氣相色譜儀的原理和操作基礎(chǔ)

　　1.氣相色譜儀原理
　　
　　氣相色譜是對氣體物質(zhì)或可以在一定溫度下轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)進(jìn)行檢測分析。由于物質(zhì)的物性不同，其試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同，當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同，雖然載氣流速相同，各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經(jīng)過一定時間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的訊號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。根據(jù)出峰位置，確定組分的名稱，根據(jù)峰面積確定濃度大小。
　　
　　2.氣相色譜儀操作基礎(chǔ)
　　
　　對一個混合試樣成功地分離，是氣相色譜法完成定性及定量分析的前提和基礎(chǔ)。衡量氣相色譜分離好壞的程度可用分離度R表示。而其中氣相色譜分離條件的選擇至為關(guān)鍵。主要涉及以下幾個方面：
　　
　　2.1）載氣對柱效的影響
　　
　　載氣對柱效的影響主要表現(xiàn)在組分在載氣中的擴(kuò)散系數(shù)Dm（g）上，它與載氣分子量的平方根成反比，即同一組分在分子量較大的載氣中有較小的Dm（g）。根據(jù)速率方程可知：
　　
　　a）渦流擴(kuò)散項與載氣流速無關(guān)；
　　
　　b）當(dāng)載氣流速u小時，分子擴(kuò)散項對柱效的影響是主要的，因此選用分子量較大的載氣，如N2、Ar，可使組分的擴(kuò)散系數(shù)Dm（g）較小，從而減小分子擴(kuò)散的影響，提高柱效；
　　
　　c）當(dāng)載氣流速u較大時，傳質(zhì)阻力項對柱效的影響起主導(dǎo)作用，因此選用分子量較小的氣體，如H2、He作載氣可以減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。
　　
　　2.2）載氣流速（u）對柱效的影響
　　
　　從速率方程可知，分子擴(kuò)散項與流速成反比，傳質(zhì)阻力項與流速成正比，所以要使理論塔板高度Hzui小，柱效zui高，必有一*流速。在實際分析中，為了縮短分析時間，選用的載氣流速稍高于*流速。
　　
　　2.3）固定液的配比（又稱為液擔(dān)比）
　　
　　從速率方程式可知，固定液的配比主要影響Csu，降低df，可使Csu減小從而提高柱效。但固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且會引起柱容量下降，進(jìn)樣量減少。在填充柱色譜中，液擔(dān)比一般為5％～25％。
　　
　　2.4）色譜柱溫的選擇
　　
　　柱溫是影響氣相色譜分離的重要參數(shù)之一，主要影響來自于K、k、Dm（g）、Ds（l）；從而直接影響分離效能和分析速度。柱溫與R和t密切相關(guān)。提高t，可以改善Cu，有利于提R，縮短t。但是提高柱溫又會增加B/u導(dǎo)致R降低，r21變小。但降低t又會使分析時間增長。
　　
　　在實際分析中應(yīng)兼顧這幾方面因素，選擇原則是在是在難分離物質(zhì)對能得到良好的分離，分析時間適宜且峰形不托尾的前提下，盡可能采用較低的柱溫。同時，選用的柱溫不能高于色譜柱中固定液的zui高使用溫度（通常低20-50℃）。對于沸程寬的多組分混合物可采用“程序升溫法”，可以使混合物中低沸點和高沸點的組分都能獲得良好的分離。
　　
　　2.5）氣化溫度的選擇
　　
　　氣化溫度的選擇主要取決于待測試樣的揮發(fā)性、沸點范圍。穩(wěn)定性等因素。氣化溫度一般選在組分的沸點或稍高于其沸點，以保證試樣*氣化。對于熱穩(wěn)定性較差的試樣，氣化溫度不能過高，以防試樣分解。
　　
　　2.6）色譜柱長和內(nèi)徑的選擇
　　
　　能使待測組分達(dá)到預(yù)期的分離效果，盡可能使用較短的色譜柱。一般常用的填充柱為l～3m。填充色譜柱內(nèi)徑為3～4mm。
　　
　　2.7）進(jìn)樣時間和進(jìn)樣量的選擇
　　
　　a）進(jìn)樣迅速（塞子狀）以防止色譜峰擴(kuò)張。
　　
　　b）進(jìn)樣量要適當(dāng)：在檢測器靈敏度允許下，盡可能少的進(jìn)樣量：液體樣0.1～10ul，氣體試樣為0.1～10ml。
　　
　　2.8）燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤?br />　　
　　在氣相色譜分析中，燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤龝?yán)重的影響組分的分離，一般兩者的比例為1:8~1:15。
　　
　　而真正實現(xiàn)對-個混合試樣成功地分離，色譜條件的選擇中zui為關(guān)鍵的是色譜柱的選擇、柱溫的選擇、載氣的選擇及其流速的確定、燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤取?