如何进行分离条件的选择与优化?

Question

如题所述

Answer 1

楼主你好：
保留值差值——色谱热力学因素。保留值差值反映了试样中各组分在两相间的分配情况；与各组分在两相间的分配系数有关；与各物质(组分、固定相、流动相)的分子结构与性质有关。
问题：如何进行分离条件的选择与优化?
在回答该问题之前，应该了解如何评价分离的好坏?也即评价指标是什么?一般来说，相邻组分分离的好坏取决于下列2个因素，即：
①保留时间；
②色谱峰宽。
而这2个因素的核心部分则是色谱分离的：
①色谱热力学因素；
②色谱动力学因素。
明确评价和影响性质接近混合物色谱分离好坏的指标与因素后，才能选择和优化相应的色谱操作条件。
【实训】
1．学生实训
(1)任务
今有一正己烷溶液，其中含有微量苯系物．如何设计用气相色谱法分析该溶液的方案?要求各苯系物与溶剂问能完全分离。
(2)柱温的选择操作
①测定不同柱温下样品中微量苯系物的分离情况。如对于DNP柱(最高温度130℃)， 柱温可设置为50℃、60℃、70℃、90℃和110℃。
第1组，最佳值为 ℃；
第2组，最佳值为 ℃；
第3组，最佳值为 ℃；
第4组，最佳值为 ℃；
第5组，最佳值为 ℃；
第6组，最佳值为 ℃。
②总结柱温选择一般规律。原则是：使物质既分离完全，又不使峰形扩张、拖尾。一般规律：柱温一般选取各组分沸点平均值或稍低些。
③柱温选择的拓展与引申。
a．若某水样中含有甲醇(沸点65℃)、乙醇(沸点78℃)、正丙醇(沸点98℃)、日三丁醇(沸点118℃)、正戊醇(沸点138℃)时，柱温该选择多少?
b．当被分析组分的沸点范围很宽时，（更多详细咨询请参考国家标准物质网www.rmhot.com）用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好，而高沸点组分峰形扁平，此时采用程序升温的办法就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。
(3)载气种类的选择
载气种类的选择首先要考虑使用何种检测器。比如使用TcD，选用氢气或氦气作载气，
能提高灵敏度；使用FID则选用氮气作载气。
(4)载气流速的选择
①请测定不同载气流量下样品中微量苯系物的分离情况。载气流量分别为10mL／min、20mL／min、30Ml/min、40mL／min、60mL／min、80mL／min。
②总结最佳载气流速。
第1组，最佳值为 cm／s；
第2组，最佳值为 cm／s；
第3组，最佳值为 cm／s；
第4组，最佳值为 cm／s；
第5组，最佳值为 cm／s；
第6组，最佳值为 cm／s。
③总结载气流速选择的一般规律。对一般填充色谱柱(内径3～4mm)而言，常用载气流速为40～60mL／min。
(5)实训过程注意事项
①改变柱温和流速后，待仪器稳定后再进样；
②为了保证峰宽测量的准确，应调整适当的峰宽参数；
③控制柱温的升温速率，切忌过快，以保持色谱柱的稳定性。
(6)职业素质训练
①分析、处理所测结果，以锻炼个人的逻辑思维能力和判断能力。
②选择与优化实际样品气相色谱分离条件，以培养个人分析解决实际问题的能力。
2．相关知识
(1)分离度的概念
观察4个色谱分离图，并指出其中哪一个分离效果最佳?说出你的理由。
通过观察，可以发现相邻谱峰分离效果的优劣与下列2个因素有关：
①保留值差值；
②峰宽。
R值越大，两相邻组分分离越完全；
R—1．5，两相邻组分分离程度为99．7％；
R=1，两相邻组分分离程度为98％；
R<1，两相邻色谱峰有明显重叠。
通常用R≥1．5作为相邻两峰完全分离的指标。
(2)影响分离度R的因素。
①保留值差值——色谱热力学因素。保留值差值反映了试样中各组分在两相间的分配情况；与各组分在两相间的分配系数有关；与各物质(组分、固定相、流动相)的分子结构与性质有关。
②峰宽——色谱动力学因素。峰宽反映了试样中各组分在色谱柱中的运动情况；与各组分在两相间的传质阻力有关。