氣相與液相色譜的異同點

1、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、氣相色譜法與高效液相色譜法的不同點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、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、特點氣相色譜法的特點：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

2、特點：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，高沸點難揮發(fā)且相對分子質(zhì)量大的有機物都適用。6、分離機理（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)兩相作相對運動時，這些物質(zhì)在兩相間進行反復(fù)多次的分配，使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，同時柱后連有高靈敏度的

3、檢測器，可對流出物進行連續(xù)檢測。概括為：氣固色譜的分離機理:吸附與脫附的不斷重復(fù)過程；氣液色譜的分離機理：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：由載氣系統(tǒng)、進樣系統(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、進樣器高效液相為平頭進樣針，氣相色譜為尖頭進樣針。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

4、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（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、死時間氣相色譜過程中，只要載氣流速穩(wěn)定就可以進樣分析，而液相色譜過程中，通常需要平衡一段時間后再進樣分析，特別是進行梯度洗脫后柱子平衡時間較長。13、操作溫度液相色譜通常在室溫

5、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，因為室溫變動幅度較大，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它們的理論基礎(chǔ)同為“兩相及兩相的相對運動”，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到平衡時的濃度（單位：g/mL）比，稱為分配系數(shù)，用K表示，即：P組分在固定相中的濃度K=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，

6、當(dāng)溶質(zhì)在固定相和流動相間進行分配達到平衡時，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到平衡時的質(zhì)量比:7組分在固定相中的質(zhì)量mk、組分在流動相中的質(zhì)量mM其中，分配比與分配系數(shù)的關(guān)系為:MsvVScSVcVmmV KS=V 0mV為流動相體積，即柱內(nèi)固定相顆粒間的空隙體積；V為固定相體積，對不同類型色譜柱,SVS的含義不同。對于氣-液色譜柱：V,為固定液體積；而氣-固色譜柱：VS為吸附劑表面容S

7、SS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)挾纫灰簧V過程的動力學(xué)因素。色譜分離中的四種情況如圖所示:分離度的表達式:2(tt)RR2Ri1)_(1)分離度與柱效W+Wb(2)b(1)2(t-1)分離度與柱效的平方根成正9比，圮一定時，)增加柱效，可提高分離度，但組分保留時°'1/2(2)1/2(1)7間增加且峰擴展，分析時間長。（2）分離度與霍增大r21是提高分離度的最有效方法，計算可知，在相同分離度下，當(dāng)r21增加一倍，需要的n有效減小1°°°°倍。增大r21的最有效

8、方法是選擇合適的固定液。4、塔板理論半經(jīng)驗理論；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）在每一個平衡過程間隔內(nèi)，平衡可以迅速達到；（2）將載氣看作成脈動（間歇）過程；（3）試樣沿色譜柱方向的擴散可忽略；（4）每次分配的分配系數(shù)相同。塔板理論的特點和不足（1）當(dāng)色譜柱長度一定時，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際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。（3）塔板理論無法解釋同一

9、色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實驗結(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+CuH：理論塔板高度，u：載氣（流動相）的線速度（cm/s）其中A渦流擴散項（在高效液相色譜法中渦流擴散相用He表示），（1）A=2入dpdp:固定相的平均顆粒直徑入：固定相的填充不均勻因子（2）B/u分子擴散項B=2vDg液相色譜法中稱為縱向擴散項，表示為Hd，因液體的擴散系數(shù)僅為氣體的萬分之一，則速率方程中的分子擴散項B/U較小，可以忽略不計，但是，分子擴散相在氣相色譜法中卻是很重要的，這一項不可忽略。(3) Bu傳質(zhì)阻力項傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力C和液相傳質(zhì)阻力C即：C=(C+C)，在液相色譜法中分gLgL為固定相傳質(zhì)阻力項和流動相傳質(zhì)阻力項。這三項中與柱效存在一定的關(guān)系：載氣流速高時：傳質(zhì)阻力項是影響柱效的主要因素，流速，柱效。載氣流速低時：分子擴散項成為影響柱效的主要因素，流速，柱效。速率理論概括如下：(1)組分分子在柱內(nèi)運行的多路徑與渦流擴散、濃度梯度所造成的分子擴散及傳質(zhì)阻力使氣液兩相間的分配平衡不能瞬間達到等因素是造成色譜峰擴展柱效下降的主要原因。(2) 通過選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類、液膜厚度及載氣