操作条件的选择
同修 / 2022-07-14
操作条件的选择在气相色谱分析中，我们总希望在较短的时间内，用较短的柱子达到满意的分析结果，为此，在进行分析时，需要选择适当的操作条件。此时应考虑如下两个问题。
①柱子对各组分的选择性要好，即能将复杂样品中的各组分分离开。从色谱图上看，各组分色谱峰之间的距离要大，而选择性的好坏与固定相的性质、柱温等因素有关。
色谱柱的选择性可用“总分离效能指标”来表示。它综合考虑了两个相邻组分保留值的差值和每个色谱峰的宽窄这两方面的因素。总分离效能指标(图15-36)定义为相邻两色谱峰保留时间的差值与两色谱峰半峰宽之和的比值，可用下页数学式来表示。
R=2(tr(2)-tr+(1))
Wh(1)+Wh(2)
式中 tr(2)-tr(1)——为组分(2)与组分(1)的保留时间(定义见定性分析)之差；
Wh（1）, Wh(2)——为两个组分半峰高处峰宽之和。
同一色谱柱在相同条件下，对不同的物质有不同的R值。一般认为R＞1.5时，两个组分可完全分离。
②柱子的效率要高，即每个组分的色谱峰要窄。柱效率的高低与载气流量、担体性能、进样量等因素有关。
色谱柱的柱效率也可用“有效理论塔板高度”和“有效理论塔板数”来表示。
有效理论塔板数7看可按下式计算：
n有效=5.54（tr/Wh）2
式中 tr——实验物质的调整保留时间（定义见定性分析）；
Wh——实验物质色谱峰的半峰高处之峰宽(应由记录纸速折合为时间)。
有效理论塔板高度H有效为：
H有效=L/n有效
式中 L——色谱柱长度
应注意同一色谱柱对不同物质的柱效率并不相同，因而当测定柱效率时应注明所用实验物质。显然对一根色谱柱，其有效理论塔板数 n有效愈大或有效理论塔板高度H有效愈小，则色谱柱的柱效率愈高。
前面在气固、气液色谱的原理中，有关吸附剂、担体、固定液的性质，及其对选择性，柱效率的影响，均已涉及到了，下面主要讨论柱温、载气流量、进样量等操作条件的选择。
(1)柱温的影响 当固定相选定后，并不等于选择能力就确定了。柱温对选择性也有影响，通常降低柱温能提高选择性，但会增加保留时间，延长了分析时间，往往降低了柱效率，因此选择柱温时要兼顾选择性和柱效率。经验表明选择的柱温等于样品的平均沸点或高于平均沸点10℃时最为适宜。显然柱温高会加快分析速度，但降低了选择性。柱温对选择性和柱效率的影响见图15-37。
当被分析组分的沸点范围很宽时，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，若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。如图
15-38所示。
(2)载气流量的影响 载气流量对柱效率的影响表现为流量过低或过高都会降低柱效率，只有选择最佳流量才可提高柱效率，对一般色谱柱，载气流量为20～100毫升/分。有时为了缩短分析时间，可加大流量，但此时分离效果不好，色谱峰会有拖尾或重叠现象。
（3）进样量和进样速度的影响样品最好以气态瞬间注
入。如果是液样，则汽化室温度必须在各组分最高沸点以上，保证全部组分瞬间汽化，否则等于高沸点组分逐步汽化，会使色谱峰变宽，降低柱效率。
另外进样量不要过大，应在色谱柱的负荷限度内，对一般内径0.4～0.6厘米，长2米的色谱柱，其固定液含量在15～30%时，允许的进样量大致为，液样10微升，气样10毫升。若进样量超过负荷，会降低柱效率，色谱峰形会变宽。当进行痕量杂质分析时，由于进样量增大，此时可增加色谱柱的内径或提高固定液的含量，以增加色谱柱的负荷限度，但固定液含量增加也会降低柱效率。降低柱温也可提高柱的负荷能力，但应以不引起其它负作用为限度。
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