載氣對分離測定有什么影響?
(1)提出問題氣相色譜的流動相是氣體,即載氣,選用的載氣應不與被分離的樣品發生相互作用。載氣會影響色譜柱柱效、檢測器性能和分析速度等。實際分析中,經常會遇到載氣種類或流速不同,導致分析結果有差異,有時候還可選擇氫氣作為載氣,究竟是什么原因呢?載氣對分離測定有哪些影響呢?
(2)分析原因氣相色譜系統中,載氣的作用之一是將樣品載入儀器系統進行分離和測定,另一個重要作用是保護儀器。常用的載氣,按照密度分為輕載氣如氣(He)、氫氣(H2)和重載氣如氮氣(N2)、氬氣(Ar);按照來源可分為常見氣體如氮氣、氫氣和稀有氣體如氦氣、氬氣;按照使用時的安全因素分為安全氣體氮氣、氦氣和不安全氣體如氫氣;另外,按照價格高低可分為貴重氣體氦氣和普通氣體如氮氣、氫氣、氬氣。
載氣種類不同,會導致分析結果不同。首先載氣對柱效的影響主要表現在組分在載氣中的擴散系數DB上,而組分在載氣中的擴散系數D又影響分子的縱
向擴散項系數B和氣相傳質項系數Cg,D正比于B、反比于Cg,從而影響柱效和分析時間。
載氣種類的選擇,主要考慮其對D的影響D與載氣分子量的平方根成反比,即同一組分在分子量較大的載氣中有較小的Dg。因此根據 Van Deemter方程可知:
①渦流擴散項A與載氣流速無關;
②當載氣流速小時,分子擴散項對柱效的影響是主要的,因此選用分子量較大的載氣,如氮氣、氬氣,可使組分的擴散系數Dg較小,從而減小分子擴散的影響,提高柱效;
③當載氣流速μ較大時,傳質阻力項對柱效的影響起主導作用,因此選用分子量較小的氣體,如氫氣、氦氣作載氣可以減小氣相傳質阻力,提高柱效。因此,要使理論塔板高度H最小、柱效最高,必有一最佳流速μ最佳(即opt)載氣種類和最佳線速度(op)、理論塔板高度(H)、有效塔板高度(HeH)、理論塔板數(N)和有效塔板數(Ne)之間的關系。