氣相色譜儀定性分析就是要確定各色譜峰所代表的化合物。由于各種物質(zhì)在一定色譜條件下均有確定的保留值,保留值可作為一種定性指標(biāo),目前各種色譜定性方法都是基于保留值定性的。但不同物質(zhì)在同一色譜條件下,可能具有相似或相同的保留值,即保留值并非專(zhuān)屬,因此僅根據(jù)保留值對(duì)一個(gè)完全未知的樣品定性是困難的。如果在了解樣品來(lái)源、性質(zhì)和分析目的的基礎(chǔ)上,對(duì)樣品組成作初步判斷,再結(jié)合下列方法,可確定色譜峰所代表的化合物。
一、利用已知純物質(zhì)對(duì)照定性:
利用已知純物質(zhì)對(duì)照定性是基于在一定操作條件下各組分的保留時(shí)間為定值,是色譜定性分析中方便的方法。
純物質(zhì)對(duì)照定性?xún)H適用于組分性質(zhì)已有所了解、組成比較簡(jiǎn)單、有純物質(zhì)的未知物。
二、根據(jù)相對(duì)保留值定性:
利用保留值定性時(shí),必須使兩次分析條件完全一致,有時(shí)不易做到。有時(shí)利用相對(duì)保留值定性比利用保留值定性更方便、更可靠,只要保持柱溫不變即可。利用相對(duì)保留值定性要求找一個(gè)基準(zhǔn)物質(zhì),通常選容易得到純品而且與被分析組分相近的物質(zhì)作基準(zhǔn)物質(zhì),如正丁烷、環(huán)己烷、正戊烷、苯、對(duì)二甲苯、環(huán)己醇和環(huán)己酮等。
三、利用已知物峰增高定性:
當(dāng)未知樣品中組分較多,色譜峰過(guò)密,不易辨認(rèn)時(shí),或僅作未知樣品指定項(xiàng)目分析時(shí),可用此法。
首先作出未知樣品的色譜圖,然后在未知樣品中加入某已知物,又得到一個(gè)色譜圖,峰高增加的組分可能為這種已知物。
四、根據(jù)保留指數(shù)定性:
保留指數(shù)表示樣品在GC固定相上的保留行為,是目前使用廣泛并被國(guó)際公認(rèn)的GC定性指標(biāo)。
1、理論基礎(chǔ):
正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留時(shí)間的對(duì)數(shù)(lgtr′)與其相應(yīng)的碳數(shù)成線性關(guān)系。
2、計(jì)算方法:
保留指數(shù)是以正構(gòu)烷烴作為標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定在任何色譜條件下正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)均為其分子中的碳數(shù)乘以100。待測(cè)樣品的保留指數(shù)IX是與待測(cè)樣品具有相同調(diào)整保留值的假想的正構(gòu)烷烴中的碳數(shù)乘以100。測(cè)定時(shí),將碳數(shù)為n和n+1的正構(gòu)烷烴加到待測(cè)樣品中進(jìn)行色譜分析,待測(cè)樣品的保留指數(shù)IX可按下式計(jì)算:
IX=[n+(lgtr(X)′-lgtr(n)′)/(lgtr(n+1)′-lgtr(n)′)]×100
式中:tr(n+1)′>tr(X)′>tr(n)′
五、利用經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和文獻(xiàn)值定性:
當(dāng)沒(méi)有待測(cè)組分的純標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí),可利用GC經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和文獻(xiàn)值進(jìn)行定性。
1、碳數(shù)規(guī)律:
大量實(shí)驗(yàn)證明,在一定溫度下,同系物的調(diào)整保留時(shí)間的對(duì)數(shù)與分子中的碳原子數(shù)成線性關(guān)系,即:
lgtR′=A1n+C1
式中:A1和C1均為常數(shù),n為分子中的碳原子數(shù)(n≥3)。
根據(jù)某一同系物中兩個(gè)或更多已知組分的調(diào)整保留時(shí)間的對(duì)數(shù)值,可求得同系物中其它組分的調(diào)整保留時(shí)間。
2、沸點(diǎn)規(guī)律:
同族中具有相同碳數(shù)碳鏈的異構(gòu)體化合物,其調(diào)整保留時(shí)間的對(duì)數(shù)和它們的沸點(diǎn)成線性關(guān)系,即:
lgtR′=A2Tb+C2
式中:A2和C2均為常數(shù),Tb為組分的沸點(diǎn)(K)。
根據(jù)同族同碳數(shù)碳鏈異構(gòu)體中兩個(gè)或更多已知組分的調(diào)整保留時(shí)間的對(duì)數(shù)值,可求得同族中具有相同碳數(shù)的其它異構(gòu)體的調(diào)整保留時(shí)間。
六、利用多柱定性:
對(duì)于復(fù)雜樣品,利用多柱定性更有效、更可靠,使原來(lái)在一根色譜柱上可能出現(xiàn)相同保留值的兩種組分,在另一根色譜柱上可能出現(xiàn)不同的保留值。
實(shí)驗(yàn)表明,同系物在兩種不同固定相上保留值的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系。
七、利用多檢測(cè)器定性:
在相同的色譜條件下,同一樣品在不同的檢測(cè)器上有不同的響應(yīng)信號(hào),可利用檢測(cè)器的選擇性進(jìn)行定性。
實(shí)際工作中多采用雙檢測(cè)器定性。雙檢測(cè)器可串聯(lián),也可并聯(lián)。
八、利用化學(xué)反應(yīng)定性:
1、利用衍生物定性:
有機(jī)物中某些難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定或極性很強(qiáng)的物質(zhì),如酸類(lèi)、糖類(lèi)、醇類(lèi)和胺類(lèi)等,可利用各種衍生反應(yīng)生成衍生物后進(jìn)行定性。這樣可克服直接分析的困難,使這些物質(zhì)的分析變得比較容易。
對(duì)于GC可直接定性的未知物,如已初步定性,也可將未知物和標(biāo)準(zhǔn)物同時(shí)轉(zhuǎn)化成衍生物,如果未知物與標(biāo)準(zhǔn)物的保留值變化一致,則可認(rèn)為它們是同一物質(zhì)。
2、利用消除法定性:
利用某些官能團(tuán)與化學(xué)試劑反應(yīng),使樣品中某組分消失而不出峰,以確定所消失的組分代表何種物質(zhì)。
消失反應(yīng)可以在柱上、注射器中或單獨(dú)的微型反應(yīng)管中進(jìn)行,然后將反應(yīng)物注入GC進(jìn)行分析定性。
3、利用柱后流出物的化學(xué)檢驗(yàn)定性:
收集色譜柱分離后的純組分,利用官能團(tuán)分類(lèi)試劑進(jìn)行檢驗(yàn)定性。
收集方法有溶劑共冷凝收集法、溶劑結(jié)晶收集法和螺旋玻璃管冷凝收集法等。
也可將柱后餾出物直接通入盛有官能團(tuán)分類(lèi)試劑的檢驗(yàn)管,利用官能團(tuán)特征反應(yīng)對(duì)各種餾出物進(jìn)行定性。
九、利用GC與其它儀器聯(lián)用定性:
GC具有很強(qiáng)的分離能力,適合多組分混合物的定量分析,但定性分析常因沒(méi)有純物質(zhì)或幾種物質(zhì)的保留值相近而發(fā)生困難,因此,對(duì)復(fù)雜混合物的定性分析難以做出正確判斷。而質(zhì)譜、紅外光譜和核磁共振譜等特別適合單一組分的定性,將GC與其聯(lián)用,能發(fā)揮各自的長(zhǎng)處,可解決復(fù)雜混合物的定性問(wèn)題。
聯(lián)用方式有不在線和在線兩種。不在線是將色譜柱分離的組分收集后,再進(jìn)入其它儀器進(jìn)行定性。在線是色譜柱分后的組分直接進(jìn)入其它儀器進(jìn)行定性。后一種發(fā)展十分迅速,目前已發(fā)展了各種形式的聯(lián)用儀器,其中以色質(zhì)聯(lián)用較為有效,是鑒別復(fù)雜混合物強(qiáng)有力的工具之一。
高效氣相色譜儀的分流進(jìn)樣是先將較大體積的樣品注入到高效氣相色譜儀氣化室中,樣品氣化后和載氣均勻混合,通過(guò)分流器,樣品被分流成流量相差懸殊的兩部分,其中流量較小的部分進(jìn)入毛細(xì)管柱,流量較大的部分放空。襯管的選擇方法如下:
一、分流襯管是一個(gè)混合腔和彎曲的流路,以保證樣品到達(dá)分流點(diǎn)前能夠全部蒸發(fā)并均勻化為蒸氣。分流進(jìn)樣口可采用多種襯管,用于分流進(jìn)樣的襯管大都不是直通的,襯管內(nèi)有縮徑處、燒結(jié)板、玻璃珠或玻璃毛。這主要是為了增大與樣品接觸的比表面,保證樣品完全氣化,減小分流歧視,也是為了防止固體顆粒和不揮發(fā)的樣品組分進(jìn)入色譜柱,保護(hù)色譜柱不被污染。
二、少量的玻璃毛能促進(jìn)樣品蒸發(fā)完全,重現(xiàn)性好,經(jīng)濟(jì),容易更換,可隨意調(diào)整高低。玻璃毛活性較大,不適合分析極性化合物。此時(shí)可用經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃毛。
三、填充物應(yīng)位于襯管的中間,即溫度最高的地方,也是注射器針尖所到達(dá)的地方,可提高氣化效率,減少注射器針尖對(duì)樣品的歧視。
四、襯管的上端常用“O”形硅膠環(huán)密封,用一段時(shí)間后該環(huán)會(huì)老化而造成漏氣,要及時(shí)更換。當(dāng)進(jìn)樣口溫度超過(guò)400℃,可以采用石墨密封環(huán)。
先看氣相色譜儀的實(shí)用性。從某種程度來(lái)講就是性?xún)r(jià)比,廣泛地說(shuō)包括檢出限和自動(dòng)化程度好不好用。
點(diǎn)評(píng)實(shí)用性更多的應(yīng)該從兩個(gè)方面來(lái)談:
一方面是自己的儀器預(yù)算是多少,在預(yù)算的范圍內(nèi)購(gòu)買(mǎi)合適檔位的儀器;
另外一方面是能不能滿(mǎn)意自己剖析要求,只需可以滿(mǎn)意自己的剖析要求,不必定要購(gòu)買(mǎi)貴的。
檢出限。儀器的檢出限表明在必定的置信范圍內(nèi)能與儀器噪音相差異的檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的待測(cè)物質(zhì)的量,是點(diǎn)評(píng)儀器的重要目標(biāo)。
簡(jiǎn)單的說(shuō),檢出限越低,那么檢測(cè)出來(lái)低濃度物質(zhì)含量的才能越強(qiáng)。因此,在痕量剖析中,應(yīng)當(dāng)盡可能的選擇檢出限較低的儀器。
自動(dòng)化程度。
目前來(lái)說(shuō),市面上的儀器主要分為兩種:
一種是完全運(yùn)用手動(dòng)機(jī)械閥調(diào)理控制流量的儀器;
另外一種則是運(yùn)用電子流量控制裝置對(duì)流量和壓力進(jìn)行控制的儀器,稱(chēng)之為運(yùn)用EPC、AFC、APC等。
當(dāng)然,也有介于兩者之間,一部分氣路控制運(yùn)用電子流量控制裝置的儀器。