浅谈气相色谱柱.ppt

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gas chromatographic column
目录
04.
柱效理论
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01.
CONTENTS
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02.
原理
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03.
简介
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06.
结语
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05.
影响柱效的因素
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气相色谱仪以气体作流动相（载气），当样品进入汽化室气化后，被载气带入色谱柱内，样品中各组分在流动相和固定相之间进行反复多次的分配，由于样品中各组分的物理化学性质不同，在色谱柱两相间的分配系数和吸附系数不同，在载气的带动下各组分在柱子中的运动速度也不同，经过一定的柱长后，各组分在柱子末端分离开，然后通过接在柱子后的检测器根据组分的物理化学性质将组分按顺序检测出来。
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原理
按照色谱柱内径的大小和长度，又可分为填充柱和毛细管柱。
毛细管色谱柱，又称开口管柱，是将固定相涂在管内壁的开口管，其中没有填充物。毛细管柱的内径远比填充柱小，填充柱内径通常大于2mm，而毛细管柱内径在0. 1 ～ 0. 5mm 范围; 填充柱长度一般在20m 以内，而毛细管柱的柱长可从10m 到100m 以上，典型的柱长是30m。在满足分离度的情况下，为提高分离速度，现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
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简介
速率理论对柱效的表示方法：
速率理论以Van Deermter 方程来表示色谱柱的理论板高H:
H = A + B /u + C·u ( 3)
式中，A 为涡流扩散项，u 为流动相线速度，B /u 为纵向扩散项，C·u 为传质阻力项，C·u 分为固定相传质阻力项Cs·u 和流动相传质阻力项Cm·u 之和( Cs + Cm) u。在毛细管色谱柱中，可认为没有涡流扩散项，即A = 0，故毛细管柱的柱效以下式表示:
H = B /u + ( Cs + Cm) u
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影响毛细管色谱柱柱效的因素：
（一）固定相的性质：
。如果固定相与不同溶质间的相互作用不同，就可以实现它们的分离。
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色散力
偶极作用
氢键
对于液态或胶质固定相（聚硅氧烷和聚乙二醇），有三种主要相互作用力：
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色散作用最难描述和想象，因为他们是由分子中电子或原子核振动而引起电荷的波动现象。这种波动是随机的，基本上是一个统计性的效果。
色散力是普遍存在的，而且任何分子间的相互作用都能产生色散力。烃类化合物之间仅存在色散作用。
（1）色散力是所有聚硅氧烷和聚乙二醇固定相最主要的相互作用力。
单个的分子也存在色散力，而且即使存在其他类型的相互作用，色散力也是一直都存在的。
低分子量的烃类化合物为液体而不是气体完全是由于烃类化合物的分子之间的色散作用力。
偶极-偶极作用力非常强，永久偶极子分子之间一般会产生偶极-偶极作用，例如醇、酯、醚、胺、酰胺、腈等。
与偶极作用一样色散作用也能使分子间产生相互吸引力，但是偶极-偶极作用的强度远远超过色散作用。
（2）如果固定相可以靠偶极力相互作用，则偶极矩不同的溶质具有更好的分离能力。
聚乙烯乙二醇类和氰丙基与三氟丙基取代聚硅氧烷具有偶极相互作用；甲基或苯基取代基团不发生偶极相互作用。
（3）氢键是偶极-偶极作用的一个特例，在氢键作用下与偶极子相连的两个羟基分子互相靠近。氢键作用力比色散作用大很多，在极端情况下(如水与甲醇)偶极-偶极相互作用力的大小接近化学键的作用力。
如果化合物间的氢键相差不大，就需要更大量适宜的基团（如聚乙二醇，而不是14%氰丙基-甲基聚硅氧烷）。
如果溶质分子与固定相之间可形成氢键，则会发生氢键相互作用。
如果采用氢键相互作用能力不同的固定相，具有氢键形成能力的溶质的峰分离程度也常常会变化。
“相似相溶”的原则，待测组分分子与固定液分子的性质（极性、官能团）相似时，其溶解度就大。
1 )按极性相似原则选择；
2 )按官能团相似选择:若待测物质为酯类,则选用酯或聚酯类固定液;若待测物质为醇类,可选用聚乙二醇固定液；
3 )按主要差别选择:若待测各组分之间沸点是主要矛盾, 可选用非极性固定液,若极性是主要矛盾,则选用极性固定液；
4 )选择混合固定液:对于难分离的复杂样品,可选用两种或两种以上的固定液；
5 )如果可能，便是使用含有与选择性检测器产生高响应官能团的固定相。