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气相色谱的温度怎么来定？

ghsunmer

2018/05/22

气相色谱（GC）

气相色谱要想分离好，温度的设置是至关重要的，今天咱们就来说说气相色谱中几个重要的温度怎么来定。
色谱柱温度
色谱柱温度不仅影响色谱过程的热力学因素，也影响传质过程的动力学因素。柱温变化，不仅影响柱前端压力、载气流速等，更重要的是对物质的分离、分析结果带来影响。
气相色谱中，柱温是影响化合物保留时间的重要因素。使用中，应注意柱温的选择，因为柱温关系到：
① 色谱柱固定液的寿命。若柱温高于固定液的最高使用温度，则会造成固定液随载气流失，不但影响柱的寿命，而且固定液随载气进入检测器，将污染检测器，影响分析结果。
② 分离效能和分析时间。若柱温过高了，会使各组分的分配系数K值变小，分离度减小；但柱温过低，传质速率显著降低，柱效能下降，而且会延长分析时间。
③ 化合物保留时间。柱温越高，出峰越快，保留时间变小。柱温变化会造成保留时间的重现性不好，从而影响样品组分的定性结果。一般柱温变化1℃，组分的保留时间变化5%；如果柱温度变化5%，则组分的保留时间变化20%；
④ 色谱峰峰形。柱温升高，正常情况下会导致半峰宽变窄，峰高变高，峰面积不变。但是组分峰高变高，以峰高进行定量时时分析结果可能产生变化；反之柱温降低，则相反。
而在色谱定性方法中，柱温变化对定性结果的影响如下：
① 当采用绝对保留值定性时，其他色谱条件不变，柱温变化时，保留时间就会发生变化，这样就直接影响定性结果判断。
② 当采用相对保留值α定性时，α只是柱温和固定液的函数，只与待测组分的热力学性质有关，消除了外界因素的影响，因此跟柱温变化关系不大，但是柱温变化影响判断结果。
③ 当采用保留指数定性时，恒温分析，保留指数与保留时间有关，而柱温影响保留时间变化；程序升温分析，除了保留时间，保留指数还与保留温度有关。因此，这种定性方法易受柱温变化影响。
④ 当采用纯样叠加法定性时，已知混合物中含某组分，将该组分的纯样加入，观察加入前后的响应信号变化。柱温变化，保留时间变化，但是加入前后的样品影响信号变化是一致的，因此柱温变化不影响采用这种方法定性的结果。
而在定量计算时，经常要用到校正因子，如重量校正因子，和组分的质量以及响应信号有关。柱温变化，峰高变化，峰面积不变，因此，在柱温变化不影响峰形正常的前提下，以峰高为响应信号的重量校正因子，受柱温影响，而以峰面积为响应信号的重量校正因子将不受影响。常见定量方法中，在柱温波动不影响出峰效果的前提下，对定量结果的影响如下：
① 采用归一化法时，定量时需要各组分的校正因子，当以峰面积为响应信号时，定量结果不受影响，以峰高为响应信号则受影响。
② 采用内标法时，需要计算定量校正因子，影响规律和①同。
③ 采用外标法时，即标准曲线法，当以峰面积为响应信号时，不受影响，但是当以峰高为响应信号时，影响很大。
总之，柱温变化可能会导致定性、定量分析结果的变化。
既然柱温变化对分析结果有重要影响，那么选择合适的柱温以及对柱温进行控制就很重要了。
首先，应保证柱温不高于固定液的最高使用温度（即色谱柱的最高耐受温度），避免固定液流失而影响色谱柱柱效和使用寿命；
其次，选择合适的柱温，柱温的选择应使难分离的两组分达到预期的分离效果，峰形正常而分析时间又不长为宜，一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30℃，通过试验决定。对于沸点范围较宽的试样，应采用程序升温，按预定的加热速度随时间呈线性或非线性地增加温度。一般升温速度是呈线性的。
最后，特别是要保证仪器柱温控制的稳定性、均匀性，以及实际温度与预设温度之间的一致性。一般气相色谱仪柱温控温精度为±1℃，有些厂家的可达到±0.1℃，部分厂家的气相色谱仪柱温控制精度更好，如鲁南瑞虹化工仪器公司SP-6800A控温精度优于±0.1℃，美国热电公司Trace gc ultra 气相色谱仪控温精度可达0.001℃。
气化室温度
气化室即进样口及内腔，属于进样系统的一部分，是气相色谱仪的重要组成部分。由于气相色谱柱所使用的温度一般不超过400℃，所以气化室温度低于400℃，经常根据化合物的需要设定为200-300℃左右。那么，气化室温度对样品的分离效果有什么影响呢？
气化室温度、柱温、检测器温度是气相色谱三个重要温度，其中气化室温度也影响着整个气相色谱分析过程。气化室温度的大小，影响:a.柱效；b.定量结果；c.可能导致样品组分的分解。
气化室的升温设定方式有两种：恒温和程序升温。
恒温气化，是一种经典的气相色谱气化方式。气化室保持一个稳定的温度，让进入的样品瞬间气化，气化后的样品很快被载气“扫”入色谱柱。
程序升温气化方式，即初始温度很低，仅气化溶剂，样品开始不气化，然后分段快速升温，瞬间气化样品，再被载气很快“扫”入色谱柱。该方法的优点是可以防止样品的热分解和注射歧视对定量分析的误差。
所谓注射歧视，即进样针插入进样口后，针尖内的易挥发组分先气化，无论进样速度如何，不同沸点的组分总是先后气化；进样完毕后，进样针里残留的样品组分与样品的原组分有差异，从而造成气化后样品与原有样品之间的含量差异，带来定量误差。
气化温度的选择，取决于样品的化学稳定性、沸程范围、进样量和进样方式。
如果样品组分稳定，可以选择恒温气化方式，一般选择与样品中沸点最高组分的沸点接近或略高一些。如果试样中有的组分化学稳定性差，可以考虑使用程序升温气化方式。
由于不分流时样品在气化室滞留时间稍微长一些，气化速度稍慢一些，一般不影响分离效果，所以不分流进样口温度比分流进样口温度设置可以稍微低一点。
当气化温度低于样品的沸点时，晚流出的色谱峰会展宽、前伸或拖尾，出峰慢，柱效降低，以峰高定量时影响定量结果；而当温度太高时，可能引起某些化学不稳定组分的分解。

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PAEs

第1楼2018/05/22

应助达人

谢谢楼主的分享，学习啦

0

Insm_26fefe82

第2楼2021/10/24

感谢楼主分享

0

zyl3367898

第3楼2021/10/24

应助达人

非常好的资料，都是基础知识，具体的还要在仪器上面进行实验。

0

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