第四章 色谱理论基础.ppt

色谱分析法 色谱理论基础 一、气相色谱流出曲线 （2）用体积表示的保留值 3. 相对保留值r21 4. 区域宽度 二、容量因子与分配系数 三、塔板理论-柱分离效能指标 有效塔板数和有效塔板高度 塔板理论的特点和不足： 四、 速率理论-影响柱效的因素 1. 涡流扩散项－A 2. 分子扩散项—B 3.传质阻力项— C 4. 载气流速与柱效-最佳流速 5. 速率理论的要点 五、 分离度 分离度的表达式： 例题1： 例题2： 定性 据经验式定性 碳数规律：在一定温度下，同系物的调整保留时间tr’的对数与分子中碳数n成正比： lgtr’=An+C (n?3) 如果知道两种或以上同系物的调整保留值，则可求出常数A和C。未知物的碳数则可从色谱图查出tr’后，以上式求出n。 保留指数定性 该指数定性的重现性最佳。当固定液和柱温一定时，定性可不需要标准物。  设正构烷烃的保留指数为碳数?100。测定时，将碳数为n 和n+1的正构烷烃加入到样品 x 中进行色谱分析，此时测得这三个物质的调整保留值分别为：tr’(Cn)，tr’(x)和tr’(Cn+1)，且待测物x的调整保留值介于两个烷烃之间。 定性 据相对保留值 ri,s 定性： 用保留值定性要求两次进样条件完全一致，这是比较困难的。而用ri,s定性，则只要温度一定即可。 具体做法： 在样品和标准中分别加入同一种基准物 s，将样品的ri,s和标准物的ri,s相比较来确定样品中是否含有 i 组分。 ［例］乙酸正丁酯在阿皮松L柱上进行分析（柱温100℃）。由图中测得调整保留时间为：乙酸正丁酯310.0mm，正庚烷174.0 mm，正辛烷373.4 mm，求乙酸正丁酯的保留指数。 解： 已知n=7 与其它方法结合的定性分析方法: 1) 与化学方法配合进行定性分析 带有某些官能团的化合物，经一些特殊试剂处理，发生物理变化或化学反应后，其色谱峰将会消失或提前或移后，比较处理前后色谱图的差异，就可以初步辨认试样含有哪些官能团。 2)与质谱、红外光谱等仪器联用 较复杂的混合物经色谱柱分离为单组分，再利用质谱、红外光谱或核磁共振等仪器进行定性鉴定。 色谱—质谱联用技术，必须解决的主要问题有两大方面： ①是如何实现接口，降低压力使色谱柱的出口与质谱的进样系统连接，达到两部分速度的匹配； ②是必须除去色谱中大量的流动相分子。  气相色谱—质谱联用技术——这项技术是20世纪50年代后期才开始研究的，到60年代已经成熟并出现了商品化仪器。目前，它已成为最常用的一种联用技术。GC是在常压下工作，而MS是在高真空下工作，因此，必须有一个连接装置，将色谱柱流出的载气除去，使压强降低，样品分子进入离子室。这个连接装置叫做分子分离器。目前一般使用喷射式分子分离器 载气带着组分气体，一起从色谱柱流出，经过一小孔加速喷射进入分离器的喷射腔中，分离器进行抽气减压，由于载气分子量小，扩散速度快，经喷咀后，很快扩散开来并被抽走。而组分气体分子的质量大，扩散速度慢，依靠其惯性运动，继续向前运动而进入捕捉器中。必要时使用多次喷射，经分子分离器后，50%以上的组分分子被浓缩并进入离子源中，而压力也降至约1.3×10-2Pa。 ????如果是毛细管色谱，由于毛细管柱的流量极小，可以不必经过分子分离器而直接进入离子源。  7.利用检测器的选择性进行定性分析 不同类型的检测器对各种组分的选择性和灵敏度不相同。 如：热导检测器对无机物和有机物都有响应，但灵敏度较低； 氢火焰离子化检测器对有机物灵敏度高，而对无机气体、水分、二硫化碳等响应很小，甚至无响应； 火焰光度检测器只对含磷、含硫的化合物有信号； 电子捕获检测器只对含有卤素、氮、氧等电负性强的组分有高的灵敏度。 利用不同检测器具有不同的选择性和灵敏度，可对未知物大致分类定性。 1.峰面积A的测量： 对称峰：峰高h与半峰宽的积： A=1.065 ? h ? W1/2 不对称峰：峰高与平均峰宽的积： A=1/2 ?h ?(W0.15+W0.85) 1）绝对校正因子 wi=fi’Ai 或 fi’= wi/Ai 通过此式可得到待测物单位峰面积对应的该物质的量 4．校正因子的应用： 在色谱分析中，将各组分的峰面积乘以相对校正因子后，就将样品中各组分的峰面积校正成相当于标准物质的峰面积。 这样一来，对于相同量的不同组分，其计算后的峰面积就是相同的了。所以就可以用峰面积来计算待测组分的含量了。 3．注意事项： 相对校正因子与待测物、基准物和检测器类型有关，与操作条件（柱温、载气流速、固定液性质、进样量）无关 基准物：热导池检测器→苯；氢焰检测器→正