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)。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:
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:
(1)渦流擴散項與載氣流速無關(guān);
(2)當(dāng)載氣流速u小時,分子擴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,可使組分的擴散系數(shù)Dm(g)較小,從而減小分子擴散的影響,提高柱效;
(3)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.載氣流速(u)對柱效的影響:
從速率方程可知,分子擴散項與流速成反比,傳質(zhì)阻力項與流速成正比,所以要使理論塔板高度H小,柱效高,必有一佳流速。對于選定的色譜柱,在不同載氣流速下測定塔板高度,作H-u圖。
由圖可見,曲線上的低點,塔板高度小,柱效高。該點所對應(yīng)均流速即為佳載氣流速。在實際分析中,為了縮短分析時間,選用的載氣流速稍高于佳流速。
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,進樣量減少。在填充柱色譜中,液擔(dān)比一般為5%~25%。
4.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,有利于提高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。
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。
色譜柱長和內(nèi)徑的選擇
能使待測組分達到預(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。
7.進樣時間和進樣量的選擇
進樣迅速(塞子狀)以防止色譜峰擴張;
進樣量要適當(dāng):在檢測器靈敏度允許下,盡可能少的進樣量:液體樣0.1~10ul,氣體試樣為0.1~10ml。
8.燃氣和助燃氣的比例
在氣相色譜分析中,燃氣和助燃氣的比例會嚴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、燃氣和助燃氣的比例等。