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產(chǎn)品知識
發(fā)布時間:2021-10-08 10:10:34 人氣:
氣相色譜儀要想分離好,溫度的設(shè)置是至關(guān)重要的,今天咱們就來說說氣相色譜中幾個重要的溫度怎么來定。
色譜柱溫度不僅影響色譜過程的熱力學(xué)因素,也影響傳質(zhì)過程的動力學(xué)因素。柱溫變化,不僅影響柱前端壓力、載氣流速等,更重要的是對物質(zhì)的分離、分析結(jié)果帶來影響。
氣相色譜中,柱溫是影響化合物保留時間的重要因素。使用中,應(yīng)注意柱溫的選擇,因為柱溫關(guān)系到:
① 色譜柱固定液的壽命。
若柱溫高于固定液的最高使用溫度,則會造成固定液隨載氣流失,不但影響柱的壽命,而且固定液隨載氣進(jìn)入檢測器,將污染檢測器,影響分析結(jié)果。
② 分離效能和分析時間。
若柱溫過高了,會使各組分的分配系數(shù)K值變小,分離度減??;但柱溫過低,傳質(zhì)速率顯著降低,柱效能下降,而且會延長分析時間。
③ 化合物保留時間。
柱溫越高,出峰越快,保留時間變小。柱溫變化會造成保留時間的重現(xiàn)性不好,從而影響樣品組分的定性結(jié)果。一般柱溫變化1℃,組分的保留時間變化5%;如果柱溫度變化5%,則組分的保留時間變化20%;
④ 色譜峰峰形。
柱溫升高,正常情況下會導(dǎo)致半峰寬變窄,峰高變高,峰面積不變。但是組分峰高變高,以峰高進(jìn)行定量時時分析結(jié)果可能產(chǎn)生變化;反之柱溫降低,則相反。
而在色譜定性方法中,柱溫變化對定性結(jié)果的影響如下:
①當(dāng)采用絕對保留值定性時,其他色譜條件不變,柱溫變化時,保留時間就會發(fā)生變化,這樣就直接影響定性結(jié)果判斷。
②當(dāng)采用相對保留值α定性時,α只是柱溫和固定液的函數(shù),只與待測組分的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān),消除了外界因素的影響,因此跟柱溫變化關(guān)系不大,但是柱溫變化影響判斷結(jié)果。
③當(dāng)采用保留指數(shù)定性時,恒溫分析,保留指數(shù)與保留時間有關(guān),而柱溫影響保留時間變化;程序升溫分析,除了保留時間,保留指數(shù)還與保留溫度有關(guān)。因此,這種定性方法易受柱溫變化影響。
④當(dāng)采用純樣疊加法定性時,已知混合物中含某組分,將該組分的純樣加入,觀察加入前后的響應(yīng)信號變化。柱溫變化,保留時間變化,但是加入前后的樣品影響信號變化是一致的,因此柱溫變化不影響采用這種方法定性的結(jié)果。
而在定量計算時,經(jīng)常要用到校正因子,如重量校正因子,和組分的質(zhì)量以及響應(yīng)信號有關(guān)。柱溫變化,峰高變化,峰面積不變,因此,在柱溫變化不影響峰形正常的前提下,以峰高為響應(yīng)信號的重量校正因子,受柱溫影響,而以峰面積為響應(yīng)信號的重量校正因子將不受影響。
常見定量方法中,在柱溫波動不影響出峰效果的前提下,對定量結(jié)果的影響如下:
①采用歸一化法時,定量時需要各組分的校正因子,當(dāng)以峰面積為響應(yīng)信號時,定量結(jié)果不受影響,以峰高為響應(yīng)信號則受影響。
② 采用內(nèi)標(biāo)法時,需要計算定量校正因子,影響規(guī)律和①同。
③采用外標(biāo)法時,即標(biāo)準(zhǔn)曲線法,當(dāng)以峰面積為響應(yīng)信號時,不受影響,但是當(dāng)以峰高為響應(yīng)信號時,影響很大。
總之,柱溫變化可能會導(dǎo)致定性、定量分析結(jié)果的變化。
既然柱溫變化對分析結(jié)果有重要影響,那么選擇合適的柱溫以及對柱溫進(jìn)行控制就很重要了。
①首先,應(yīng)保證柱溫不高于固定液的最高使用溫度(即色譜柱的最高耐受溫度),避免固定液流失而影響色譜柱柱效和使用壽命;
②其次,選擇合適的柱溫,柱溫的選擇應(yīng)使難分離的兩組分達(dá)到預(yù)期的分離效果,峰形正常而分析時間又不長為宜,一般柱溫應(yīng)比試樣中各組分的平均沸點低20-30℃,通過試驗決定。對于沸點范圍較寬的試樣,應(yīng)采用程序升溫,按預(yù)定的加熱速度隨時間呈線性或非線性地增加溫度。一般升溫速度是呈線性的。
③最后,特別是要保證儀器柱溫控制的穩(wěn)定性、均勻性,以及實際溫度與預(yù)設(shè)溫度之間的一致性。一般氣相色譜儀柱溫控溫精度為±1℃,有些廠家的可達(dá)到±0.1℃,部分廠家的氣相色譜儀柱溫控制精度更好,如魯南瑞虹化工儀器公司SP-6800A控溫精度優(yōu)于±0.1℃,美國熱電公司Trace GC ultra 氣相色譜儀控溫精度可達(dá)0.001℃。
氣化室即進(jìn)樣口及內(nèi)腔,屬于進(jìn)樣系統(tǒng)的一部分,是氣相色譜儀的重要組成部分。由于氣相色譜柱所使用的溫度一般不超過400℃,所以氣化室溫度低于400℃,經(jīng)常根據(jù)化合物的需要設(shè)定為200-300℃左右。
那么,氣化室溫度對樣品的分離效果有什么影響呢?
氣化室溫度、柱溫、檢測器溫度是氣相色譜三個重要溫度,其中氣化室溫度也影響著整個氣相色譜分析過程。
氣化室溫度的大小,影響:a.柱效;b.定量結(jié)果;c.可能導(dǎo)致樣品組分的分解。
氣化室的升溫設(shè)定方式有兩種:恒溫和程序升溫。
恒溫氣化:是一種經(jīng)典的氣相色譜氣化方式。氣化室保持一個穩(wěn)定的溫度,讓進(jìn)入的樣品瞬間氣化,氣化后的樣品很快被載氣“掃”入色譜柱。
程序升溫氣化方式,即初始溫度很低,僅氣化溶劑,樣品開始不氣化,然后分段快速升溫,瞬間氣化樣品,再被載氣很快“掃”入色譜柱。該方法的優(yōu)點是可以防止樣品的熱分解和注射歧視對定量分析的誤差。
注射歧視
所謂注射歧視,即進(jìn)樣針插入進(jìn)樣口后,針尖內(nèi)的易揮發(fā)組分先氣化,無論進(jìn)樣速度如何,不同沸點的組分總是先后氣化;進(jìn)樣完畢后,進(jìn)樣針里殘留的樣品組分與樣品的原組分有差異,從而造成氣化后樣品與原有樣品之間的含量差異,帶來定量誤差。
氣化溫度的選擇
氣化溫度的選擇,取決于樣品的化學(xué)穩(wěn)定性、沸程范圍、進(jìn)樣量和進(jìn)樣方式。
如果樣品組分穩(wěn)定,可以選擇恒溫氣化方式,一般選擇與樣品中沸點最高組分的沸點接近或略高一些。如果試樣中有的組分化學(xué)穩(wěn)定性差,可以考慮使用程序升溫氣化方式。
由于不分流時樣品在氣化室滯留時間稍微長一些,氣化速度稍慢一些,一般不影響分離效果,所以不分流進(jìn)樣口溫度比分流進(jìn)樣口溫度設(shè)置可以稍微低一點。
當(dāng)氣化溫度低于樣品的沸點時,晚流出的色譜峰會展寬、前伸或拖尾,出峰慢,柱效降低,以峰高定量時影響定量結(jié)果;而當(dāng)溫度太高時,可能引起某些化學(xué)不穩(wěn)定組分的分解。
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