氣相色譜中如何用保留值定性
更新時(shí)間:2016-01-06 點(diǎn)擊次數(shù):6467次
1. 利用已知物直接對(duì)照進(jìn)行定性分析
利用已知物直接對(duì)照法定性是一種zui簡(jiǎn)單的定性方法,在具有已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的情況下常使用這一方法。將未知物和已知標(biāo)準(zhǔn)物在同一根色譜柱上,用相同的色譜操作 條件進(jìn)行分析,作出色譜圖后進(jìn)行對(duì)照比較。如圖, 中將未知試樣(a)與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(b)在同樣色譜條件下得到的色譜圖直接進(jìn)行比較,可以推測(cè)未知樣品中峰2可能是甲醇,峰3 可能是乙醇,峰4可能是正丙醇,峰7 可能是正丁醇,峰9 可能是正戊醇。當(dāng)然,以上的推測(cè)只是初步的,如要得到準(zhǔn)確的結(jié)論,有時(shí)還需要進(jìn)一步的確認(rèn)。在利用已知純物質(zhì)直接對(duì)照進(jìn)行定性時(shí)是利用保留時(shí)間(t R)直接比較,這時(shí)要求載氣的流速,載氣的溫度和柱溫度一定要恒定。載氣流速的微小波動(dòng),載氣溫度和柱溫度的微小變化,都會(huì)使保留值(t R)改變,從而對(duì)定性結(jié)果產(chǎn)生影響。使用保留體積(V R)定性,雖可避免載氣流速變化的影響,但實(shí)際使用是很困難的,因?yàn)楸A趔w積的直接測(cè)定是很困難的,一般都是利用流速和保留時(shí)間來(lái)計(jì)算保留體積。為了避免 載氣流速和溫度的微小變化而引起的保留時(shí)間的變化對(duì)定性分析結(jié)果帶來(lái)的影響,可采用以下兩個(gè)方法:
(1)用相對(duì)保留值定性由于相對(duì)保留值 是被測(cè)組分與加入的參比組分(其保留值應(yīng)與被測(cè)組分相近)的調(diào)整保留值之比,因此,當(dāng)載氣的流速和溫度發(fā)生微小變化時(shí),被測(cè)組分與參比組分的保留值同時(shí)發(fā) 生變化,而它們的比值——相對(duì)保留值則不變。也就是說(shuō),相對(duì)保留值只受柱溫和固定相性質(zhì)的影響,而柱長(zhǎng),固定相的填充情況(即固定相的緊密情況)和載氣的 流速均不影響相對(duì)保留值(r is)。因此在柱溫和固定相一定時(shí),相對(duì)保留值(r is)為定值,可作為定性的較可靠參數(shù)。
(2)用已知物增加峰 高法定性在得到未知樣品的色譜圖后,在未知樣品中加入一定量的已知純物質(zhì),然后在同樣的色譜條件下,作已加純物質(zhì)的未知樣品的色譜圖。對(duì)比兩張色譜圖,哪 個(gè)峰加高了,則該峰就是加入的已知純物質(zhì)的色譜峰。這一方法即可避免載氣流速的微小變化對(duì)保留時(shí)間的影響而影響定性分析的結(jié)果,又可避免色譜圖圖形復(fù)雜時(shí) 準(zhǔn)確測(cè)定保留時(shí)間的困難。這是在確認(rèn)某一復(fù)雜樣品中是否含有某一組分的辦法。
2.利用文獻(xiàn)值對(duì)照進(jìn)行定性分析
在利用已知標(biāo)準(zhǔn)物直接對(duì) 照定性時(shí),已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的得到往往是一個(gè)很困難的問(wèn)題。一個(gè)實(shí)驗(yàn)室也不可能備有很多的,各種各樣的已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。為此,#,-. 年匈牙利色譜學(xué)家E.Kovars先提出用保留指數(shù)(I)(retention index)作為保留值的標(biāo)準(zhǔn)用于定性分析,這是使用zui廣泛并被上*的定性指標(biāo)。它具有重現(xiàn)性好(精度可達(dá)正負(fù)0.1指數(shù)單位或更低一些),標(biāo)準(zhǔn)物統(tǒng)一及溫度系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。
保留指數(shù)僅與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān),與色譜條件無(wú)關(guān)。不同的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的保留指數(shù)的重現(xiàn)性較好,精度可達(dá)正負(fù)0.3個(gè)指數(shù)單位。所以,以保留指數(shù)定性是有一定的可靠性。
用保留指數(shù)定性時(shí)需要知道被測(cè)的未知物是屬于哪一類的化合物,然后查找分析該類化合物所用的固定相和柱溫等色譜條件。一定要用色譜條件來(lái)分析未知物,并計(jì)算它的保留指數(shù),然后再與文獻(xiàn)中所給出的保留指數(shù)值進(jìn)行對(duì)照,給出未知物的定性分析結(jié)果。
保留指數(shù)定性與用已知物直接對(duì)照定性相比,雖避免了尋找已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的困難,但它也有一定的局限性,對(duì)一些多官能團(tuán)的化合物和結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的天然產(chǎn)物是無(wú)法采用保留指數(shù)定性的。
同一物質(zhì)在同一柱上的保留指數(shù)與柱溫的關(guān)系通常是線性的,利用這一規(guī)律可以用內(nèi)插法求出不同溫度下的保留指數(shù)。例如某物質(zhì)的保留指數(shù),在100℃時(shí)為654,150℃時(shí)為688,用內(nèi)插法可求得在125℃時(shí)為671。
由于不同物質(zhì)的這一線性關(guān)系往往不平行。因此可以利用兩個(gè)或三個(gè)不同溫度時(shí)的保留指數(shù)進(jìn)行對(duì)照,使定性分析的結(jié)果更為可靠。
保留指數(shù)定性與用已知物直接對(duì)照定性一樣,定性結(jié)果的準(zhǔn)確度往往也需用其他方法再加以確認(rèn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,大量的保留指數(shù)可以貯存在計(jì)算機(jī)中,并可以通過(guò)計(jì)算將貯存在計(jì)算機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)保留指數(shù)轉(zhuǎn)換成用戶色譜條件下的保留指數(shù)和保留時(shí)間(t' R),然后用計(jì)算機(jī)的檢索功能進(jìn)行定性分析。
3. 利用保留值規(guī)律進(jìn)行定性分析
如前所述,無(wú)論采用已知物直接對(duì)照定性,還是采用(保留指數(shù))對(duì)照定性,其定性的準(zhǔn)確度都不是很高的,往往還需要其他方法再加以確認(rèn)。如果將已知物直接對(duì)照定性與保留值規(guī)律定性結(jié)合,則可以大大提高定性分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。
(1) 雙柱定性采用已知物直接對(duì)照定性,在同一根柱子上進(jìn)行分析比較來(lái)進(jìn)行定性分析。這種定性分析結(jié)果的準(zhǔn)確度往往不高,特別對(duì)一些同分異構(gòu)體往往區(qū)分不出來(lái)。 如1-丁烯與異丁烯在阿皮松、硅油等非極性柱上有相同的保留值,這時(shí)如改用極性柱,1-丁烯與異丁烯將有不同的保留值,所以,可以在兩根不同極性的柱子 上,將未知物的保留值與已知物的保留值進(jìn)行對(duì)比分析,這樣就可以大大提高定性分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。
在用雙柱定性時(shí),所選擇的兩根柱子的極性差別應(yīng)盡可能大,極性差別越大,定性分析結(jié)果的可信度越高。
由于非極性柱上各物質(zhì)出峰順序基本上是按沸點(diǎn)高低出峰,而在極性柱上各物質(zhì)的出峰順序則是主要由其化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定。因此雙柱定性在同分異構(gòu)體的確認(rèn)中有很重要的作用。
在雙柱選擇上還可以選擇氫鍵締合能力有較大差異的不同柱子對(duì)一些形成能力不同的化合物進(jìn)行定性分析。
兩個(gè)純化合物在性能(極性或氫鍵形成能力等)不同的二根或多根色譜柱上有*相同的保留值(在不同柱上的保留時(shí)間不同),則這兩個(gè)純化合物基本上可以認(rèn)定為同一個(gè)化合物。使用的柱子越多,可信度越高。
(2)碳數(shù)規(guī)律定性大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:同系物間,在一定溫度下,調(diào)整保留值(也可采用比保留值,相對(duì)保留值)的對(duì)數(shù)與該分子的碳數(shù)成線性關(guān)系,即
利用碳數(shù)規(guī)律可以在已知同系物中幾個(gè)組分保留值的情況下,推出同系物中其他組分的保留值,然后與未知物的色譜圖進(jìn)行對(duì)比分析。
在用碳數(shù)規(guī)律定性時(shí),應(yīng)先判斷未知物類型,才能尋找適當(dāng)?shù)耐滴?。與此同時(shí),要注意當(dāng)碳原子數(shù) n=1 或 2 時(shí),以及碳數(shù)較大時(shí),可能與線性關(guān)系發(fā)生偏差。
這一規(guī)律適用于任何同系物或假同系物,如有機(jī)化合物中含有的硅、硫、氮、氧等元素的原子數(shù)及某些重復(fù)結(jié)構(gòu)單元(如苯環(huán),C=C 鍵,亞胺基等)的數(shù)目均與調(diào)整保留值的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系。
(3)沸點(diǎn)規(guī)律定性大量實(shí)驗(yàn)表明:同族具有相同碳原子數(shù)目的碳鏈異構(gòu)體的調(diào)整保留值(也可用比保留值或相對(duì)保留值)的對(duì)數(shù)值與沸點(diǎn)成線性關(guān)系,即
關(guān)沸點(diǎn)的數(shù)據(jù),就可以推斷該組分為何種化合物。與利用碳數(shù)規(guī)律進(jìn)行定性一樣,對(duì)碳鏈異構(gòu)體也可以根據(jù)其中幾個(gè)已知組分的調(diào)整保留值的對(duì)數(shù)與相應(yīng)的沸點(diǎn)作圖,然后根據(jù)未知組分的沸點(diǎn),在圖上求其相應(yīng)的保留值,與色譜圖上的未知峰對(duì)照進(jìn)行定性分析。