氣相色譜常識問答(上)
一、氣相色譜(pu)法有哪些特(te)點?
答:氣(qi)相色譜(pu)是(shi)色譜(pu)中的一種(zhong),就是(shi)用氣(qi)體做為流(liu)動相的色譜(pu)法,在分離分析方面,具有如下一些(xie)特點:
1、靈敏(min)度(du):可檢出10-10 克的物質(zhi)(zhi),可作超(chao)純氣(qi)體、高分子單體的痕跡量(liang)雜(za)質(zhi)(zhi)分析和空氣(qi)中微量(liang)毒物的分析。
2、高選擇(ze)性(xing):可有效地分離(li)性(xing)質極為相近的(de)各種(zhong)(zhong)同分異構體(ti)和各種(zhong)(zhong)同位素。
3、能:可(ke)把組分(fen)復雜(za)的(de)樣品分(fen)離成單組分(fen)。
4、速(su)度快:一(yi)般分(fen)析、只需幾分(fen)鐘(zhong)即(ji)可完(wan)成,有利于(yu)指導和(he)控制生產。
5、應用范圍廣:即可分(fen)析低(di)含量的(de)氣、液(ye)體(ti)(ti),亦可分(fen)析高含量的(de)氣、液(ye)體(ti)(ti),可不受組分(fen)含量的(de)限制。
6、所需試樣量少:一般氣(qi)體(ti)樣用(yong)幾(ji)毫升,液體(ti)樣用(yong)幾(ji)微升或(huo)幾(ji)十微升。
7、設備(bei)和操作比較簡單(dan)儀器價格便宜。
二、氣相(xiang)色(se)譜的分離原理為何(he)?
答(da):氣相(xiang)(xiang)色譜是一種物(wu)理的(de)分(fen)(fen)離方(fang)法。利用(yong)被測(ce)物(wu)質(zhi)(zhi)各組(zu)(zu)分(fen)(fen)在(zai)不同兩相(xiang)(xiang)間分(fen)(fen)配(pei)系(xi)數(溶解(jie)度)的(de)微(wei)小(xiao)差異(yi),當兩相(xiang)(xiang)作相(xiang)(xiang)對運動(dong)時,這些物(wu)質(zhi)(zhi)在(zai)兩相(xiang)(xiang)間進行(xing)反復(fu)多次的(de)分(fen)(fen)配(pei),使原來(lai)只有微(wei)小(xiao)的(de)性質(zhi)(zhi)差異(yi)產生很大(da)的(de)效果,而使不同組(zu)(zu)分(fen)(fen)得(de)到分(fen)(fen)離。
三、何謂氣(qi)相(xiang)色譜?它分幾(ji)類?
答(da):凡是以氣相(xiang)作為流(liu)動相(xiang)的(de)色(se)譜技術,通(tong)稱為氣相(xiang)色(se)譜。
一(yi)般(ban)可按以(yi)下幾(ji)方面分類:
1、按固定相聚(ju)集(ji)態分(fen)類:
(1)氣固色譜:固定(ding)相是固體(ti)吸附劑,
(2)氣液(ye)色譜(pu):固(gu)定相是(shi)涂在擔體表面(mian)的液(ye)體。
2、按過(guo)程物理(li)化學(xue)原理(li)分類:
(1)吸附色(se)譜:利用固體吸附表面對不同(tong)組分物理(li)吸附性能的差異達到分離的色(se)譜。
(2)分(fen)(fen)配色(se)譜(pu):利用(yong)不同(tong)的組(zu)分(fen)(fen)在兩相中有不同(tong)的分(fen)(fen)配系數以(yi)達到分(fen)(fen)離的色(se)譜(pu)。
其它(ta):利用離子(zi)交(jiao)換(huan)原理的(de)離子(zi)交(jiao)換(huan)色(se)譜(pu):利用膠體(ti)的(de)電動效(xiao)應(ying)建(jian)立的(de)電色(se)譜(pu);利用溫度變(bian)化發展而(er)來(lai)的(de)熱(re)色(se)譜(pu)等等。
3、按固定相(xiang)類型分類:
(1)柱(zhu)色譜:固定(ding)相裝于色譜柱(zhu)內,填充柱(zhu)、空心(xin)柱(zhu)、毛細管柱(zhu)均屬此類(lei)。
(2)紙色(se)譜:以(yi)濾紙為(wei)載體,
(3)薄膜色譜:固定相(xiang)為粉末壓成的薄漠。
4、按(an)動力(li)學過程原(yuan)理(li)分(fen)類:可分(fen)為沖洗法,取代法及迎頭法三(san)種。
四、氣相色譜法簡單分(fen)析裝置流程是什么?
答:氣相色(se)(se)譜(pu)法簡單分(fen)析裝置流程基本由四個部份組成(cheng): 1、氣源(yuan)部分(fen),2、進(jin)樣裝置,3、色(se)(se)譜(pu)柱,4、鑒定器(qi)和記(ji)錄器(qi).
五、氣(qi)相色譜法的一些常用(yong)術語及基(ji)本(ben)概念(nian)解釋?
答(da):1、相(xiang)(xiang)、固(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)和(he)流動(dong)相(xiang)(xiang):一(yi)個體(ti)系(xi)中的某一(yi)均勻(yun)部分(fen)稱為相(xiang)(xiang);在色譜(pu)分(fen)離(li)過(guo)程中,固(gu)(gu)定不動(dong)的一(yi)相(xiang)(xiang)稱為固(gu)(gu)定相(xiang)(xiang);通過(guo)或沿著固(gu)(gu)定相(xiang)(xiang)移動(dong)的流體(ti)稱為流動(dong)相(xiang)(xiang)。
2、色譜峰(feng):物質通(tong)過(guo)色譜柱進(jin)到鑒定器(qi)后,記錄器(qi)上(shang)出現的(de)一(yi)個(ge)個(ge)曲線稱為(wei)色譜。
3、基線:在色譜操作條件下,沒有被測組分通過鑒定器時,記錄(lu)器所記錄(lu)的檢測器噪(zao)聲隨時間(jian)變化(hua)圖線稱為(wei)基線。
4、峰高與半(ban)(ban)峰寬:由色譜峰的濃度極大(da)點向時間座標引(yin)垂線與基線相交點間的高度稱(cheng)為峰高,一(yi)般(ban)以h表示。色譜峰高一(yi)半(ban)(ban)處的寬為半(ban)(ban)峰寬,一(yi)般(ban)以 x1/2表示。
5、峰面(mian)積(ji):流出曲線(色(se)譜峰)與基(ji)線構成之面(mian)積(ji)稱峰面(mian)積(ji),用(yong)A表(biao)示。
6、死(si)時(shi)(shi)間(jian)、保(bao)留(liu)時(shi)(shi)間(jian)及校正保(bao)留(liu)時(shi)(shi)間(jian):從進樣到(dao)惰(duo)性氣體峰(feng)(feng)出現(xian)極(ji)大值的(de)時(shi)(shi)間(jian)稱為(wei)死(si)時(shi)(shi)間(jian),以(yi)td表(biao)示(shi)。從進樣到(dao)出現(xian)色(se)譜峰(feng)(feng)zui高值所需的(de)時(shi)(shi)間(jian)稱保(bao)留(liu)時(shi)(shi)間(jian),以(yi)tr表(biao)示(shi)。保(bao)留(liu)時(shi)(shi)間(jian)與(yu)死(si)時(shi)(shi)間(jian)之差稱校正保(bao)留(liu)時(shi)(shi)間(jian)。以(yi)Vd表(biao)示(shi)。
7、死(si)體(ti)積(ji),保(bao)留體(ti)積(ji)與(yu)校正保(bao)留體(ti)積(ji):死(si)時間(jian)與(yu)載(zai)氣平(ping)均(jun)流(liu)速(su)(su)的乘(cheng)積(ji)稱為死(si)體(ti)積(ji),以Vd表示(shi),載(zai)氣平(ping)均(jun)流(liu)速(su)(su)以Fc表示(shi),Vd=tdxFc。保(bao)留時間(jian)與(yu)載(zai)氣平(ping)均(jun)流(liu)速(su)(su)的乘(cheng)積(ji)稱保(bao)留體(ti)積(ji),以Vr表示(shi),Vr=trxFc。
8、保留值(zhi)與相對(dui)保留值(zhi):保留值(zhi)是表示(shi)試樣中各組分在色譜(pu)柱(zhu)中的(de)停留時間的(de)數(shu)值(zhi),通常用時間或用將組分帶出(chu)色譜(pu)柱(zhu)所(suo)需(xu)載氣的(de)體積來表示(shi)。以(yi)一種(zhong)物(wu)質作為標準,而(er)求出(chu)其他物(wu)質的(de)保留值(zhi)對(dui)此(ci)標準物(wu)的(de)比值(zhi),稱(cheng)為相對(dui)保留值(zhi)。
9、器噪音:基線的不(bu)穩定程(cheng)度稱噪音。10、基流:氫焰色(se)譜,在(zai)沒有(you)進樣時,儀器本身存(cun)在(zai)的(de)基始電(dian)流(底電(dian)流),簡稱(cheng)基流。
六、一般選(xuan)擇載(zai)氣(qi)(qi)的依據是什么?氣(qi)(qi)相(xiang)色譜(pu)常用的載(zai)氣(qi)(qi)有哪些(xie)?
答:作為氣(qi)(qi)相(xiang)色譜載(zai)氣(qi)(qi)的氣(qi)(qi)體,要求要化學穩定性好;純(chun)度高(gao);價(jia)格便宜并(bing)易取(qu)得;能適合(he)于所用的檢測器(qi)。常用的載(zai)氣(qi)(qi)有氫氣(qi)(qi)、氮氣(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)、氦氣(qi)(qi)、二氧化碳(tan)氣(qi)(qi)等等。
七、載氣為什么要凈(jing)化(hua)?應如何凈(jing)化(hua)?
答(da):所謂凈化(hua)(hua),就是除(chu)去載(zai)氣(qi)(qi)中的(de)一(yi)些有(you)機物(wu)、微(wei)量氧,水分(fen)(fen)等(deng)(deng)雜質(zhi),以(yi)提高載(zai)氣(qi)(qi)的(de)純度。不純凈的(de)氣(qi)(qi)體(ti)作載(zai)氣(qi)(qi),可導致(zhi)(zhi)柱(zhu)失效,樣(yang)品變化(hua)(hua),氫焰色譜可導致(zhi)(zhi)基流(liu)噪(zao)音增大,熱導色譜可導致(zhi)(zhi)鑒(jian)定(ding)器線性變劣等(deng)(deng),所以(yi)載(zai)氣(qi)(qi)必(bi)須經過(guo)凈化(hua)(hua)。一(yi)般均(jun)采用化(hua)(hua)學處(chu)理的(de)方法除(chu)氧,如用活性銅除(chu)氧;采用分(fen)(fen)子(zi)篩、活性碳等(deng)(deng)吸附劑除(chu)有(you)機雜質(zhi);采用矽膠,分(fen)(fen)子(zi)篩等(deng)(deng)吸附劑除(chu)水分(fen)(fen)。
八(ba)、試樣的(de)進樣方法有哪些(xie)?
答:色(se)譜分離要(yao)求在zui短的時間內,以“塞(sai)子"形(xing)式打(da)進(jin)一(yi)定量的試(shi)樣,進(jin)樣方法(fa)可分為(wei):
1、氣(qi)體(ti)(ti)試樣(yang)(yang)(yang):大(da)致進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)方(fang)法有(you)四(si)種: (1)注射(she)器(qi)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang),(2)量(liang)管進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang),(3)定體(ti)(ti)積(ji)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang),(4)氣(qi)體(ti)(ti)自動進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)。 一般常用注射(she)器(qi)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)及氣(qi)體(ti)(ti)自動進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)。注射(she)器(qi)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)的優(you)點是使用靈活,方(fang)法簡便,但進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)量(liang)重復性(xing)較(jiao)差。氣(qi)體(ti)(ti)自動進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang)是用定量(liang)閥進(jin)(jin)樣(yang)(yang)(yang),重復性(xing)好(hao),且可自動操作(zuo)。
2、液體(ti)試樣(yang)(yang):一(yi)般用微量注射(she)器進(jin)樣(yang)(yang),方法(fa)簡便,進(jin)樣(yang)(yang)迅速。也可(ke)采用定(ding)量自動進(jin)樣(yang)(yang),此法(fa)進(jin)行重復性良好。
3、固體(ti)試樣(yang)(yang):通常用(yong)溶劑將試樣(yang)(yang)溶解,然后采用(yong)和液(ye)體(ti)進(jin)樣(yang)(yang)同樣(yang)(yang)方法進(jin)樣(yang)(yang)。也有用(yong)固體(ti)進(jin)樣(yang)(yang)器進(jin)樣(yang)(yang)的(de)。
九、簡(jian)述在氣(qi)相(xiang)色譜分析(xi)中柱(zhu)長、柱(zhu)內徑(jing)、柱(zhu)溫、載氣(qi)流速、固定相(xiang)、進(jin)樣等操作條件對分離的影響?
答(da):操作條件對于色(se)譜(pu)分(fen)離有很大影響(xiang)。
1、柱長(chang),柱內徑(jing)(jing)(jing):一(yi)般講,柱管增長(chang),可(ke)改(gai)善(shan)分離(li)能力(li),短則組分餾出的快些;柱內徑(jing)(jing)(jing)小分離(li)效果好,柱內徑(jing)(jing)(jing)大(da)處理量大(da),但柱內徑(jing)(jing)(jing)過大(da),將導致(zhi)擔體不能均(jun)勻地分布在色(se)譜柱中。分析用柱管一(yi)般內徑(jing)(jing)(jing)為(wei)3-6毫米,柱長(chang)為(wei)1-4米。
2、柱(zhu)溫:是(shi)一個重要的(de)操作變數,直接影(ying)響(xiang)分(fen)(fen)離(li)效能和(he)分(fen)(fen)析(xi)速度。選(xuan)擇柱(zhu)溫的(de)根據是(shi)混合(he)物(wu)的(de)沸(fei)點范圍,固定(ding)(ding)液(ye)的(de)配比和(he)鑒定(ding)(ding)器的(de)靈敏(min)度。提(ti)高(gao)柱(zhu)溫可(ke)縮短分(fen)(fen)析(xi)時間(jian);降低柱(zhu)溫可(ke)使色(se)譜柱(zhu)選(xuan)擇性增(zeng)大,有利(li)于組(zu)分(fen)(fen)的(de)分(fen)(fen)離(li)和(he)色(se)譜柱(zhu)穩定(ding)(ding)性提(ti)高(gao),柱(zhu)壽命延長。一般采(cai)用等于或高(gao)于數十度于樣(yang)品的(de)平均沸(fei)點的(de)柱(zhu)溫為較(jiao)合(he)適(shi),對易(yi)揮發(fa)樣(yang)用低柱(zhu)溫,不易(yi)揮發(fa)的(de)樣(yang)品采(cai)用高(gao)柱(zhu)溫。
3、載(zai)氣(qi)流(liu)速(su)(su)(su):載(zai)氣(qi)流(liu)速(su)(su)(su)是決定色(se)譜(pu)分離的(de)(de)重(zhong)要(yao)原因之一。一般講流(liu)速(su)(su)(su)高色(se)譜(pu)峰狹,反之則寬些,但流(liu)速(su)(su)(su)過高或過低對分離都有不利的(de)(de)影響。流(liu)速(su)(su)(su)要(yao)求要(yao)平(ping)穩,常用的(de)(de)流(liu)速(su)(su)(su)范圍每分鐘在(zai)10-100亳升之間。
4、固(gu)定相:固(gu)定相是由固(gu)體吸附劑或(huo)涂有固(gu)定液的(de)擔體構成。 (1)固(gu)體吸附劑或(huo)擔體粗(cu)細(xi):一(yi)般采用(yong)(yong)40-60目(mu)(mu)、60-80目(mu)(mu)、80-100目(mu)(mu)。當用(yong)(yong)同等(deng)長(chang)度(du)的(de)柱子,顆粒細(xi)的(de)分離效率(lv)就要比(bi)粗(cu)的(de)好些。 (2)固(gu)定液含(han)量:固(gu)定液含(han)量對(dui)分離效率(lv)的(de)影響很大,它與擔體的(de)重量比(bi)一(yi)般用(yong)(yong)15%-25%。比(bi)例(li)過大有損于(yu)分離,比(bi)例(li)過小會使色譜峰拖(tuo)尾。
5、進(jin)(jin)樣(yang)(yang):一(yi)般(ban)講進(jin)(jin)樣(yang)(yang)快,進(jin)(jin)樣(yang)(yang)量(liang)小,進(jin)(jin)樣(yang)(yang)溫(wen)度(du)高其分(fen)(fen)離效(xiao)果好(hao)。對(dui)進(jin)(jin)液體(ti)(ti)樣(yang)(yang),速度(du)要快,汽(qi)化溫(wen)度(du)要高于樣(yang)(yang)品(pin)中高沸點(dian)組(zu)分(fen)(fen)的(de)沸點(dian)值,一(yi)次汽(qi)化,保證色譜(pu)峰形不(bu)致展寬、使(shi)柱(zhu)效(xiao)高。當進(jin)(jin)樣(yang)(yang)量(liang)在一(yi)定限度(du)時,色譜(pu)峰的(de)半峰寬是不(bu)變的(de)。若進(jin)(jin)樣(yang)(yang)量(liang)過多(duo)就會造成(cheng)色譜(pu)柱(zhu)超載。一(yi)般(ban)講柱(zhu)長增加四倍(bei)(bei),樣(yang)(yang)品(pin)的(de)許(xu)可量(liang)增加一(yi)倍(bei)(bei)。對(dui)于常(chang)規分(fen)(fen)析(xi),液體(ti)(ti)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)量(liang)為(wei)1-20微升(sheng);氣體(ti)(ti)進(jin)(jin)樣(yang)(yang)量(liang)為(wei)0、1-5毫升(sheng)。