第5节 GC固定相及选择

项的总和称为固定液的总极性(又称麦氏
常数)。
表4-7 十二种常用固定液
序 号 1 2
固定液名称 角鲨烷 甲基硅油或甲基硅橡胶
型号 SQ *SE-30,OV-101, SP-2100,SF-96
麦氏常数 0 205229
最高使用 温度℃ 150 350
3
4 5 6 7
苯基(10%)甲基聚硅氧烷
苯基(20%)甲基聚硅氧烷 苯基(50%)甲基聚硅氧烷 苯基(60%)甲基聚硅氧烷 三氟丙基(50%)甲基聚硅氧烷
lg
t t
' R(苯 )
' R ( 环 己 烷)
q1: 表示, ’-氧二丙腈 q2: 表示角鲨烷 qx: 表示被测极性的固定液
(3) 固定液的相对极性的计算和判断
100(q1 q x ) p x 100 q1 q2
这样测得的各种固定液的
相对极性值均在0100之间，
一般又将它们分为五级，每20单位为一级 相对极性(p) 019 2039 4059 6079 80100 级别 1 2 3 4 5

主要是表面有一定活性的固体吸附剂。
(一) 分类
按极性分类
(二) 性能

主要用于分离 非极性：活性碳，石墨化碳黑 永久性气体，对其 弱极性：氧化铝 它样品的分离效果 不好，目前已很少 极 性：分子筛 使用。 强极性：硅胶
二、液体固定相(气-液色谱固定相)
(一) 组成
气-液色谱固定相由两部分组成：
的组分先出峰，沸点高的组分后出峰。
(2) 对中等极性的组分， 一般选用中等极性的固定液


此时应同时考虑蒸气压和分子间作用力。
若分子间作用力小，而组分的沸点差别 较大，则蒸气压起主要作用，组分按沸点顺序 出峰。

若组分沸点接近，而分子间作用力较大， 则分子间作用力起主导作用，作用力小的先出 峰。
(3) 对强极性组分，选用强极性固定液
第五节
固定相及其选择
前言

在气相色谱中，分离过程是在色谱柱内完
成的，因此色谱柱就好比色谱仪的心脏。气相 色谱法能否将某一样品完全分离，主要取决于 色谱柱的选择和性能，但色谱柱的选择性和效
能在很大程度上取决于固定相的选择是否合适，
所以，气相色谱固定相的选择就显得十分重要。
气相色谱固定相大致分两类。
一、固体固定相(气-固色谱固定相)
白色载体：

是天然硅藻土在煅烧时加入少量 Na2CO3 之类的 助熔剂，使氧化铁变为白色的铁硅酸钠而得名。 优点：比表面积小 (1m2.g-1) ，适合于涂渍低含量 固定液，孔径较大 (89m) ，表面活性中心易于 完全覆盖，催化活性小。
缺点：机械强度差。 用途：分离极性物质。 常用的有101，Chromosorb W型等。

色谱工作者按某些特征常数将 固定液进行分类，麦氏常数是常用
的一种，麦氏常数越大，固定液的 极性越强。
什么是麦氏常数？

1970年，McReynolds选用苯、正丁醇、 2-戊酮、1-硝基丙烷和吡啶5种物质作为标 准物质，在柱温120C下，分别测定它们 在226种固定液和角鲨烷上的I值，并把5
XE-60
PEG-20 DEGA *DEGS TCEP
1785
2308 2764 3504 4145
250
225 200 200 175
4.固定液的选择


根据“相似相溶性”原则选择
(1) 对非极性组分，一般选用非极性固定液
因为组分与固定液分子之间作用力很小，
组分的出峰顺序主要由蒸气压决定，即沸点低
红色载体：

因含有少量的氧化铁颗粒而得名，
优点：机械强度大，孔径小(约2m)，比表面 积大(约4m2.g-1)，表面吸附性较强，适用于涂 渍高含量固定液。 缺点：表面有活性中心，有一定的催化活性。 用途：分离非极性或弱极性化合物。 常用的有6210，C-22火砖，Chromosorb等。

OV-3
OV-7 DC-710,*OV-17, SP-2250 OV-22 OV-210,*QF-1, SP-2401
423
592 827884 1075 15001520
350
350 375 350 275
8
9 10 11 12
-氰乙基(25%)甲基聚硅氧烷
聚乙二醇-20000 聚己二酸二乙二醇酯 聚丁二酸二乙二醇酯 1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷
相对极性与物质的极性间关系
相对极性 物质的极性
0 +1
+2 +3
非极性固定液
弱极性固定液 中等极性固定液
+4 +5
强极性固定液
② 按固定液的化学结构分类

这种分类方法是把相同官能团 的固定液排列在一起，便于按“结
构相似”原则选择固定液。
表4-6 按结构分类的固定液表
固定液的结构类型
烃 类 硅氧烷类
(3) 种类
红 色 载 体 硅 藻 土 白色载体 载 体 氟 载 体 、 多 孔 玻 璃 非 硅 藻 土 微 玻 璃 珠 、 多 孔 聚 乙 烯 球
(4) 性能

硅藻土由单细胞海藻骨架组成，主要成
分是SiO2和少量无机盐。硅藻土类载体是天
然硅藻土经煅烧等处理后而获得的具有一定 粒度的多孔性颗粒。是目前气相色谱广泛使 用的一种载体，按制作方法不同分两类：

因为此时分子间作用力起主导作用，
组分按极性大小顺序出峰，极性小的组
分先出峰，极性大的组分后出峰。
(4) 对于极性和非极性组分的混合物， 通常也选用极性固定液
此时，非极性组分先流出，极性组
分后流出。
(5) 分离能形成氢键的试样 一般选用极性或氢键型固定液
试样中各组分按与固定液形成氢键
能力的大小先后流出，最不易形成 氢键的最先流出，最易形成氢键的
极 性
最弱极性 极性范围广从 弱极性到强极 性
举 例
角鲨烷、石蜡油 甲基硅氧烷、苯基 硅氧烷、氟基硅氧 烷、氰基硅氧烷
分离对象
分离非极性化合物 不同极性物质
醇类和醚类
酯类和聚酯
强极性
中强极性
聚乙二醇
苯甲酸二壬酯
强极性化合物
应用广泛
腈和腈醚 有机皂土
强极性
氧二丙腈、苯乙腈
极性化合物 分离芳香异构体
③ 按麦氏常数分类

④ 有适当的溶解能力

各组分在固定液中要有一定的溶解度，否
则样品会迅速通过柱子，难以使组分分离。


⑤ 选择性好
对试样各组分分离能力强，即个组分的分
配系数差别要大。

⑥ 黏度低、凝固点低 方便在载体上均匀分布、
3.固定液的分类
① 按固定液的极性分类
强极性物质：
, ’-氧二丙腈
相对极性 p=100
载体
固定液

液体固定相是把固定液均匀的涂渍
在载体表面构成的。
(二) 载体(担体)
1. 作用百度文库
载体是固定液的支持骨架，用于 涂渍固定液，使固定液在其表面形成
一层薄而均匀的液膜。
(2) 要求


① 化学稳定性好；
② 热稳定性好； ③ 具有多孔性，即比表面积大； ④ 颗粒均匀，有一定的机械强度； ⑤ 不直接参与色谱分离。
非极性物质：

角鲨烷
相对极性 p=0
其它固定液的极性选用： 正丁烷-丁二烯(或苯-环己烷)进行实验确定。
固定液极性确定的方法：
(1) 测定

分别测定正丁烷-丁二烯(或苯-环己烷)
在, ’-氧二丙腈、角鲨烷和欲测极性的固
定液的色谱柱上的调整保留时间。
(2) 计算q 值
q lg
t t
' R ( 丁 二 烯) ' R ( 正 丁 烷)
最后流出。
(6) 对于复杂的难分离试样 选择两种或两种以上混合固定液
对于十分复杂的难分离的试样，一
般选择两种或两种以上相互混溶的 固定液，以达到最佳分离效果。
(7) 试样极性未知 选择常用固定液做实验
如果试样极性未知，一般选择常用
的 12 种常用固定液进行实验，根 据分离情况再进行细致选择。


(三) 固定液
固定液为高沸点有机物(液体)。
1. 作用
分离混合物。
2. 要求


① 热稳定性好
在操作温度下，不发生聚合、分解和交联等现象， 通常有一个“最高使用温度”。

② 化学稳定性好
固定液与样品或载气不能发生不可逆的化学反应。
③ 挥发性小
在使用温度下蒸汽压较低，避免固定液的流失。