氣相色譜法與高效液相色譜法的異同點(diǎn)5頁

1、氣相色譜法與高效液相色譜法的異同點(diǎn) 氣相色譜法和高效液相色譜法是色譜法中的一種，因流動相物態(tài)不同，才有此分類。 一、 一、氣相色譜法與高效液相色譜法的不同點(diǎn) 1、流動相 氣相色譜法的流動相是氣體（又稱載氣），液相色譜法的流動相為液相（又稱淋洗液）。 2、2、分類（按固定相不同） 氣相色譜法中，按固定相不同可分為：氣-固色譜法；氣-液色譜法。高效液相色譜法中，按固定相不同可分為：液-固色譜法；液-液色譜法。 3、固定相 氣固（液固）色譜的固定相：多孔性的固體吸附劑顆粒，如活性炭，活性氧化鋁，硅膠等。氣液（液

2、液）色譜的固定相：化學(xué)惰性的固體微粒（擔(dān)體），固定液+擔(dān)體。 4、特點(diǎn) 氣相色譜法的特點(diǎn)：高效能、選擇性好、靈敏度高、操作簡單、應(yīng)用廣泛。 高效液相色譜法的特點(diǎn)：高壓、高速、高效、高靈敏度。 5、應(yīng)用范圍 氣相色譜法的應(yīng)用范圍：對于難揮發(fā)和熱不穩(wěn)定的物質(zhì)是不適用的。高效液相色譜法的應(yīng)用范圍：從原則上說，高沸點(diǎn)難揮發(fā)且相對分子質(zhì)量大的有機(jī)物都適用。 6、分離機(jī)理 （1）氣相色譜法：氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質(zhì)各組分在不同兩相間分配系數(shù)（溶解度）的微小差異，當(dāng)兩相作相對運(yùn)動時(shí)，這些物質(zhì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，使

3、原來只有微小的性質(zhì)差異產(chǎn)生很大的效果，而使不同組分得到分離。  （2）液相色譜法：高效液相色譜法是在經(jīng)典色譜法的基礎(chǔ)上，引用了氣相色譜的理論，在技術(shù)上，流動相改為高壓輸送;色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成，同時(shí)柱后連有高靈敏度的檢測器，可對流出物進(jìn)行連續(xù)檢測。 概括為：氣固色譜的分離機(jī)理:   吸附與脫附的不斷重復(fù)過程； 氣液色譜的分離機(jī)理： 氣液(液液)兩相間的反復(fù)多次分配過程。液固色譜的分離機(jī)理：溶質(zhì)分子和溶劑分子對吸附劑活性表面的競爭吸附。 7、儀器構(gòu)造 （1）氣相色譜法：由載氣

4、系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器的溫度均在控制狀態(tài)。 （2）液相色譜法：高效液相色譜儀主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、輸液系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。 8、進(jìn)樣器 高效液相為平頭進(jìn)樣針，氣相色譜為尖頭進(jìn)樣針。 9、色譜柱長 （1）氣相色譜柱通常幾米到幾十米。（氣相色譜由于載氣的相對分析量較低，分子間隙大，故粘度低，流動性好，組分在氣相中流動速度快，因此可以增加柱長，以提高柱效）。 （2）液相色譜柱通常為幾十到幾百毫米。 10、樣品柱前變化 氣相色譜的樣品在柱前必須變?yōu)闅怏w

5、（氣化室汽化），而液相色譜的樣品在柱前則無變化。 11、所用檢測器 液相色譜法主要為：紫外檢測器，熒光檢測器、示差折光檢測器等； 氣相色譜主要為：氫火焰離子化檢測器（FID）,熱導(dǎo)檢測器（TCD）,電子捕獲檢測器（ECD）,火焰光度檢測器（FPD）,氮磷檢測器（NPD）等。 12、死時(shí)間 氣相色譜過程中，只要載氣流速穩(wěn)定就可以進(jìn)樣分析，而液相色譜過程中，通常需要平衡一段時(shí)間后再進(jìn)樣分析，特別是進(jìn)行梯度洗脫后柱子平衡時(shí)間較長。 13、操作溫度 液相色譜通常在室溫下操作，較低的溫度，一般有利于色譜分離條件的選擇。而氣相色譜則不能

6、，因?yàn)槭覝刈儎臃容^大，使氣相色譜基線漂移嚴(yán)重而無法分析，所以必須精確控制溫度。  二、氣相色譜法和液相色譜法的相同點(diǎn) 它們的理論基礎(chǔ)同為“兩相及兩相的相對運(yùn)動”，且它們在保留值、分配系數(shù)、分配比、分離度、塔板理論、速率理論方面是一致的，但其中有細(xì)微的區(qū)別，現(xiàn)比較如下： 1、 分配系數(shù) 組分在固定相和流動相間發(fā)生的吸附、脫附，或溶解、揮發(fā)的過程叫做分配過程。在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度（單位：g / mL）比，稱為分配系數(shù)，用K 表示，即：  k=組分在固定相中的濃度

7、組分在流動相中的濃度=cscM液-液分配色譜法與氣-液分配色譜法，當(dāng)溶質(zhì)在固定相和流動相間進(jìn)行分配達(dá)到平衡時(shí)，物質(zhì)的分配都服從于分配系數(shù)。其中，分離的順序決定于分配系數(shù)的大小，分配系數(shù)大的組分保留值大，而氣相色譜法中流動相的性質(zhì)對分配系數(shù)影響不大，液相色譜法中流動相的種類對分配系數(shù)卻有較大的影響。 2、分配比 分配比是指，在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比：  k=組分在固定相中的質(zhì)量組分在流動相中的質(zhì)量=msmM其中，分配比與分配系數(shù)的關(guān)系為：      k=MsMm=MsVs

8、VsMsVmVm=cscm.VsVm=KVM為流動相體積，即柱內(nèi)固定相顆粒間的空隙體積；VS為固定相體積，對不同類型色譜柱， VS的含義不同。對于氣-液色譜柱： VS為固定液體積；而氣-固色譜柱： VS為吸附劑表面容量。 3、分離度 難分離物質(zhì)的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差色譜過程的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾壬V過程的動力學(xué)因素。色譜分離中的四種情況如圖所示：       分離度的表達(dá)式：  （1）分離度與柱效  R=

9、2tR2-tR1Wb2+Wb1=2tR2-tR11.699Y122+Y121分離度與柱效的平方根成正比， r21一定時(shí)，增加柱效，可提高分離度，但組分保留時(shí)間增加且峰擴(kuò)展，分析時(shí)間長。 （2）分離度與r21       增大r21是提高分離度的最有效方法，計(jì)算可知，在相同分離度下，當(dāng)r21增加一倍，需要的n有效 減小10000倍。增大r21的最有效方法是選擇合適的固定液。 4、塔板理論 半經(jīng)驗(yàn)理論； 將色譜分離過程比擬作蒸餾過程，將連續(xù)的色譜分離過程分割成多次的平衡

10、過程的重復(fù)（類似于蒸餾塔塔板上的平衡過程）； 塔板理論的假設(shè)： (1) 在每一個(gè)平衡過程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達(dá)到；(2)  將載氣看作成脈動（間歇）過程；(3)  試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散可忽略；(4)  每次分配的分配系數(shù)相同。塔板理論的特點(diǎn)和不足 （1）當(dāng)色譜柱長度一定時(shí)，塔板數(shù) n 越大(塔板高度 H 越小)，被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。  （2）柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí)，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，

11、都無法分離。 （3）塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。 5、速率理論 氣相色譜和液相色譜的速率方程同樣表示為：H = A + B/u + C·u                       

12、0;                H：理論塔板高度，                                &

13、#160;u：載氣（流動相）的線速度(cm/s)  其中A渦流擴(kuò)散項(xiàng)（在高效液相色譜法中渦流擴(kuò)散相用He表示），（1）A = 2dp   dp：固定相的平均顆粒直徑  ：固定相的填充不均勻因子 （2）B/u 分子擴(kuò)散項(xiàng)    B = 2 Dg    液相色譜法中稱為縱向擴(kuò)散項(xiàng)，表示為Hd，因液體的擴(kuò)散系數(shù)僅為氣體的萬分之一，則速率方程中的分子擴(kuò)散項(xiàng)B/U較小，可以忽略不計(jì)，但是，分子擴(kuò)散相在氣相色

14、譜法中卻是很重要的，這一項(xiàng)不可忽略。 （3）B ·u 傳質(zhì)阻力項(xiàng)  傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力Cg和液相傳質(zhì)阻力CL即：C =（Cg + CL） ，在液相色譜法中分為固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng)和流動相傳質(zhì)阻力項(xiàng)。 這三項(xiàng)中與柱效存在一定的關(guān)系： 載氣流速高時(shí)： 傳質(zhì)阻力項(xiàng)是影響柱效的主要因素，流速增大，柱效降低。載氣流速低時(shí)： 分子擴(kuò)散項(xiàng)成為影響柱效的主要因素，流速升高，柱效升高 。 速率理論概括如下：(1)組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的多路徑與渦流擴(kuò)散、濃度梯度所造成的分子擴(kuò)散及傳質(zhì)阻力使氣液兩相間的分配平衡不能瞬間達(dá)到等因素是造成色譜