一、氣相色譜原理
色譜法又叫層分析法,它是一種物理分離技術(shù)。阿德分離原理是使混合物中的各組分在兩相間進(jìn)行分配,其中的一相是不動(dòng)的,叫做固定相,另一相則是推動(dòng)混合物流過此固定相的流體,叫做流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相中所含的混合物經(jīng)過固定相,就會與固定相發(fā)生相互作用。由于各組分在性質(zhì)與結(jié)構(gòu)上的不同,相互作用的大小強(qiáng)弱也有差異。因此在同一推動(dòng)力作用下,不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長有短,從而按先后秩序從固定相中流出,這種借在兩相分配原理而使混合物中各組分獲得分離的技術(shù),稱為色譜分離技術(shù)或色譜法。當(dāng)用氣體為流動(dòng)相,稱為氣相色譜。
色譜法具有:分離效能高、分析速度快。樣品用量高、靈敏度高。適用范圍廣等許多化學(xué)分析法無可與之比擬的優(yōu)點(diǎn)。
二、氣相色譜儀工作原理
利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同,當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí),組份就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配,由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同,因此各組份在色譜柱中的運(yùn)行速度就不同,經(jīng)過一定的柱長后,便彼此分離,按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器,產(chǎn)生的離子流訊號經(jīng)放大后,在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。
三、氣相色譜儀的組成部分
(1)載氣系統(tǒng):包括氣源、氣體凈化、氣體流速控制和測量
(2)進(jìn)樣系統(tǒng):包括進(jìn)樣器、汽化室(將液體樣品瞬間汽化為蒸氣)
(3)色譜柱和柱溫:包括恒溫控制裝置(將多組分樣品分離為單個(gè))
(4)檢測系統(tǒng):包括檢測器,控溫裝置
(5)記錄系統(tǒng):包括放大器、記錄儀、或數(shù)據(jù)處理裝置、工作站
四、什么叫保留時(shí)間?
從進(jìn)樣開始至每個(gè)組分流出曲線達(dá)極大值所需的時(shí)間,可作為色譜峰位置的標(biāo)志,此時(shí)間稱為保留時(shí)間,用t表示。
五、什么是色譜圖?
進(jìn)樣后色譜柱流出物通過檢測器系統(tǒng)時(shí),所產(chǎn)生的響應(yīng)信號時(shí)間或載氣流出氣體積的叫曲線圖稱為色譜圖。
六、什么是色譜峰?峰面積?
1、色譜柱流出組分通過檢測器系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的響應(yīng)信號的微分曲線稱為色譜峰。
2、出峰到峰回到基線所包圍的面積,稱為峰面積。
七、怎樣測定載氣流速?
高檔色譜儀上均安裝有自動(dòng)測試裝置,無自動(dòng)測試裝置可用皂膜流量計(jì)測,將皂膜流量計(jì)連接在測檢測出口(也可將色譜柱與檢測器斷開皂膜流量計(jì)測接在色譜柱一端),測試每分鐘的流速。測完后色譜升溫壓力表指示會升高,原因是溫度升高色譜柱對氣體的阻力增加,不要把壓力調(diào)下來,當(dāng)色譜溫度升高穩(wěn)流指示不會改變。測試載氣流速在室溫下測試。
八、怎樣控制載氣流速?
載氣流速的控制主要靠氣路上高壓鋼瓶上的減壓閥減壓,然后經(jīng)儀器的穩(wěn)壓閥穩(wěn)壓,再經(jīng)穩(wěn)流閥以達(dá)到控制載氣流量穩(wěn)定,減壓閥給出的壓力要高出穩(wěn)壓后的壓力。非程序升溫色譜一般沒有穩(wěn)流閥,只靠穩(wěn)壓閥控制流速。
九、氣相色譜分析怎樣測其線速度?
1、一般測定線速度實(shí)際上是測定色譜柱的死時(shí)間;
2、甲烷作為不滯留物,測定甲烷的保留時(shí)間(TCD檢測器以空氣峰),
3、用色譜柱的長度除以甲烷的保留時(shí)間得到色譜柱的平均線速度。
十、氣相色譜分析中如何選擇載氣流速的蕞佳操作條件?
在色譜分析中,選擇好蕞佳的載氣流速可獲得塔板高度的最小值。因此,從速率理論關(guān)于峰形擴(kuò)張公式可求出蕞佳流速值。通常色譜柱內(nèi)徑4mm,可用流速為30ml/min。
十一、氣相色譜分析中如何選擇載氣的蕞佳操作條件?
1、載氣的性質(zhì)對柱效和分析時(shí)間有影響;
2、用相對分子質(zhì)量小的載氣時(shí),蕞佳流速和最小塔板高度都比相對分子質(zhì)量大的載氣時(shí)優(yōu)越;
3、用輕載氣有利于提高分析速度,但柱效較低;
4、低速時(shí),蕞好用,這樣既能提高柱效,又能減小噪聲;
5、另外,選擇載氣又要從檢測器的靈敏度考慮。
十二、氣相色譜分析中如何選擇氣化室溫度的蕞佳操作條件?
1、氣化室溫度控制在使樣品瞬間氣化而不造成樣品分解為最佳。
2、一般規(guī)律是氣化室溫度高于樣品的沸點(diǎn)溫度并要求保持氣化溫度恒定就可用峰高定量。
十三、色譜分析中,氣、液、固樣品各用什么進(jìn)樣器進(jìn)樣?
氣體樣品進(jìn)樣:用注射器進(jìn)樣;用氣體定量管進(jìn)樣,常用六通閥。
液體樣品進(jìn)樣:微量注射器。
固體樣品進(jìn)樣:固體樣品溶解后用微量注射器進(jìn)樣,頂空進(jìn)樣法。
十四、氣相色譜分析中如何選擇柱溫的蕞佳操作條件?
1、一般采用柱溫為被分析物的平均沸點(diǎn)左右或稍低一點(diǎn);
2、柱溫不能高于固定液最高使用溫度,低于樣品分解溫度;
3、特殊情況下柱溫也可以低于柱溫很多(環(huán)己酮中環(huán)己基過氧化氫色譜分析中環(huán)己酮沸點(diǎn)160多度,用55度柱溫峰型和出峰速度都很好)。
柱溫可以低于要分離的化合物的沸點(diǎn)。
十五、在氣相色譜分析中如何選擇柱形、柱徑和柱長的蕞佳操作條件?
1、縮小柱子的直徑對提高柱效率,提高分離度是有利的,但直徑太小,對分析速度不利;
2、柱子直徑與柱曲率半徑相差越大越好;
3、一般填充柱柱長多用2左右,毛細(xì)管柱十幾、幾十米左右。
十六、熱導(dǎo)檢測器使用時(shí)應(yīng)注意什么?
十六、熱導(dǎo)檢測器使用時(shí)應(yīng)注意什么?
1、溫度,熱導(dǎo)池溫度應(yīng)高于或接近柱溫,防止樣品冷凝;
2、熱絲,為避免熱絲氧化,要先通載氣,再通橋流,關(guān)閉時(shí)要先關(guān)橋流再關(guān)
十七、載氣熱導(dǎo)池的基本結(jié)構(gòu)有幾種?
1、熱導(dǎo)池檢測器是不銹鋼制成池體、池槽和熱敏元件所組成的;
2、基本結(jié)構(gòu)有三種:直通型;擴(kuò)散型;半擴(kuò)散型。
十八、熱導(dǎo)池檢測器溫度如何控制?
1、熱導(dǎo)池檢測器溫度要求高于柱溫,防止分離物質(zhì)冷凝污染。
2、更重要的是控溫精度要求能控制在此。0.05以內(nèi)。
十九、簡述氣相色譜檢測器的性能指標(biāo)?
靈敏度;2、敏感度;3、線性范圍;4、穩(wěn)定性。
二十、熱導(dǎo)檢測器(TCD)的基本原理?
1、熱導(dǎo)檢測器是基于不同的物質(zhì)有不同的熱導(dǎo)系數(shù)。
2、在未進(jìn)樣時(shí),兩池孔的鎢絲溫度和阻值減小是相等的。
3、在進(jìn)樣時(shí),載氣經(jīng)參比池,而載氣帶著試樣組分流經(jīng)測量池,由于被組分與載氣組成的混合氣體的熱導(dǎo)系數(shù)與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)不同。
4、因此測量池中的鎢絲溫度發(fā)生變化使兩池孔中的兩根鎢絲阻值有了差異。
5、通過電橋測出這個(gè)差異,從而測出被測組分含量。
二十一、氫火焰檢測器的注意事項(xiàng)是什么?
1、離子頭絕緣要好,外殼要接地;
2、氫火焰離子化檢測器使用溫度應(yīng)大于是100度;
3、離子頭的噴嘴和收集極,在使用一定時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行清洗。
二十二、氫火焰離子檢測器(FID)的基本原理?
1、氫火焰檢測器是根據(jù)色譜流出物中可燃性有機(jī)物在氫一氧火焰中發(fā)生電離的原理而制成的;
2、由于在火焰附近存在著由收集極和發(fā)射極之間所造成的靜電場;
3、當(dāng)被測組分燃燒生成離子,在電場作用下定向移動(dòng)而形成離子流,經(jīng)微電流放大器放大,然后到記錄儀記錄。(目前氫火焰離子檢測器的基本原理說法有兩種,一種是在火燃的作用下離子化,另一種是在電場作用下離子化。)
二十三、火焰光度檢測器(FPD)的基本原理?
1、主要原理為組分在富氫火焰中燃燒時(shí),組分不同程度的變?yōu)樗槠蚍肿印?/span>
2、 由于外層電子互相碰撞而被激發(fā),當(dāng)電子由激發(fā)態(tài)返回低能態(tài)或基態(tài)時(shí),發(fā)射出特征波長的光譜,這種特征光譜通過經(jīng)選擇濾光片后被測量。
二十四、電子捕獲器檢測器(ECD)的基本原理?
1、主要原理為檢測室內(nèi)的放射源放出β射線(初級電子),與通過檢測室的載氣碰撞產(chǎn)生次級電子和正離子,在電場作用上,分別向與自己極性相反的電極運(yùn)動(dòng),形成基流。
2、當(dāng)具有負(fù)電性的組分(即能捕獲電子的組分)進(jìn)入檢測室后,捕獲了檢測室內(nèi)的電子,變成負(fù)電荷的離子,由于電子被組分捕獲,使得檢測室基流減少,產(chǎn)生色譜峰信號。
二十五、氮磷檢測器(NPD)的基本原理?
1、目前認(rèn)為響應(yīng)機(jī)理主要有氣相電離理論和表面電離理論,通常認(rèn)為氣相電離理論能更好地解釋NPD工作原理。
2、氣相電離理論認(rèn)為氮、磷化合物先在氣相邊界層中熱化學(xué)分解,產(chǎn)生負(fù)電性的基團(tuán);該電負(fù)性基團(tuán)在與氣相的銣原子(Rb)進(jìn)行化學(xué)電離反應(yīng),生成銣離子和負(fù)離子,負(fù)離子在收集極釋放出一個(gè)電子,并與氫離子反應(yīng),同時(shí)輸出組分信號。
二十六、在氣固色譜中,常用的固定相有哪些?
活性炭;2、氧化鋁;3、硅膠;4、分子篩;5、高分子多孔小球。
色譜柱固定液選擇原則是什么?
1、相似相溶原則;
2、利用分子間特殊作用力原則;
3、利用混合固定液原則。
什么是固定相?
在色譜柱內(nèi)不能移動(dòng)而能起分離作用的物質(zhì)稱為固定相。
二十七、色譜固定相分幾類?
1、一類為具有吸附性的多孔固體物質(zhì)稱吸附劑;
2、一類是能起分離作用的液體物質(zhì)稱為固定液。
二十八、常用的固體吸附固定相有哪些?
常用的固體吸附固定相有:吸附劑、高分子多孔小球、化學(xué)鍵合固定相。
二十九、氣相色譜選擇固定液的要求是什么?
1、熱穩(wěn)定性好,蒸汽壓低,色譜溫度下呈液態(tài);
2、試樣在固定液中有足夠的溶解能力;
3、選擇性高;
4、具有化學(xué)惰性。
三十、氣相色譜用載體應(yīng)具備哪些特性?
1、應(yīng)具有大的比表面積;
2、應(yīng)具有化學(xué)惰性;
3、載體形狀規(guī)則;
4、要有較大的機(jī)械強(qiáng)度。
三十一、簡述色譜柱管的預(yù)處理?
1、將截取所需長度的不銹鋼管彎成所需形狀;
2、用10%熱堿洗去油污,用自來水洗凈;
3、用10%鹽酸洗去管內(nèi)金屬氧化物;
4、先用水后用乙醇沖洗,烘干后待用。
三十二、色譜柱的載體是如何涂漬的?
1、根據(jù)配比先稱取一定量的固定液,溶解在有機(jī)溶劑中;
2、加入載體,溶劑應(yīng)把載體沒入,輕輕攪拌;
3、用紅外燈照射使溶劑蒸發(fā),溶劑揮發(fā)后涂漬完畢;
三十三、怎樣老化色譜柱?
1、在室溫下,將柱子接真空泵的一端接在色譜儀的氣化室上,另一端放空;
2、通載氣在室溫下吹0、5,使柱中空氣被吹干凈;
3、然后升溫,在高于使用溫度20-30度的溫度下保持12-24。
4、降至室溫,完成老化,接檢測器。
三十四、為什么老化色譜柱?
1、新填的色譜柱中有殘余的溶劑和固定液中的一部分低分子量的物質(zhì)及其它易揮發(fā)雜質(zhì),所以老化。
2、另一個(gè)目的是可以使固定液均勻地涂在載體上。
三十五、色譜定量分析常用有幾種方法?
內(nèi)標(biāo)法;外標(biāo)法;歸一化法。
三十六、氣相色譜法定量依據(jù)是什么?
1、檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號大小與進(jìn)入檢測器組分的量成正比。因此只要色譜柱能將試樣中所有組分完全分離
2、記錄系統(tǒng)正確記錄
3、準(zhǔn)確測量色譜面積就可以進(jìn)行定量。
三十七、什么是校正因子?
1、校正因子是相對響應(yīng)的倒數(shù),它與峰面積的乘積正比于物質(zhì)的量。
2、即進(jìn)入檢測器中組分的量與檢測器產(chǎn)生的相應(yīng)色譜峰之間的關(guān)系。
三十八、在氣相色譜分析中,如何測定定量校正因子?
1、準(zhǔn)確稱量被測組分和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),混合后,在實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行分析,分別測量相應(yīng)的峰面積。
2、然后計(jì)算質(zhì)量校正因子;摩爾校正因子,如果數(shù)次的測量值接近,可取平均值
三十九、氣相色譜永久性氣體的分析采用的儀器和試劑如何?
1、儀器:熱導(dǎo)池檢測器;皂膜流量計(jì);秒表。
2、試劑:13或5分子篩;(60-80目);使用前預(yù)先在高溫爐內(nèi),于350度活4小時(shí)后備用。純氧氣、氮?dú)?、甲烷、一氧化碳裝入球膽或聚乙烯取樣袋中。氫氣裝在高壓鋼瓶內(nèi)。