组成 主要成分是二氧化硅和少量无机盐 根据制造方法不同 又分为 红载体和白色载体 红色载体是将硅藻土与粘合剂在900 煅烧后 破碎过筛而得 因铁生成氧化铁呈红色 故称红色载体 其特点是表面孔穴密集 孔径较小 比表面积较大 对强极性化合物吸附性和催化性较强 如烃类 醇 胺 酸等极性化合物会因吸附而产生严重拖尾 因此它适宜于分析非极性或弱极性物质 白色载体是将硅藻土与20 的碳酸钠 助熔剂 混合煅烧而成 它呈白色 比表面积较小 吸附性和催化性弱 适宜于分析各种极性化合物 101 102系列 英国的Celite系列 英国和美国的Chromosorb系列 美国的Gas ChromA CL P Q S Z系列等 都属这一类 非硅藻土载体有有机玻璃微球载体 氟载体 高分子多孔微球等 这类载体常用于特殊分析 如氟载体用于极性样品和强腐蚀性物质HF Cl2 等分析 但由于表面非浸润性 其柱效低 3 载体的表面处理硅藻土载体表面不是完全惰性的 具有活性中心 如硅醇基 或含有矿物杂质 如氧化铝 铁等 使色谱峰产生拖尾 因此 使用前要进行化学处理 以改进孔隙结构 屏蔽活性中心 处理方法有酸洗 碱洗 硅烷化及添加减尾剂等 i 酸洗 用3 6mol cm 3盐酸浸煮载体 过滤 水洗至中性 甲醇淋洗 脱水烘干 可除去无机盐 Fe Al等金属氧化物 适用于分析酸性物质 ii 碱洗 用5 或10 NaOH的甲醇溶液回流或浸泡 然后用水 甲醇洗至中性 除去氧化铝 用于分析碱性物质 iii 硅烷化 用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应 使生成硅烷醚 以除去表面氢键作用力 如 常用硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷 DMCS 六甲基二硅烷胺 HMDS 等 2 固定液 l 挥发性小 避免流失 2 热稳定性好 3 对试样各组分有适当的溶解能力 4 选择性好 固定液的选择性可用相对调整保留值 2 1 来衡量 对于填充柱一般要求 2 1 1 15 对于毛细管柱 2 1 1 08 5 化学稳定性好 1 固定液的要求 气液色谱可选择的固定液有几百种 按固定液的极性和化学类型分类 可用固定液的极性和特征常数 罗氏常数和麦氏常数 表示 2 固定液的分类 3 固定液的选择 相似相溶 原则 i 分离非极性物质 一般选用非极性固定液 这时试样中各组分按沸点次序流出 沸点低的先流出 沸点高的后流出 ii 分离极性物质 选用极性固定液 试样中各组分按极性次序分离 极性小的先流出 极性大的后流出 iii 分离非极性和极性混合物 一般选用极性固定液 这时非极性组分先流出 极性组分后流出 vi 分离能形成氢键的试样 一般选用极性或氢键型固定液 试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先后流出 不易形成氢键的先流出 最易形成氢键的最后流出 v 复杂的难分离物质 可选用两种或两种以上混合固定液 对于样品极性情况未知的 一般用最常用的几种固定液做试验 2 5 气相色谱检测器 气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质量转换成电信号的装置 根据检测原理的不同 可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种 l 浓度型检测器测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化 即检测器的响应值和组分的浓度成正比 如热导检测器和电子捕获检测器 2 质量型检测器测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化 即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比 如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等 概念 表示方法及计算公式汇总 表 1 表 2 例2 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 例2 2 在一定条件下 如果n 3600 两个组分的保留时间分别为12 2s和12 8s 计算分离度 例2 2 在一定条件下 如果n 3600 两个组分的保留时间分别为12 2s和12 8s 计算分离度 解 分离度 练习 1 用一根2m长色谱柱将组分A B分离 实验结果如下 空气保留时间30s A峰保留时间230s B峰保留时间250s B峰底宽25s 求 色谱柱的理论塔板数n A B各自的分配比 相对保留值r2 1 两峰的分离度R 若将两峰完全分离 柱长应该是多少 2 已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A 0 08cm B 0 65cm2 s C 0 003s 求最佳线速度u和最小塔板高H 3 已知某色谱柱的理论塔板数为3600 组分A和B在该柱上的保留时间为27mm和30mm 求两峰的峰半宽和分离度