色谱固定相及其分离条件的选择
正相色谱条件选择
正相色谱条件选择
正相色谱是一种常用的分离技术，其条件选择对于获得良好的分离效果至关重要。
以下是一些常见的正相色谱条件选择：
1. 流动相选择：正相色谱通常使用非极性溶剂作为流动相，如石油醚、氯仿等。
这些溶剂可以与样品中的极性化合物形成氢键，从而实现分离。
在选择流动相时，需要考虑样品的性质和目标分析物的极性。
2. 固定相选择：正相色谱的固定相通常是具有不同孔径和表面积的硅胶或聚合物颗粒。
固定相的选择取决于样品的性质和目标分析物的分子大小。
较大的分子通常需要较大的孔径来容纳，而较小的分子则需要较小的孔径来实现更好的分离。
3. 柱温选择：柱温对于正相色谱的分离效果也有一定的影响。
较高的柱温可以提高样品在固定相上的扩散速率，从而加快分离速度。
然而，过高的柱温可能导致样品分解或固定相的降解。
因此，在选择柱温时需要权衡分离速度和样品稳定性。
4. 流速选择：流速决定了样品在色谱柱上的停留时间，从而影响分离效果。
较高的流速可以减少分析时间，但可能导致分离不完全。
较低的流速可以提高分离度，但会增加分析时间。
因此，在选择流速时需要根据样品的性质和分析要求进行平衡。
5. 检测器选择：正相色谱常使用紫外可见光检测器（UV-
Vis）或荧光检测器进行检测。
选择合适的检测器需要考虑目标分析物的吸收或发射特性以及检测器的灵敏度和选择性。
6. 进样量选择：进样量的大小会影响色谱图的分辨率和分离度。
过大的进样量可能导致峰形变宽和分离不完全，而过小的进样量可能降低检测灵敏度。
因此，在选择进样量时需要根据样品的性质和分析要求进行优化。
液相色谱法中固定相选取与分离条件的优化方法
液相色谱法中固定相选取与分离条件的优化方法液相色谱法是一种常用的分析方法，广泛应用于化学、药学等领域。
正确选择固定相及优化分离条件对液相色谱法的分析结果具有重要影响。
本文将从固定相的选择和分离条件的优化两方面进行探讨，以帮助读者更好地理解和应用液相色谱法。
一、固定相的选择固定相是液相色谱法中的关键组成部分，对分离效果起着至关重要的作用。
不同的样品和分析要求需要选择不同类型的固定相。
一般来说，固定相可以分为正相、反相和离子交换相等几种类型。
正相色谱固定相适用于亲水性化合物的分离，如氨基硅胶、硅胶等。
这些固定相具有良好的保留性能，适用于分析极性物质。
反相色谱固定相适用于亲油性化合物的分离，如碳链、环芳烃等。
常见的反相固定相包括C18、C8等疏水基固定相。
反相色谱具有良好的选择性和灵敏度，适用于分析非极性和中极性物质。
离子交换色谱固定相适用于带电离子的分离。
离子交换固定相分为阴离子交换相和阳离子交换相两种类型。
阴离子交换相适用于阳离子的分离，如酸类化合物；阳离子交换相适用于阴离子的分离，如碱类化合物。
在选择固定相时，需要根据样品性质和分析目的综合考虑，进行合理选择。
同时，也可以根据实验经验和文献资料进行参考，以获取更好的分离效果。
二、分离条件的优化分离条件的优化包括流动相的选择、流速的调整、柱温的控制等多个方面。
以下将从这些方面展开论述。
1. 流动相的选择：流动相通常由溶剂和缓冲液组成。
在选择溶剂时，要充分考虑样品的溶解度和分离效果。
缓冲液的选择也非常关键，可以通过调整pH值来实现有选择性的分离。
在选择流动相时，需要充分考虑溶剂的挥发性、流动性以及其与固定相之间的相容性。
2. 流速的调整：流速的选择直接影响分离时间和峰形。
流速过快可能导致分离不充分，而流速过慢则会延长分析时间。
因此，需要根据样品的复杂程度和分析要求来调整流速，以达到较好的分离效果。
3. 柱温的控制：柱温的控制对分离效果有明显影响。
在一些高温不稳定的样品分析中，较低的柱温可以提高稳定性和分离效果。
HPLC分离技术
液相色谱分离技术一、液相色谱分离条件选择HPLC可供选择的固定相及流动相选择都有自身的特点和应用范围。
选择分离类型应根据分离分析的目的、试样的性质和量的多少、现有设备条件等来确定最佳分离方法．1、依据相对分子质量选择一般的液相色谱(吸附、分配及离子交换)最适合的相对分子质量范围200—2000．对于相对分子质量大于2000的样品，则用空间排阻色谱较佳．2、根据溶解性能选择如果样品可溶于水并属于能离解的物质，以采用离子交换色谱为佳；如果样品溶于烃类(如苯或异辛烷)，则可采用液固吸附色谱；如果样品溶于四氯化碳，则大多数可采用常规的分配或吸附色谱分离；如果样品既溶于水，又溶于异丙醇，则可采用液—液分配色谱，以水和异丙醇的混合物为流动相，以憎水性化合物为固定相．3、根据分子结构选择判断样品存在什么官能团．然后确定合适的色谱分离类型．例如，样品为酸、碱化合物，则采用离子交换色谱；样品为脂肪族或芳香族，可采用液—液分配色谱或液—固吸附色谱；异构体采用液—固吸附色谱；同系物不同官能团及强氢键的样品可用液—液分配色谱．现在将其列入表18．10，作为选择分离类型的参考．4、流动相的选择a、液相色谱中流动相的一般要求①化学稳定性好．与样品不发生化学反应；与固定相不发生不可逆作用，应保持色谱柱效或柱的保留性能长期不变．②对样品组分具有合适的极性和良好的选择性．③必须与检测器相适应，例如，采用紫外检测器，所选用的检测波长(工作波长)应比溶剂的紫外截止波长更长．所谓溶剂的紫外截止波长是当小于外截止波长的辐射通过溶剂时，溶剂对辐射产生强烈吸收，此时溶剂被看作是光学不透明的，它严重干扰组分的吸收测量．表18．11列出了部分常用溶剂的紫外截止波长。
④高纯度，不纯的试剂会引起基线不稳定，或产生“伪峰”．⑤低粘度，溶剂黏度过高，使压力增加，不利于分离；粘度过低，容易产生气泡；常用低粘度溶剂有丙酮、乙腈、甲醇等．B、液—固色谱的流动相在液—固吸附色谱中，流动相称为洗脱剂．对极性大的组分采用极性强的洗脱剂；反之，采用极性弱的洗脱剂．在实际工作中，溶剂的选择需通过实验来确定，合理配制二元溶剂，精细控制组分的K值，有可能使大多数样品组分实现良好分离．如果组分的K值范围很宽，则应采取梯度洗脱．C、液—液色谱的流动相在液—液分配色谱中，流动相与固定相的极性差异越大越好．正相分配色谱的流动相是以烃类(如己烷、庚烷等)为主，加入少量极性溶剂(如氯仿、甲醇等)改变流动相的极性和组成。
色谱分离条件
为了使气相色谱分离获得满意的结果，首先要选择适当的固定相，这已在上节中进行了讨论。
其次是选择适当的分离操作条件。
本节将根据速率理论，以总分离效能为指标，讨论这一问题。
一、载气种类及流速的选择对于确定的色谱柱和试样，有一个最佳的载气流速，此时柱效最高，根据公式：H ＝A＋B/U＋C用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图，得H-u曲线图。
在曲线的最低点，塔板高度H最小（H最小）。
此时柱效最高。
对于填充柱，N2的最佳实用线速为10～12cm?s-1；H2为15～20cm?s-1。
通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速（mL?s-1）来表示，用转子流量计测量；也可通过皂膜流量计在柱后进行测定。
若色谱柱内径为3mm,N2的流速一般为40～60L?min-1，H2的流速为60-90mL?min-1。
二、柱温的选择柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。
首先要考虑到每种固定液都有一定的使用温度。
柱温不能高于固定液的最高使用温度，否则固定液挥发流失。
柱温对组分分离的影响较大，（1）提高柱温使各组分的挥发靠拢，不利于分离，所以，从分离的角度考虑，宜采用较低的柱温。
（2）柱温太低，被测组分在两相中的扩散速率大为减少，分配不能迅速达到平衡，峰形变宽，柱效也会下降，并会延长分析时间。
柱温的选择原则是：应使难分离的两组分达到预期的分离效果，峰形正常的前提下，尽可能采用较高的柱温。
一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低20～30℃，具体的选择可通过试验决定。
对于宽沸点样品可采用程序升温的方法来分析。
三、气化温度进样后要有足够的气化温度，使液体试样迅速气化被载气带入柱中。
在保证试样不分解的情况下，适当提高气化温度对分离及定量有利，尤其当进样量大时更是如此。
一般选择：气化温度> 检测器温度≥ 柱温。
三、固定液的性质和用量固定液的性质对分离是起决定作用的。
有关这问题已详细讨论过。
在这里讨论一下固定液的用量问题。
浅谈气相色谱分离条件的选择
浅谈气相色谱分离条件的选择在气相色谱分析中,人们期望的理想状态是在最短的时间内对样品中各个组分完全分离并分析。
所以,选择高效率的色谱柱和适当的分离条件十分重要。
本文简要介绍了气相色谱仪分离条件的选择原则,并列举了应用实例。
1、固定相的选择一般来说,载体或固定相的粒度越小越有利于提高柱效率,但是粒度过小会使分析时间变长。
一般要求填充颗粒直径是柱直径的十分之一左右,即60～80目或80～100目。
粒度要均匀,粒度越一致,填充的越均匀,柱效率越高。
除分析气体外,分析其他物质大多使用涂装固定相的色谱柱。
其优点是可在较低温度下分析高沸点的样品,由于柱温低,固定相选择系数增大,从而提高了柱效率。
同时,固定相含量低,缩小了保留值,节省了分析时间。
固定相配比的选择取决于样品性质(如沸点、极性)、载体性质及柱温等,此外要求固定相粘度小,蒸汽压力低。
2、色谱柱的选择制作色谱柱的材料很多,其中不锈钢和玻璃是最常用的材料。
不锈钢柱质地坚硬,化学稳定性好,耐高温高压,应用最为广泛。
玻璃柱表面吸附性小,化学活性差,常用于微量分析或分析某些和金属发生化学反应以及易受热金属表面催化作用而分解的样品。
制作毛细管柱的材质主要是玻璃或石英。
在其他操作条件不变的前提下,适当增加柱长能获得较好的分离效果。
但柱子增长,分析时间也相应增加。
如在相同的操作条件下,柱长L1=1.0m时求得样品的分离度R1=0.8,若R2=1.5时,样品完全分离,则此条件下理想的柱长L2=L1/(R1/R2)2≈3.5m。
3、载气压力和流速的选择载气压力对柱效率有直接的影响。
如提高柱内压力,有助于提高柱效率。
但只提高入口压力,使流速加大且压降太大时,反而会降低柱效率,因此也必须提高出口压力。
一般采用在柱后加装适当气阻的方法来解决这一问题。
载气流速是决定色谱分离的重要因素之一。
一般情况下,流速高色谱峰窄,反之则宽些,但流速过高或过低对分离都有不利的影响。
流速要求要平稳,常用的流速范围为20～70mL/min。
气相色谱固定相及其选择
气相色谱固定相及其选择一、气-固色谱固定相在气—固色谱法中作为固定相的吸附剂，常用的有非极性的活性炭，弱极性的氧化铝，强极性的硅胶等。
它们对各种气体吸附能力的强弱不同，因而可根据分析对象选用。
一些常用的吸附剂及其一般用途均可从有关手册中查得。
二、气—液色谱固定相1．担体担体(载体)应是一种化学惰性、多孔性的颗粒，它的作用是提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面上。
对担体有以下几点要求：(1)表面应是化学惰性的，即表面没有吸附性或和吸附性很弱，更不能与被测物质越化学反应；(2)多孔性，即表面积较大，使固定液与试样的接触面较大；(3)热稳定性好，有一定的机械强度，不易破碎；(4)对担体粒度的要求，一般希望均匀、细小，这样有利于提高柱效。
气—液色谱中所用担体可分为硅藻土型和非硅藻土型两类。
常用的是硅藻土型担体，它又是可分为红色担体和白色担体两种。
在分析这些试样时，担体需加以钝化处理，以改进担体孔隙结构，屏蔽活性中心，提高柱效率。
处理方法可用酸洗、碱洗、硅烷化等。
2．固定液A．对固定液的要求(1)挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，以免流失。
(2)稳定性好，在操作温度下不发生分解。
在操作温度下呈液体状态。
(3)对试样各组分有适当的溶解能力，否则被载气带走而起不到分配作用。
(4)具有高的选择性，即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离能力。
(5)化学稳定性好，不与被测物质起化学反应。
B．固定液的分离特征。
固定液的分离特征是选择固定液的基础。
固定液的选择，一般根据“相似相溶”原理进行，即固定液的性质和被测组分有某些相似性时，其溶解度就大。
如果组分与固定液分子性质(极性)相似，固定液和被测组分两种分子间的作用力就强，被测组分在固定液中的溶解度就大，分配系数就大，也就是说，被测组分在固定液中溶解度或分配系数的大小与被测组分和固定液两种分子之间相互作用的大小有关。
分子间的作用力包括静电力、诱导力、色散力、和氢键力等。
3气相色谱分离条件的选择以及定性定量方法【仪器分析】
(4).固定液的相对极性 规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，
β，β’—氧二丙腈的相对极性为100。
(5). 固定相选择的基本原则 “相似相溶” 选择与试样性质相近
的固定相; 按组分性质的主要差别选择。
a.按相似相溶原则选择固定液
固定液与被测组分极性“相似相溶”，K大， 选择性好
挥发性小，对被分离试样中的各组分具有 不同的溶解能力，较好的热稳定性，并且不与 被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2). 固定液分类方法
化学分类法：脂肪烃、芳烃、醇、酯、硅氧烷 类等。
极性分类法：按相对极性的大小分为非极性、 中等极性、强极性等。
(3). 固定液的最高、最低使用温度 高于最高使用温度易分解，低于最低使用
5.进样条件及气化温度
在检测器灵敏度允许的范围内使进样量尽 量少，进样量过大容易造成拖尾峰。
最大允许进样量应控制在峰面积与进样量呈 线性的范围内。
气化室温度要高于样品沸点。
第五节 气相色谱定性定量方法 一、 色谱定性方法
1．利用保留值定性 1）已知对照物定性：通过对比试样中具有与纯 物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含 有该物质及在色谱图中的位置。
不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 定性专属性差
2 .利用文献相对保留值定性 相对保留值r21仅与柱温和固定液性 质有关。
在色谱手册中都列有各种物质在不 同固定液上的保留数据，可以用来 进行定性鉴定。
3.利用保留指数定性：
又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较
好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数
a.炭
炭分子筛孔径具有典型的非极性表 面，适于分析低碳烃和气体及短链极 性化合物。
液相色谱法中固定相选取与分离条件的优化方法
液相色谱法中固定相选取与分离条件的优化方法液相色谱法是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、生物、制药等多个领域。
在进行液相色谱实验时，固定相的选取和分离条件的优化是至关重要的环节。
本文将介绍一些固定相选取和分离条件优化的方法，帮助读者更好地进行液相色谱实验。
一、固定相选取的考虑因素固定相是液相色谱法中的重要组成部分，它直接影响到分离效果和分析结果的准确性。
固定相的选择需要考虑以下几个因素：1. 色谱柱的类型：色谱柱可分为正相色谱柱和反相色谱柱，分别用于不同性质的分析。
正相色谱柱适用于亲水性化合物的分离，反相色谱柱适用于疏水性化合物的分离。
因此，在固定相的选取时，需要根据分析样品的性质选择合适的色谱柱类型。
2. 色谱柱的填充物：填充物是决定液相色谱柱分离效果的关键因素。
常见的填充物有硅胶、聚合物和糖胺等。
选择填充物时需要考虑分析样品的性质、分离度要求以及分析条件等因素。
一般来说，硅胶填充物适用于一般的分离分析，而聚合物和糖胺填充物适用于高效液相色谱分离。
3. 粒径和孔径大小：粒径和孔径大小直接影响分离效果和分析速度。
粒径越小，表面积越大，分离效果越好，但也会增加分析时间。
孔径大小则影响液相的流动速度，孔径越大，流动速度越快。
因此，在固定相选取时，需要根据样品的复杂程度和分离度要求选择合适的粒径和孔径大小。
二、分离条件的优化方法在固定相选择确定后，还需要对分离条件进行进一步的优化，以提高分离效果和分析速度。
以下是一些常见的分离条件优化方法：1. 流动相的优化：流动相是液相色谱实验中的重要组成部分，直接影响到样品的分离效果。
首先，需要优化流动相的成分比例，以达到最佳的分离效果。
其次，还需要考虑流动相的流速，流速过大会导致分离效果不佳，流速过小会增加分析时间。
因此，需要根据样品的复杂程度和分离度要求选择合适的流速。
2. 温度的控制：液相色谱实验中的温度也是一个影响分离效果的重要因素。
在一些特殊的分析中，温度的调节可以改变样品的溶解度、扩散速率以及分子间相互作用等，从而实现更好的分离效果。
色谱分离操作条件的选择
配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样 量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
2020/5/23
3.柱长和柱内径的选择
增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于 柱长L2），但组分的保留时间tR↑，且柱阻力↑，不 便操作。 柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下， 尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。 填充色谱柱的柱长通常为1~3米，内径3~4mm。
2020/5/23
4.柱温的确定
(1) 首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度 固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形 式存在）范围之内。
(2) 柱温↑，被测组分的挥发度↑，即被测组分在气相中的浓
度↑，K↓，tR↓，低沸点组份峰易产生重叠。
(3) 柱温↓，分离度↑，分析时间↑。对于难分离物质对，降 低柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之 完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分 的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的交叠 更为严重。
2020/5/23
2.气化温度的选择
色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后 ，在此瞬间气化; 气化温度一般较柱温高30~50℃
防止气化温度太高造成试样分解。
2020/5/23
2. 载气流速的选择
作图求最佳流速。实际流速稍大于最佳流速，缩短时 间。
2020/5/23
三、 其它操作条件的选择
1.进样方式和进样量的选择
液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1μL， 5μL，10μL等。 进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范 围之内。进样要求动作快、时间短。 气体试样应采气体进样阀进样。
色谱固定相的基本要求
色谱固定相的基本要求1.色谱固定相是作为分离色谱样品的一种物质，也是确保分离效果的关键所在。
而色谱填充柱在使用之前一定要进行烘烤和老化。
以保证它在色谱工作状态下，不会因热、水及湿气等外界环境变化导致的吸附、解吸等问题而影响色谱数据的准确性和重现性。
同时它还应该能够耐受在工作过程中样品流动时可能产生的压力冲击，对填充柱本身不造成损害，并且还具有良好的机械强度和抗热性。
2.4.1.光学性质上有明显的吸收光。
2.4.2.颗粒形状应符合下列要求：孔径不大于0。
5μm；直径不大于8μm； 2.4.3.颗粒的堆积密度大于30g/cm3。
对于包含不同颗粒组分的色谱柱，它们必须有良好的分离效果和耐用性，以及能经得起严格而持久的性能考验。
2.4.4.粉末颗粒应不具有引起堵塞管道的危险性。
通常色谱柱的柱体长度较短（ 30～100mm），其中仅含有一个填充柱，因此需要有较快的填充速率。
在大型系统中，色谱柱尺寸常可达250mm以上，柱长可达500mm以上，甚至1000mm以上。
填充柱的填料多为天然或人工合成的无机材料。
在固定相方面，按使用方法划分为挥发性固定相与非挥发性固定相两类。
挥发性固定相包括有机溶剂、无机盐类、酸碱性物质、氧化剂等；非挥发性固定相包括硅胶、氧化铝等。
色谱柱有无支撑结构可以分为层状柱、填充柱、微粒柱和多孔柱。
3.1.1.柱温的选择：柱温对柱效的影响很大。
但是，在色谱过程中柱温往往难以控制。
另外柱温不仅取决于操作条件，还依赖于固定相类型。
通常的情况下，柱温控制在20 ℃～30 ℃。
3.1.2.载气与流速的选择：由于填料粒度很细，因此载气需采用微小的、高纯度的气体。
通常载气与流速控制在5～10ml/min。
3.1.3.流速的选择：流速是影响柱效的又一主要因素。
通常流速为5ml/min～1。
5ml/min。
3.1.4.载气与液体固定相比例的选择：一般选择5： 1。
3.2.1.保护柱：可防止被分离物质污染。
第三节 分离条件的选择
4t R ( 2) 4 12.8 4 12.2 0.8133 Y2 0.8533 n 3600 n 3600
[12.8 12.2] R 1 1 0.72 ) 1 Y2 ) 1 0.8133 2 (Y 2 (0.8533
R2 L2 L1 4.34m R1
二、色谱分离基本方程
• 对于难分离的混合物，在选择合适的实验条件 时，合理认为Y1=Y2=Y,k1 ≈ k2=k 2 • 由 t 得： 1 n 1
n 16 R Y
Y 4 tR
• 代入
t R(2) t R(1) R 1 (Y1 Y2 ) 2
取决于两组分的热力学性质
取决于两组分的动力学因素
★ R 越大，表明两组分分离效果越好 ★ 保留值之差取决于固定液的热力学性质 ★ 色谱峰宽窄反映色谱过程动力学因素 及柱效能高低
对于峰形对称且满足正态分布的色谱峰： R=1, 分离程度为98%； R=1.5，分离程度可达 99.7%。 所以R=1.5时可认为色谱峰已完全分开。
tR 2 n 16( ) Y
4t R (1)
4t R Y n
由于两峰及其接近，保留时间只差10 s，即AB的n值可视作一致
4 90 Y1 9s n 1600 4t R ( 2) 4 100 Y2 10s n 1600
注意： Rs＜1.5，即两峰不能完全分离。
《例二》
在某色谱柱上，组分AB的保留时间分别为90s和100s， 要达到完全分离(Rs=1.5),理论塔板数最少应为多少？ 解：
R
(Y1 Y2 )
(t R ( 2) t R (1) )
第4节 色谱固定相及其选择
第四节 气相色谱固定相
stationary phases in gas chromatograph
2013-7-1
一、气固色谱固定相
在GC分析中，各组分能否完全分离，主要取决 于色谱柱的效能和选择性，固定相的选择是关键问 题。 气固色谱用的固定相是一种有一定活性的吸附 剂。 常用于分析永久性气体和低沸点的烃类。
2013-7-1
二、气液色谱固定相
在气液色谱中，固定相是液体，是一种高沸点的
有机液膜－称固定液。
固定相必须有两部分组成：①固定液 ②担体
1．组分和固定液之间的分子作用力
组分在柱中的保留时间主要决定于组分和固定
液之间的作用力。 静电力，诱导力，色散力 分子间的作用力
2013-7-1
氢键作用力
静电力：极性分子之间产生的作用力 。
分离极性物质，选择极性固定液。组分按极性从 小到大流出。
分离极性和非极性物质，一般选极性固定液。非 极性组分先出峰。 能形成氢键的物质，选择氢键型固定液。组分按 形成氢键能力大小分离。
2013-7-1
复杂的难分离物质，可选用两种以上的固定液。 研究和使用过的固定液有1000多种，但最常用 总之，应选择固定液与被测组分的作用力 的不到10种。 大，溶解度大，分配系数大，充分发挥色谱
1. 种类
活性炭：有较大的比表面积，吸 附性较强。适于永久性气体和低沸 点的烃类。
2013-7-1
活性氧化铝：有较大的极性。
适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4
等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附
而不能用这种固定相进行分析。
硅胶：与活性氧化铝大致相同的分离性能。 除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、 NO、NO2等，且能够分离臭氧。。
色谱固定相及其选择
PEG20M 250
DEGS
225
乙 醇 氢 键 2308 醇 、 醛 酮 、 脂 肪 酸 、 酯
等极性化合物
氯 仿 氢 键 3430
2024/8/30
内容选择
2024/8/30
第一节 气相色谱仪
gas chromatographic instruments
第二节 气相色谱固定相及其选择
stationary phases in gas chromatograph
O V - 2诱2 导3 5力0 ；非甲 苯极性+ 2 分1子0 7 5 间的色散力；氢键等。
D N P 也可1 3以0 用五乙 醚个数+ 2 的总和来表示固定相的极性
O V - 2大1 0 小2 5，0 如：氯 仿β，+ 2 β1’5 0 0 —氧二丙睛五个常数的
O V - 2总2 5 和2 5为0 4427，是+ 3 强1极8 1 3 性固定相。
第三节 气相色谱检测器
detector of gas chromatograph
第四节 分离与操作条件选择
choice of chromatographic operating
condition
第五节 气相色谱分析法的应用
application technology of gas chromatograph
O V -101 350
表
O V -3
350
丙 酮 +1
229
优选固定液
甲 苯 +1
423
各类高沸点弱 极性有 机 化合物，如芳烃
麦氏常数：x’、y’、z’、u’、s’表示，
O V -7
350
色谱分离条件的选择
填充柱：2～4m 毛细管柱：20～100m
• 2、柱温的选择
柱温对R影响甚大，是条件选择的关键。
选择的基本原则： 在使最难分离的组分有尽可能好的分离
度的前提下，尽可能采取较低柱温，但以保 留时间适宜，峰不拖尾为好。因为T柱温低，K 大，R增加，减少固定液流失，柱寿命长；但 是Cl增加，峰扩张。
柱温与样品沸点间的关系：
H2最佳线速度：15～20cm/s N2最佳线速度：10～12cm/s • 线速度u=L/tM
• 4、其它条件选择
①气化室温度： 以样品沸点或稍高于沸点的温度，保证迅速完
全气化，但不要超过样品沸点50℃，防止分解. ②检测室温度：
高于柱温30℃。 温度太低，流出物冷凝，污染检测器；温度太 高，灵敏度降低。 ③进样量： 柱长L：2～4m，直径：4～6mm，固定液配比： 15～30％。 最大进样量：液体10ul(0.1～5ul)
① 分离效果差，柱效低，选 择性（ ）低； ② 完全分离，柱效高，峰窄， 选择性（ ）低 ； ③完全分离，选择性（ ） 增加，柱效低，峰宽； ④完全分离，柱效高，选择 性（）好；
• 高斯峰，底宽度4 ，即Y= 4
所以：
①当R＝1时：△tR＝4，称4分离，此时二峰 只有2％重叠，98％分离；
②当 R＝1.5时：△tR＝6，称6分离，此时 二峰基本完全分离，重叠小于1％。
• 不对称峰：=0.75 R=1.0 R=1.5
色谱分离基本方程式:
• R与柱效、柱容量和柱选择性之间的关系：
柱效相 柱容量相 选择性相
最佳R值的确定
• ①R与n的关系：
在L一定时，H小，R大。 n影响峰宽度，增加n，峰变窄，柱效高； 增大n：增大L、降低H，才能增大R。
4--第二章色谱分离条件的选择
2、柱温的选择
柱温是一个重要的操作参数，直接影响分离效能和分析速度。
每一种固定液都有一定的使用温度，柱温不能高于固定液 的最高使用温度。
柱温对分离的影响：a宜采用较低温度；b柱温不能过低。
柱温选择原则：在保证分离效果前提下，尽可能采用较低柱 温，标准以保留时间适度为宜、峰形不拖尾为度。
a.对于高沸点(300~400℃)混合物 在较低的柱温（低于沸点100～200℃ ）下分析，低沸点物 质较快流出，低固定液含量（质量分数1～3％）
相比β改变，β=VM/VS， VM减小，β减小，由K=kβ ，k增 大。即采用细颗粒的固定相，填充紧密均匀，减小柱子死 体积。
3.分离度与柱选择性之间的关系（选择因子α ）
k α -1 R＝ √ n * ( α ) * ( 1+k ) 4
1
相对保留值α 是柱选择性的量度，α 越大，柱选择性越好， 分离效果越好。 注意，α 是大于或等于1的，等于1，则分离不能实现。
k
, k/(1+k)=1-1/(1+k)
,R
但k增大，固定相对组分的溶解或吸附就多，分析时间就会 延长，峰宽产生扩展； k增加到一定程度后，k/(1+k)变化不明显。 所以k一般在1～10范围内。
k
, k/(1+k)=1-1/(1+k)
,R
改变k值方法：改变柱温、改变相比。
柱温改变，分配系数K改变，K=kβ ，则k改变；
对于沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。 什么是程序升温？ 柱温按照预定的加热速度，随时间作线性或非线性的增加。
采用程序升温有什么好处？ 由于柱温随时间作线性或非线性的增加，那么在较低的初始 温度，沸点较低的组分较快流出，得到良好分离；随柱温升 高，较高沸点的组分也能较快流出，也能和较低沸点组分一
第4节 色谱固定相及其选择——【分析化学】
③分离非极性和极性的（或易被极化的）混 合物，一般选用极性固定液。此时，非极性 组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分 后出峰。
④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物 的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。
练习：1.分离苯和环己烷 ，用哪种极性的固定液？ 2. 用SE-30分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，判断
2.固定液
高沸点、难挥发的有机化合物
(1) 对固定液的要求
a.应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能 力;
b.较好的热稳定性，
c.不与被分离(组2)分固发定生液不的可最逆高的最化低学使反用应温。度
a.高于最高使用温度易分解;
2021/2/5 Friday
b. 温度低呈固体。
(3)固定液的相对极性
出峰顺序。
1. 80.10, 80.81 °C 2. 40、62、77 °C
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Summary of The key Points
• 气固色谱固定相常用：活性炭，分子筛，氧化铝和硅胶； • 气液色谱固定液非常多，高沸点、难挥发的有机化合物
都可； • 固定液的选择原则：相似相溶；
二.气液色谱固定相
stationary phases in gas-liquid chromatography
固定液 + 担体（支持体） ： 小颗粒表面涂渍上一薄层固定液
1.担体 (1)比表面积大，孔径分布均匀； (2)化学惰性，表面无吸附性，与组分不反应；
(3)具有较高的热稳定性和机械强度。
2021/2/5 Friday
规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极 性为零，β，β’—氧二丙睛的相对极性为 100。
2-气相色谱
正构烷烃的保留指数为碳数100，测定时，将碳 数为Z和Z +n的正构烷烃加入到样品 x 中进行色谱
分析，此时测得这三个物质的调整保留值。
例：乙酸正丁酯在阿皮松L柱上的流出曲线如下 图所示。由图中测得调整保留距离为：乙酸正 丁酯310.0 mm，正庚烷174.0 mm，正辛烷373.4 mm。求乙酸正定酯的保留指数。
lg 310.0 lg174.0 I x 100 [7 ] 775.6 lg 373.4 lg174.0
在与文献值对照时，一定 要重视文献值的实验条件， 如固定液、柱温等。而且 要用几个已知组分进行验 证。
与其它分析仪器联用定性
气相色谱-质谱(GC-MS) 、NMR联用； 气相色谱-富里叶变换红外光谱(GC-FTIR)联用； 与化学方法配合进行定性鉴定；
A 1.065h t R b
适用范围：狭窄峰。 (5)数字积分仪求峰面积 应用范围广，精度一般可达0.2~2%。
定量校正因子
绝对校正因 子 单位峰面积(或单位峰高)的组分的量
f i mi / Ai
相对校正因子
f i mi / Ai mi As fi f s ms / As ms Ai
f f
' V
2 常用的几种定量分析方法 (1)归一化法
依据：组分含量与峰面积成正比
f i ' Ai Wi ' 100% ' ' f1 A1 f 2 A2 f 中所有组分 均须出峰
操作条件如进样量、载气流速等 变化时对结果的影响较小。
f i' hi i 100% f i' hi
已知水与内标物甲醇的相对质量校正因子分别为0.70和0.75，计算样品中水分
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2、阿皮松 L
商品牌号 SQ
使用温度 （最高）
℃
150
溶剂 乙醚
APL
300
苯
3、硅油
OV-101 350
丙酮
4、 苯基 10%
OV-3
350
甲基聚硅氧烷
5、 苯基（20%）
OV-7
350
甲基聚硅氧烷
6、 苯基（50%）
OV-17 300
甲基 聚硅氧烷
7、苯基（60%）甲基 OV-22 350 聚硅氧烷
2020/8/8
(4)固定液的最高最低使用温度
高于最高使用温度易分解，温度低呈固体；
(5)混合固定相
对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至 两种以上配合使用；
(6)固定液的相对极性
规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，β，β’—氧 二丙睛的相对极性为100。
2020/8/8
固定液 名称
色谱分析法 一、气固色谱固定相
chromatographic analysis
第六节 气相色谱固定相
stationary phases in gas chromatograph
stationary phases in Gas-solid chromatograph
二、气液色谱固定相
stationary phases in gas-liquid chromatograph
8、邻苯二甲酸 二壬酯
DNP
130
9、三氟丙基甲基 聚硅氧烷
OV-210 250
10、 氰丙基（25%） OV-225 250 苯基（25%）
甲基聚硅氧烷
11、聚乙二醇
PEG20M 250
甲苯 甲苯 甲苯 甲苯 乙醚 氯仿
乙醇
12、 丁二酸二乙 二醇聚酯
DEGS 225
氯仿
相对 极性 0 — +1 +1 +2 +2 +2 +2 +2 +3
类
适用于涂渍极性固定液分析极性物质 催化吸附性小，减小色谱峰拖尾
上海试剂厂
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成
上海试剂厂
经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在 较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。 由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 /
g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
2020/8/8
2020/8/8
二、气液色谱固定相
stationary phases in gas-liquid chromatograph
气液色谱固定相 [ 固定液+担体（支持体）] ：小颗粒表面 涂渍上一薄层固定液。 固定液特点： ➢ 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体 状态。 ➢ 固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。 担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。
6201 红色担体
特点及用途
生产厂家
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物 质 由 201 釉化而成，性能介于红色与白色 硅藻土担体之间，适用于分析中等极性 物质
上海试剂厂 大连催化剂厂
白色 101 白色担体
硅藻土 101 酸洗
担体 101 硅烷化白色担体
102 白色担体
高分子微球
非
硅
玻璃微球
藻
土
氟担体
分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸 附中心点。 白色担体：
煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗粒疏松， 孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著 减小，适宜分离极性组分的试样。
2020/8/8
表 气液色谱担体
种类 红色
硅 硅藻土 藻 担体 土 类
担体名称
201 红色担体 301 釉化红色担体
2020/8/8
一、气固色谱固定相
stationary phases in Gas-solid chromatograph
1. 种类
(1)活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。
(2)活性氧化铝 有 较 大 的 极 性 。 适 用 于 常 温 下 O2、N2、CO、CH4、
C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈 吸附而不能用这种固定相进行分析。
(3)硅胶 与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质
外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧 。2020/8/8
气固色谱固定相
(4)分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A
、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（ 常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、 CO等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。 (5)高分子多孔微球（GDX系列）
新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。 型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇 的分析。
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2. 气固色谱固定相的特点
（1）性能与制备和活化条件有很大关系； （2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果 差异较大； （3）种类有限，能分离的对象不多； （4）使用方便。
2020/8/8
1.作为担体使用的物质应满足的条件
比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不 起反应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用60-80目、80-100目。
2020/8/8
2.担体（硅藻土）
红色担体： 孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜
氢键 氢键
麦氏 常数 总和 0 143 229 423 592 827 1075
1500 1813
2308 3化合物 非极性和弱极 性各类 高 沸点有机化合物 各类高沸点弱 极性有 机 化合物，如芳烃
醇、醛酮、脂 肪酸、 酯 等极性化合物
表 优选固定液
麦 氏 常 数 ： x’、y’、 z’、u’、s’ 表 示 ， 分 别 代表了极性分子间存在 着的静电力（偶极定向 力）；极性与非极性分 子间存在着的诱导力； 非极性分子间的色散力 ；氢键等。也可以用五 个数的总和来表示固定 相的极性大小，如：β ，β’—氧二丙睛五个常 数的总和为4427，是 强极性固定相。
3.固定液
固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。
(1) 对固定液的要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的 热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2) 选择的基本原则
“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。
(3) 固定液分类方法
如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱手 册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、 芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。