安捷伦气相色谱 -理论.pptx

成就您的科学探索之路安捷伦与您一路同行,气相色谱基本原理： 理论篇,安捷伦科技致力于为教育领域做出贡献，并愿意提供这里所包含的为公司所拥有之资料的访问权限。本幻灯片集由安捷伦科技制作。幻灯片集的使用仅限于教学目的。其中所包含的资料和信息被“原样”接受，安捷伦对于资料不作任何形式的陈述或担保，并且对于您对资料的使用或复制不承担责任。由于您使用、复制或传播这些资料所引起或相关之损失，安捷伦不承担责任。您同意赔偿并使安捷伦免于遭受由于您使用或复制这些资料所招致的任何索赔。,目录,前言化合物分离色谱柱内部的作用原理关键参数保留时间与峰宽保留因子选择性或分离因子柱效分离度,影响选择性的因素塔板数综合因素Van Deemter 方程涡流扩散纵向扩散传质阻力Van Deemter 方程的更多内容了解更多信息安捷伦学术科研网页出版物,前言,在分析化学领域，科学家们利用气相色谱 (GC) 技术对可气化但不分解的化合物进行分离和分析。他们经常使用 GC 测试特定物质的纯度，或者分离混合物的组成并测定各自的相对含量。 同时还利用 GC 对挥发性分析物进行定性和定量分析。气相色谱仪使用到流动相和固定相。也就是说，由一种流动的气体携带样品通过仪器内部的固定相载体（称之为色谱柱的玻璃管或金属管）。,前言化合物分离,根据化合物与色谱柱固定相亲和力的不同而实现分离。亲和力小的化合物将较早从色谱柱里洗脱出来，而亲和力大的化合物则延后洗脱。,前言色谱柱内部的作用原理,气相色谱利用气体流动相使样品通过色谱柱，色谱柱内部含有填充物或者其内表面有涂层。在多数情况下，相比液相色谱柱，气相色谱柱的内径更小，柱长更长。当气相色谱柱受热后，化合物将根据沸点开始进行分离。当色谱柱的固定相换成极性固定相后，色谱柱的分离能力也随之改变。沸点和化合物极性共同影响化合物的分离。,气相色谱柱,液相色谱柱,前言色谱柱内部的作用原理,tr2-tr1,较好分离,较差分离,较好分离,较差分离,Wb1,Wb2,Wb1,Wb2,对比,对比,tr2-tr1,关键参数保留时间与峰宽,tri化合物 i 的保留时间W1/2半峰宽Wbi基线峰宽,未保留的化合物的保留时间（tM 或 t0）也被称作死时间。未保留的溶质分子随载气一起以相同的速度流经色谱柱。,关键参数保留因子 (k),保留因子（也称为分配系数或容量因子）是指溶质停留在固定相和流动相的时间比。它是由保留时间除以不保留峰的出峰时间 (tM) 计算得来。不保留化合物的 k=0。由于所有溶质在流动相中停留的时间相同，因此可利用保留因子来衡量固定相的保留特性。 影响保留因子的参数： 固定相,tr保留时间 tM未保留色谱峰的保留时间,关键参数选择性或分离因子 (),选择性是两个峰之间时间或距离的量度。 a = 1，则两个峰具有相同的保留时间，并且会被共洗脱。 选择性被定义为容量因子之比。影响保留因子的参数：固定相流动相温度,a选择性k1第一个峰的保留因子k2第二个峰的保留因子,关键参数 柱效或理论塔板数 (N),柱效用于比较不同色谱柱的性能。由理论塔板数 N 表示。具有高塔板数的色谱柱柱效更高。与具有较低塔板数的色谱柱相比，具有高塔板数的色谱柱在给定保留时间处可以获得更窄的色谱峰。影响柱效的参数：柱长（增加柱长可以提高柱效）填料粒径（减小填料粒径可以提高柱效）,关键参数理论塔板高度 (H),L柱长 (mm)N理论塔板数,另一个衡量柱效的方法是理论塔板高度 H，通常以 mm 表示。理论塔板越短，给定柱长的色谱柱的塔板数更多，也就是每米塔板数更多，色谱柱柱效更高。,关键参数理论柱效利用率 (UTE),涂渍效率 (CE%) 是过去用来比较柱效测定值 (H实际) 与理论最大柱效 (H理论) 的术语。在过去，通常 H理论受固定相液膜不均一性的影响非常大，以至忽略了影响 H实际 的柱外因素（比如，进样异常或机械和电子滞后时间）。 由于涂渍效率的优化，这些都不再是问题。影响 H实际的因素更多来自柱外，而非色谱柱本身。术语“理论柱效利用率”（即 UTE）将这些因素考虑在内。,关键参数 分离度 基线分离,分离度是对色谱柱分离目标峰能力的描述。 分离度将受到柱效 (N)、选择性 (a) 和保留 (k) 的影响。实现可测量的分离和定量的最小分离度为 1 可辨别出两个等高峰之间峰谷的最低分离度为 0.6 稳定的分析方法通常需要分离度达到 1.7 或更高 1.6 被认为是达到基线分离，并且可确保获得最准确的定量分析结果的标准分离度,Rs 1.5,tri化合物 i 的保留时间Wbi 化合物 i 的峰底宽,关键参数分离度 基本方程,我们可以通过优化下述任何一个参数来改善分离度：选择性因子对分离度影响最大。选择性因子的微小改变也会导致分离度发生重大变化保留程度因子在 k 值较小时才有显著影响柱效因子描述了色谱柱的分离能力,关键参数N、 及 k 对分离度的影响,该图阐明了分离度是选择性因子、柱效因子和保留程度因子的函数。,选择性因子对分离度的影响最大改变固定相改变流动相塔板数最容易增加,影响分离的因素色谱分析中“塔板”的含义,理论塔板是一种假设的分离阶段，组分在各塔板内气液两相间的分配瞬间达至平衡。,LC柱长dp填料粒径h一个理论塔板的折算高度,影响分离的因素,高塔板数 (N) 可提供：尖锐的窄峰更出色的检测能力分离复杂样品的峰容量但分离度只随塔板数平方根的增大而提高。 RS N塔板数的增大受实验条件的限制 分析时间、柱压,影响分离的因素将峰宽和理论塔板的折算高度结合起来,h：理论塔板的折算高度,Van Deemter 方程,Van Deemter 方程通过综合考虑分离过程中引起峰展宽的物理学、动力学和热力学因素，将分离柱单位长度的总峰展宽与流动相线性速率联系起来（维基百科）。,h = f ( weddy + wax + wC )h = A + B/u + C u,涡流扩散扩散系数传质阻力,Van Deemter 方程涡流扩散,weddy dp,：色谱柱填充材料的质量,扩散路径的不同是由于：,Van Deemter 方程轴向或纵向扩散,由于分析物的自身扩散导致峰宽增大低流速时，分析物会在流动相中保留很长时间峰宽显著增大理论塔板高度增大,载气流速,Van Deemter 方程传质阻力,wC dp2,不同的扩散路径,多孔填料,流动相的固定层,Van Deemter 方程,理论塔板的折算高度 (h),载气流速,涡流扩散,h = A,+ B/u,+ C u,Van Deemter 方程载气,理论塔板的折算高度 (h),N2,He,H2,载气的线性速度（流速）取决于色谱柱温度。当柱头压恒定时，线性速度随温度升高而降低。载气平均线速度 (u) 对柱效的影响可以利用 van Deemter 方程曲线加以充分说明。,OPGV:,Uopt：最大柱效OPGV：最佳的实际气体流速,详情请参见注释,了解更多信息,如需了解安捷伦产品的更多信息，请访问 www.agilent.com.cn 或 www.agilent.com/chem/academia如对此幻灯片演示有问题或建议，请联系 academia.teamagilent.com,出版号 5991-5422CHCN,2015 年 2 月 10 日,缩写,