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气相色谱仪操作条件的选择方法

文章来源:www.systester.com   发布时间:2013-04-03   浏览次数:3080次
  在固定相确定后,对一项分析任务,主要以在较短时间内,实现试样中难分离的相邻两组分的定量分离为目标来选择分离操作条件。
一.载气及其流速的选择
  由范氏方程可以看出,分子扩散项与载气流速成反比,而传质阻力项与流速成正比,所以必然有一最佳流速使板高H最小,柱效能最高。
  最佳流速一般通过实验来选择。其方法是:选择好色谱柱和柱温后,固定其它实验条件,依次改变载气流速,将一定量待测组分纯物质注入色谱仪。出峰后,分别测出在不同载气流速下,该组分的保留时间和峰底宽。利用上述公式,计算出不同流速下的塔板数n值,并由H=L/n求出相应的塔板高度。以载气流速u为横坐标,板高H为纵坐标,绘制出H-u曲线。
  曲线最低点处对应的塔板高度最小,相应的载气流速为最佳载气流速。使用最佳流速虽然柱效高,但分析速度慢,因此实际工作中,为了加快分析速度,同时又不明显增加塔板高度的情况下,建议你采用比u最佳稍大的流速进行测定。对一般色谱柱(内径3~4mm)常用流速为20~100mL.min-1。
  关于载气的选择首先要考虑使用何种检测器。如果你使用热导检测器,选用氢或氦作载气,能提高灵敏度。而使用氢火焰检测器则选用氮气作载气。然后再考虑所选的载气要有利于提高柱效能的分析速度。例如选用摩尔质量大的载气(如N2)可以使Dg减小,提高柱效能。
二、柱温的选择
  柱温是气相色谱的重要操作条件,柱温直接影响色谱柱使用寿命、柱的选择性,柱效能和分析速度。柱温低有利于分配,有利于组分的分离;但柱温过低,被测组分可能在柱中冷凝,或者传质阻力增加,使色谱峰扩张,甚至拖尾。柱温高,虽有利于传质,但分配系数变小不利于分离。一般通过实验选择最佳柱温。原则是:使物质既分离完全,又不使峰形扩张、拖尾。柱温一般选各组分沸点平均温度或稍低些。
  当被分析组分的沸点范围很宽时,用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好,而高沸点组分峰形扁平,此时你采用程序升温的办法就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。在选择柱温时,你还必须注意:柱温不能高于固定液最高使用温度,否则会造成固定液大量挥发或流失。同时,柱温至少必须高于固定液的熔点,这样才能使固定液有效地发挥作用。
三、气化室温度选择
  合适的气化室温度既能保证样品迅速且完全气化,又不引起样品分解。一般气化室温度比柱温高30~70℃或比样品组分中最高沸点高30~50℃,就可以满足分析要求。温度是否合适,可通过实验来检查。检查方法是:重复进样时,若出峰数目变化,重现性差,则说明气化室温度过高;若峰形不规则,出现平头峰或宽峰则说明气化室温度太低;若峰形正常,峰数不变,峰形重现性好则说明气化室温度合适。
四、进样量与进样时间
  你在进行气相色谱分析时,进样量要适当。若进样量过大,所得到的色谱峰峰形不对称程度增加,峰变宽,分离度变小,保留值发生变化,峰高峰面积与进样量不成线性关系,无法定量。若进样量太小,又会因检测器灵敏度不够,不能检出。色谱柱最大允许进样量可以通过实验确定。方法是:其它实验条件不变,仅逐渐加大进样量,直至所出的峰的半峰宽变宽或保留值改变时,此进样量就是最大允许进样量。对于内径3~4mm,柱长2m,固定液用量为15~20%的色谱柱,液体进样量为0.1~10μL;氢火焰检测器小1μL。
  进样时,要求速度快,这样可以使样品在气化室气化后随载气以浓缩状态进入柱内,而不被载气所稀释,因而峰的原始宽度就窄,有利于分离。反之若进样缓慢,样品气化后被载气稀释,使峰形变宽,并且不对称,既不利于分离也不利于定量。
  为了使进样有较好的重现性,你在进样时要注意以下操作要点:
1.用注射器取样时,应先用丙酮或乙醚抽洗5~6次后,再用被测试液抽洗5~6次,然后缓慢抽取一定量试液(稍多于需要量)。此时你若有空气带入注射器内,你可将针头朝上,待气泡排除后,再排去过量的试液,并用滤纸或擦镜纸吸去针杆处所沾的试液(千万勿吸去针头内的试液)。
2.取样后就立即进样。进样时要求注射器垂直于进样口,左手扶着针头防弯曲,右手拿注射器,迅速刺穿硅橡胶垫圈,平稳、敏捷地推进针筒(针头尖尽可能刺深一些,且深度一定,针头不能碰着气化室内壁),用右手食指平衡、轻巧、迅速地将样品注入,完成后立即拔出。
3.进样时要求操作稳当、连贯、迅速。进针位置及速度、针尖停留和拔出速度都会影响你进样重现性。一般进样相对误差约为2~5%。
  进样技术是气相色谱操作中,最基本也是最重要的技术,必须十分重视,要反复操作练达到熟练准确的程度。
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