气相色谱的优点与特色是什么？
实验室k / 2019-07-30
气相色谱与液相色谱相似，只是以气体作流动相，它的分离机理也是基于物质在流动气相和固定相(可为固体和液体)两相间分配的不同而导致分离。
Martin和Synge于1942年建立了液-液分配色谱的理论模式。同时提出了以气体作流动相色谱分离的可能性。后James和Martin终于实现了气-液色谱的实验。从此，气相色谱因其独特的分离功能而得到飞速的发展。
气相色谱的优点是高选择性、高灵敏度和高分离效率。高选择性是指能分离结构极为相似的异构体(位置异构、结构异构和空间异构)、同位素等，并可用以制备色谱纯物质。例如沸点十分接近的苯(80.1℃)和环己烷(80.7℃)，在分馏法中几乎无法分开，但却能以气相色谱分离。高灵敏度是指可分析10(-11次方)g的物质，在痕量分析上，可鉴定出超纯气体、高分子单体和纯有机物中含有1ppm甚至1ppb的杂质。如对大气污染和水质分析等环境卫生方面的监测工作，可用气相色谱直接采样测定；又如食品和药材中农药残留量的分析；医学和生化学上测定血液中的微量组分等。高分离效率则可用表示柱效的理论板数N来说明，一般，一支长1～2m的色谱柱，理论板数达几千，如果是毛细管色谱柱，其N可达10(6次方)。因此，即使是一些极为复杂或难以分离的混合物，只要条件选择适当，总能获得分离。例如用空心毛细管柱可从汽油中检测168个碳氢化合物的色谱峰。气相色谱法的分析速度是较快的，一般只需要几分钟或几十分钟便可完成一次气相色谱分析的周期。
与其他各种分析方法相比，它有一个突出的优点，即既可对混合物进行分离，又可对分离后的组分进行定性和定量，且物质经色谱操作后仍保持其原样不受任何破坏。这在经典化学分析方法却很难办到。化学分析法只能对某类或某组化合物进行分离分析，尤其是对许多化学性质迟钝或各组分间性质极为相近的复杂样品，化学分析法就不能胜任了。与光谱法和质谱法相比，虽然后者的优点和使用价值是公认的，在定性方面所表现的卓越能力远胜于气相色谱法和其他色谱技术，但分离能力差，对试样要求甚严(必须为纯品)。若使两类技术联合使用，相互取长补短，则其效果不言而喻。
尽管气相色谱也用于分离制备工作，但其处理量不大，离工业规模的生产要求还远。因此，如何使它适用于工业规模生产，这也是色谱法进一步发展中的一项重要内容。
气相色谱与液相色谱各有特色。气相色谱对于分离挥发性物质的效果很好，但对热稳定性差以及挥发性很小的物质，如离子化合物、大分子量化合物等的分离则无能为力。气相色谱的操作温度范围可达-196～450℃。只要在这个范围内，化合物具有不小于26.66~1333.22Pa(0.2～10mmHg)的蒸气压，而且在操作温度下有良好的热稳定性，无论是气、液或固体物质，原则上都可用气相色谱进行分析。由于上述这些条件的限制，大约只有30%左右的有机物可用气相色谱分析。液相色谱在分析时，对样品的蒸气压力并无特殊要求，因而能分析70～80％的有机物。此外，根据气体与液体的某些物理常数，可说明气相色谱与液相色谱的某些差别，见表15-1。
表15-1 气体与液体的某些物理常数
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密度(g·ml-1) |
扩散系数 |
运动粘度(g·cm-1·s-1) |
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气体
液体
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10(-3次方)
1
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10(-1次方)
5×10(-6次方)
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10(-4次方)
10(-2次方)
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由表15-1可知，流动气相与流动液相在密度、扩散系数、运动粘度等方面有较大差异，使两者的流速有较大不同。气相的流速可高达100ml/min，甚至更大；而液相控制在1ml/min。这就造成两者在分析时间上的差别。在样品处理量方面，液相可作数克到几十克的制备工作，气相虽也可作制备工作，但其处理量远不及液相。
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