气相与液相色谱的异同点

气相色谱法与高效液相色谱法的异同点

气相色谱法和高效液相色谱法是色谱法中的一种，因流动相物态不同，才有此分类。

一、气相色谱法与高效液相色谱法的不同点

1、流动相

气相色谱法的流动相是气体（又称载气），液相色谱法的流动相为液相（又称淋洗液）。

2、分类（按固定相不同）

气相色谱法中，按固定相不同可分为：气---固色谱法；气---液色谱法。高效液相色谱法中，按固定相不同可分为：液---固色谱法；液---液色谱法。

3、固定相

气固（液固）色谱的固定相：多孔性的固体吸附剂颗粒，如活性炭，活性氧化铝，硅胶等。气液（液液）色谱的固定相：化学惰性的固体微粒（担体），固定液+担体。

4、特点

气相色谱法的特点：高效能、选择性好、灵敏度高、操作简单、应用广泛。

高效液相色谱法的特点：高压、高速、高效、高灵敏度。

5、应用范围

气相色谱法的应用范围：对于难挥发和热不稳定的物质是不适用的。高效液相色谱法的应用范围：从原则上说，高沸点难挥发且相对分子质量大的有机物都适用。

6、分离机理

（1）气相色谱法：气相色谱是一种物理的分离方法。利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。

（2）液相色谱法：高效液相色谱法是在经典色谱法的基础上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。

概括为：气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程；气液色谱的分离机理：气液(液液)两相间的反复多次分配过程。液固色谱的分离机理：溶质分子和溶剂分子对吸附剂活性表面的竞争吸附。

7、仪器构造

（1）气相色谱法：由载气系统、进样系统、色谱柱、检测系统和数据处理系统组成。进样系统、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。

（2）液相色谱法：高效液相色谱仪主要由进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处理系统组成。

8、进样器

高效液相为平头进样针，气相色谱为尖头进样针。

9、色谱柱长

（1）气相色谱柱通常几米到几十米。（气相色谱由于载气的相对分析量较低，分子间隙大，故粘度低，流动性好，组分在气相中流动速度快，因此可以增加柱长，以提高柱效）。（2）液相色谱柱通常为几十到几百毫米。

10、样品柱前变化

气相色谱的样品在柱前必须变为气体（气化室汽化），而液相色谱的样品在柱前则无变化。

11、所用检测器

液相色谱法主要为：紫外检测器，荧光检测器、示差折光检测器等；

气相色谱主要为：氢火焰离子化检测器（FID）,热导检测器（TCD）,电子捕获检测器（ECD）,火焰光度检测器（FPD）,氮磷检测器（NPD）等。

12、死时间

气相色谱过程中，只要载气流速稳定就可以进样分析，而液相色谱过程中，通常需要平衡一段时间后再进样分析，特别是进行梯度洗脱后柱子平衡时间较长。

13、操作温度

液相色谱通常在室温下操作，较低的温度，一般有利于色谱分离条件的选择。而气相色谱则不能，因为室温变动幅度较大，使气相色谱基线漂移严重而无法分析，所以必须精确控制温度。

二、气相色谱法和液相色谱法的相同点

它们的理论基础同为“两相及两相的相对运动”，且它们在保留值、分配系数、分配比、分离度、塔板理论、速率理论方面是一致的，但其中有细微的区别，现比较如下：

1、分配系数

组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数，用

K 表示，即：

液---液分配色谱法与气---液分配色谱法，当溶质在固定相和流动相间进行分配达到平衡时，物质的分配都服从于分配系数。其中，分离的顺序决定于分配系数的大小，分配系数大的组分保留值大，而气相色谱法中流动相的性质对分配系数影响不大，液相色谱法中流动相的种类对分配系数却有较大的影响。

2、分配比

分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：

其中，分配比与分配系数的关系为：

V M为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；V S为固定相体积，对不同类型色谱柱，V S的含义不同。对于气-液色谱柱：V S为固定液体积；而气-固色谱柱：V S为吸附剂表面容量。

3、分离度

难分离物质的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：保留值之差──色谱过程的热力学因素；区域宽度──色谱过程的动力学因素。色谱分离中的四种情况如图所示：

分离度的表达式：

（1）分离度与柱效

M

s

c

c

K=

=

组分在流动相中的浓度

组分在固定相中的浓度

M

s

m

m

k=

=

组分在流动相中的质量

组分在固定相中的质量

β

K

V

V

c

c

V

V

M

V

V

M

M

M

k

m

S

m

s

m

m

S

S

S

S

m

S=

⋅

=

=

=

)

(2

)1(

)2(

)1(

)2(

W

W

t

t

R

b

b

R

R

+

-

=