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1、何謂氣相色譜?它分幾類?
凡是以氣相作為流動(dòng)相的色譜技術(shù),通稱為氣相色譜。一般可按以下幾方面分類:
1、按固定相聚集態(tài)分類:
(1)氣固色譜:固定相是固體吸附劑,
(2)氣液色譜:固定相是涂在擔(dān)體表面的液體。
2、按過程物理化學(xué)原理分類:
(1)吸附色譜:利用固體吸附表面對不同組分物理吸附性能的差異達(dá)到分離的色譜。
(2)分配色譜:利用不同的組分在兩相中有不同的分配系數(shù)以達(dá)到分離的色譜。
(3)其它:利用離子交換原理的離子交換色譜:利用膠體的電動(dòng)效應(yīng)建立的電色譜;利用溫度變化發(fā)展而來的熱色譜等等。
3、按固定相類型分類:
(1)柱色譜:固定相裝于色譜柱內(nèi),填充柱、空心柱、毛細(xì)管柱均屬此類。
(2)紙色譜:以濾紙為載體,
(3)薄膜色譜:固定相為粉末壓成的薄漠。
4、按動(dòng)力學(xué)過程原理分類:可分為沖洗法,取代法及迎頭法三種。
2、氣相色譜的分離原理是什么?
氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質(zhì)各組分在不同兩相間分配系數(shù)(溶解度)的微小差異,當(dāng)兩相作相對運(yùn)動(dòng)時(shí),這些物質(zhì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配,使原來只有微小的性質(zhì)差異產(chǎn)生很大的效果,而使不同組分得到分離。
3、氣相色譜法的一些常用術(shù)語及基本概念解釋?
1、相、固定相和流動(dòng)相:
一個(gè)體系中的某一均勻部分稱為相;在色譜分離過程中,固定不動(dòng)的一相稱為固定相;通過或沿著固定相移動(dòng)的流體稱為流動(dòng)相。
2、色譜峰:
物質(zhì)通過色譜柱進(jìn)到鑒定器后,記錄器上出現(xiàn)的一個(gè)個(gè)曲線稱為色譜峰。
3、基線:
在色譜操作條件下,沒有被測組分通過鑒定器時(shí),記錄器所記錄的檢測器噪聲隨時(shí)間變化圖線稱為基線。
4、峰高與半峰寬:
由色譜峰的濃度極大點(diǎn)向時(shí)間座標(biāo)引垂線與基線相交點(diǎn)間的高度稱為峰高,一般以h表示。色譜峰高一半處的寬為半峰寬,一般以x1/2表示。
5、峰面積:流出曲線(色譜峰)與基線構(gòu)成之面積稱峰面積,用A表示。
6、死時(shí)間、保留時(shí)間:
從進(jìn)樣到惰性氣體峰出現(xiàn)極大值的時(shí)間稱為死時(shí)間,以td表示。從進(jìn)樣到出現(xiàn)色譜峰******值所需的時(shí)間稱保留時(shí)間,以tr表示。
7、死體積,保留體積:
死時(shí)間與載氣平均流速的乘積稱為死體積,以Vd表示,載氣平均流速以Fc表示,Vd=tdxFc。保留時(shí)間與載氣平均流速的乘積稱保留體積,以Vr表示,Vr=trxFc。
8、保留值與相對保留值:
保留值是表示試樣中各組分在色譜柱中的停留時(shí)間的數(shù)值,通常用時(shí)間或用將組分帶出色譜柱所需載氣的體積來表示。以一種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn),而求出其他物質(zhì)的保留值對此標(biāo)準(zhǔn)物的比值,稱為相對保留值。
9、儀器噪音:基線的不穩(wěn)定程度稱噪音。
10、基流:氫焰色譜,在沒有進(jìn)樣時(shí),儀器本身存在的基始電流(底電流),簡稱基流。
4、一般選擇載氣的依據(jù)是什么?氣相色譜常用的載氣有哪些?
作為氣相色譜載氣的氣體,要求要化學(xué)穩(wěn)定性好;
純度高;
******便宜并易取得;
能適合于所用的檢測器。
常用的載氣有氫氣、氮?dú)狻鍤狻⒑狻⒍趸細(xì)獾鹊取?
5、載氣為什么要凈化?應(yīng)如何凈化?
所謂凈化,***是除去載氣中的一些有機(jī)物、微量氧,水分等雜質(zhì),以提高載氣的純度。不純凈的氣體作載氣,可導(dǎo)致柱失效,樣品變化,氫焰色譜可導(dǎo)致基流噪音增大,熱導(dǎo)色譜可導(dǎo)致鑒定器線性變劣等,所以載氣必須經(jīng)過凈化。
一般均采用化學(xué)處理的方法除氧,如用活性銅除氧;采用分子篩、活性碳等吸附劑除有機(jī)雜質(zhì);采用矽膠,分子篩等吸附劑除水分。
6、試樣的進(jìn)樣方法有哪些?
色譜分離要求在***短的時(shí)間內(nèi),以“塞子”形式打進(jìn)一定量的試樣,進(jìn)樣方法可分為:
1.氣體試樣:大致進(jìn)樣方法有四種:
(1)注射器進(jìn)樣
(2)量管進(jìn)樣
(3)定體積進(jìn)樣
(4)氣體自動(dòng)進(jìn)樣。
一般常用注射器進(jìn)樣及氣體自動(dòng)進(jìn)樣。注射器進(jìn)樣的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活,方法簡便,但進(jìn)樣量重復(fù)性較差。氣體自動(dòng)進(jìn)樣是用定量閥進(jìn)樣,重復(fù)性好,且可自動(dòng)操作。
2.液體試樣:
一般用微量注射器進(jìn)樣,方法簡便,進(jìn)樣迅速。也可采用定量自動(dòng)進(jìn)樣,此法進(jìn)行重復(fù)性良好。
3.固體試樣:
通常用溶劑將試樣溶解,然后采用和液體進(jìn)樣同樣方法進(jìn)樣。也有用固體進(jìn)樣器進(jìn)樣的。
7、簡述在氣相色譜分析中各種操作條件對檢測結(jié)果的影響?
操作條件對于色譜分離有很大影響。
1、柱長,柱內(nèi)徑:
一般講,柱管增長,可改善分離能力,短則組分餾出的快些;
柱內(nèi)徑小分離效果好,柱內(nèi)徑大處理量大,但柱內(nèi)徑過大,將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。
2、柱溫:
是一個(gè)重要的操作變數(shù),直接影響分離效能和分析速度。選擇柱溫的根據(jù)是混合物的沸點(diǎn)范圍,固定液的配比和鑒定器的靈敏度。提高柱溫可縮短分析時(shí)間;
降低柱溫可使色譜柱選擇性增大,有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高,柱壽命延長。
一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點(diǎn)的柱溫為較合適,對易揮發(fā)樣用低柱溫,不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。
3、載氣流速:
載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹,反之則寬些,但流速過高或過低對分離都有不利的影響。
4、固定相:
固定相是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。
當(dāng)用同等長度的柱子,顆粒細(xì)的分離效率***要比粗的好些。
固定液含量對分離效率的影響很大,它與擔(dān)體的重量比一般用15%-25%。比例過大有損于分離,比例過小會使色譜峰拖尾。
5、進(jìn)樣:
一般講進(jìn)樣快,進(jìn)樣量小,進(jìn)樣溫度高其分離效果好。對進(jìn)液體樣,速度要快,汽化溫度要高于樣品中高沸點(diǎn)組分的沸點(diǎn)值,一次汽化,******色譜峰形不致展寬、使柱效高。當(dāng)進(jìn)樣量在一定限度時(shí),色譜峰的半峰寬是不變的。若進(jìn)樣量過多***會造成色譜柱超載。
一般講柱長增加四倍,樣品的許可量增加一倍。
8、什么叫擔(dān)體?對擔(dān)體有哪些要求?
擔(dān)體是一種多孔性化學(xué)惰性固體,在氣相色譜中用來支撐固定液。對擔(dān)體有如下幾點(diǎn)要求:
1.表面積較大;
2.具有化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性;
3.有一定的機(jī)械強(qiáng)度,使涂漬和填充過程不引起粉碎;
4.有適當(dāng)?shù)目紫督Y(jié)構(gòu),利于兩相間快速傳質(zhì);
5.能制成均勻的球狀顆粒,利于氣相滲透和填充均勻性好;
6.有很好的浸潤性,便于固定液的均勻分布。
******滿足上述要求的擔(dān)體是困難的,人們在實(shí)踐中只能找出性能比較優(yōu)良的擔(dān)體。
9、擔(dān)體分幾類?其特點(diǎn)如何?
通常分為硅藻土和非硅藻土兩大類,每一類又有種種小類。
1、硅藻土類型:
(1)白色的:表面積小,疏松,質(zhì)脆,吸附性能小,經(jīng)適當(dāng)處理,可分析強(qiáng)極性組分;
(2)紅色的:有較大的表面積和較好的機(jī)械強(qiáng)度,但吸附性較大。
2、非硅藻土類型:
(1)氟擔(dān)體:表面惰性好,可用來分析高極性和腐蝕性物質(zhì),但裝柱不易,柱效率低些。
(2)玻璃微球:表面積小,用它做擔(dān)體柱溫可以大大降低,而分離******且快速。但涂漬困難,柱效低。
(3)多孔性高聚物小球:機(jī)械強(qiáng)度高,熱穩(wěn)定性好,吸附性低,耐腐蝕,分離效率高,是一種性能優(yōu)良的新型色譜固定相。
(4)炭分子篩:中性,表面積大,強(qiáng)度高,祛壽命長,在微量分析上有無比的優(yōu)越性。
(5)活性炭:可以單獨(dú)做為固定相。
(6)沙:主要用于分離金屬。
10、常用的擔(dān)體怎樣選擇?
各種擔(dān)體,名目繁多。在常用硅藻土擔(dān)體中:
紅色擔(dān)體(如6201、201),可用于非極性或弱極性物質(zhì)的分離。
白色擔(dān)體(如101)可用于極性物質(zhì)或堿性物質(zhì)。
釉化紅色擔(dān)體(如301)可用于中等極性物質(zhì)。
硅烷化白色擔(dān)體可用于強(qiáng)極性氫鍵型物質(zhì)如廢水測定。
分離酸性物質(zhì),如酚類,要用酸洗處理的擔(dān)體。
分離堿性物質(zhì),如乙醇胺,要用堿洗處理的擔(dān)體。
有些特殊的情況下要用特殊的擔(dān)體,如氟擔(dān)體分離異氰酸酯類。
但是在普通的常量分析中,對擔(dān)體可以不必過份講究,甚至如耐火磚粉粒,玻璃珠砂和海沙也可以使用。
11、何謂固體固定相?大體可分為幾類?
指直接裝填到色譜柱中作為固定相的具有活性的多孔性固體物質(zhì)。固體固定相大體可分為三類:
******類是吸附劑。如:分子篩、硅膠、活性炭、氧化鋁等;
******類是高分子聚合物。如國內(nèi)的GDX型高分子多孔微球,國外Porapak系列等;
第三類是化學(xué)鍵合固定相。在氣相色譜中,通常是將固定液涂敷在載體表面上。
采用化學(xué)鍵合固定相分析極性或非極性物質(zhì)通常都能夠得到對稱峰,柱效很高,固定相的熱穩(wěn)定性也有所改善。
12、什么是固定液?對固定液有哪些要求?
一般是一種高沸點(diǎn)的有機(jī)物的液膜,通過對不同組份的不同分子間的作用,使組份在色譜柱中得到分離。對氣相色譜用的固定液,一般有如下幾點(diǎn)要求:
1.在操作溫度下蒸氣壓低,熱穩(wěn)定性好,與被分析物理或載氣不產(chǎn)生不可逆反應(yīng);
2.在操作溫度下呈液態(tài),而且粘度愈低愈好。物質(zhì)在高粘度的固定液中傳質(zhì)速度慢,柱效率因而降低。這決定固定液的******使用溫度;
3.能牢固地附著在載體上,并形成均勻和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的薄層;
4.被分離的物質(zhì)必須在其中有一定的溶解度,不然***會很快地被載氣帶走而不能在兩相之間進(jìn)行分配;
5.對沸點(diǎn)相近而類型不同的物質(zhì)有分離能力,即保留一種類型化合物的能力大于另一種類型。這種分離能力即是固定液的選擇性。
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