主题:【已应助】气相色谱中恒压和恒流的本质区别是什么?

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zengzhengce1
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xx_dxd_xx
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常见的除了恒流、恒压以外,还有一种恒线速度。
从使用上看,并没有本质区别。
恒压模式是最早使用的,因为毛细管柱恒压控制最容易实现,而想要自己控制毛细管柱的流量几乎是不可能的。但恒压的问题是随着程序升温,柱的阻力越来越大,载气流动越来越慢,所以后面的组分流出来会偏慢一些。
想要恒流,也是通过控制压力实现的,就要在程序升温过程中让压力随温度一起上升,这个直到有了EPC之后才能实现。恒流的好处是后面的组分出来会快一点。另外还有好处就是,某些检测器对载气流速敏感,保持载气流速恒定可以获得更加一致的灵敏度。比如FID,载气如果是氮气,载气与尾吹是合在一起调节FID灵敏度的,二者流速之和恒定才是最好的。如果恒压模式,氮气总流速随着升温有少许减小,FID的灵敏度也有一定的减弱。如果实现载气恒流控制,FID灵敏度就不会有变化。
至于有时候恒流能分开的物质恒压分不开,这个不是因为恒压不好,而是升温程序没有与载气互相配合。例如从50度到200度按10度每分钟升温的程序,两个物质分别是10.1、10.2分钟出来,刚刚能分开,流出来时温度约为150度。如果换成恒压,升温之后流速变慢,这两个物质肯定要晚很久才出来,那么出来时温度就到一百六七十度或者更高了。很多物质都有低温易分离、高温分不开的现象,这时恐怕就会变得分不开了。这种问题实质上与恒压没关系,是温度的影响,但是会被误以为是恒压导致的坏处。
其实这种错误的认识很普遍,经常有人说我其他都没变,换了什么就不行了。殊不知色谱分析里面各个条件都是互相联系互相适应的,换了一个,其他的都要相应的优化,不然肯定出问题。
恒线速度与恒流其实类似,都是随着程序升温改变压力,不同的是保持恒定的指标不一样罢了。因为从动力学上来讲,线速度才是决定柱效的本质,而流速和压力都是表象上的。对于一定的色谱柱和载气,存在一个理论上的最佳线速度,在整个分析过程中保持这个最佳线速度就能获得最高的柱效。而恒压控制时,低温下线速度偏高、高温下线速度偏低;恒流控制时,低温下线速度偏低、高温下线速度偏高,两种控制模式都不是理论上的最佳状态。但是这种最佳状态也是假想的,实际上偏离最佳状态的情况并不严重,恒压或者恒流获得的柱效比恒线速度低不了太多,有时候几乎看不出来,所以其实不用纠结这个问题。至于有时候出现恒压分不开,而恒线速度分离更好的情况,这与上面恒流控制出现的情况类似,本质不在载气控制上,而是温度程序是否合适的问题。而且这些都是偶然现象,不具备普遍性,不能作为那种模式更好的证据。
该帖子作者被版主 zyl336789810积分, 2经验,加分理由:应助
zyl3367898
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原来是这样,还以为恒压与恒流有很大区别呢,看来程序升温还是关键点。
viki
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原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:常见的除了恒流、恒压以外,还有一种恒线速度。从使用上看,并没有本质区别。恒压模式是最早使用的,因为毛细管柱恒压控制最容易实现,而想要自己控制毛细管柱的流量几乎是不可能的。但恒压的问题是随着程序升温,柱的阻力越来越大,载气流动越来越慢,所以后面的组分流出来会偏慢一些。想要恒流,也是通过控制压力实现的,就要在程序升温过程中让压力随温度一起上升,这个直到有了EPC之后才能实现。恒流的好处是后面的组分出来会快一点。另外还有好处就是,某些检测器对载气流速敏感,保持载气流速恒定可以获得更加一致的灵敏度。比如FID,载气如果是氮气,载气与尾吹是合在一起调节FID灵敏度的,二者流速之和恒定才是最好的。如果恒压模式,氮气总流速随着升温有少许减小,FID的灵敏度也有一定的减弱。如果实现载气恒流控制,FID灵敏度就不会有变化。至于有时候恒流能分开的物质恒压分不开,这个不是因为恒压不好,而是升温程序没有与载气互相配合。例如从50度到200度按10度每分钟升温的程序,两个物质分别是10.1、10.2分钟出来,刚刚能分开,流出来时温度约为150度。如果换成恒压,升温之后流速变慢,这两个物质肯定要晚很久才出来,那么出来时温度就到一百六七十度或者更高了。很多物质都有低温易分离、高温分不开的现象,这时恐怕就会变得分不开了。这种问题实质上与恒压没关系,是温度的影响,但是会被误以为是恒压导致的坏处。其实这种错误的认识很普遍,经常有人说我其他都没变,换了什么就不行了。殊不知色谱分析里面各个条件都是互相联系互相适应的,换了一个,其他的都要相应的优化,不然肯定出问题。恒线速度与恒流其实类似,都是随着程序升温改变压力,不同的是保持恒定的指标不一样罢了。因为从动力学上来讲,线速度才是决定柱效的本质,而流速和压力都是表象上的。对于一定的色谱柱和载气,存在一个理论上的最佳线速度,在整个分析过程中保持这个最佳线速度就能获得最高的柱效。而恒压控制时,低温下线速度偏高、高温下线速度偏低;恒流控制时,低温下线速度偏低、高温下线速度偏高,两种控制模式都不是理论上的最佳状态。但是这种最佳状态也是假想的,实际上偏离最佳状态的情况并不严重,恒压或者恒流获得的柱效比恒线速度低不了太多,有时候几乎看不出来,所以其实不用纠结这个问题。至于有时候出现恒压分不开,而恒线速度分离更好的情况,这与上面恒流控制出现的情况类似,本质不在载气控制上,而是温度程序是否合适的问题。而且这些都是偶然现象,不具备普遍性,不能作为那种模式更好的证据。
感恩这么用心的回答,学到了。
zyl3367898
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xx_dxd_xx是高手,获得过原创大赛的大奖,理论与实践都很强。
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原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:
常见的除了恒流、恒压以外,还有一种恒线速度。
从使用上看,并没有本质区别。
恒压模式是最早使用的,因为毛细管柱恒压控制最容易实现,而想要自己控制毛细管柱的流量几乎是不可能的。但恒压的问题是随着程序升温,柱的阻力越来越大,载气流动越来越慢,所以后面的组分流出来会偏慢一些。
想要恒流,也是通过控制压力实现的,就要在程序升温过程中让压力随温度一起上升,这个直到有了EPC之后才能实现。恒流的好处是后面的组分出来会快一点。另外还有好处就是,某些检测器对载气流速敏感,保持载气流速恒定可以获得更加一致的灵敏度。比如FID,载气如果是氮气,载气与尾吹是合在一起调节FID灵敏度的,二者流速之和恒定才是最好的。如果恒压模式,氮气总流速随着升温有少许减小,FID的灵敏度也有一定的减弱。如果实现载气恒流控制,FID灵敏度就不会有变化。
至于有时候恒流能分开的物质恒压分不开,这个不是因为恒压不好,而是升温程序没有与载气互相配合。例如从50度到200度按10度每分钟升温的程序,两个物质分别是10.1、10.2分钟出来,刚刚能分开,流出来时温度约为150度。如果换成恒压,升温之后流速变慢,这两个物质肯定要晚很久才出来,那么出来时温度就到一百六七十度或者更高了。很多物质都有低温易分离、高温分不开的现象,这时恐怕就会变得分不开了。这种问题实质上与恒压没关系,是温度的影响,但是会被误以为是恒压导致的坏处。
其实这种错误的认识很普遍,经常有人说我其他都没变,换了什么就不行了。殊不知色谱分析里面各个条件都是互相联系互相适应的,换了一个,其他的都要相应的优化,不然肯定出问题。
恒线速度与恒流其实类似,都是随着程序升温改变压力,不同的是保持恒定的指标不一样罢了。因为从动力学上来讲,线速度才是决定柱效的本质,而流速和压力都是表象上的。对于一定的色谱柱和载气,存在一个理论上的最佳线速度,在整个分析过程中保持这个最佳线速度就能获得最高的柱效。而恒压控制时,低温下线速度偏高、高温下线速度偏低;恒流控制时,低温下线速度偏低、高温下线速度偏高,两种控制模式都不是理论上的最佳状态。但是这种最佳状态也是假想的,实际上偏离最佳状态的情况并不严重,恒压或者恒流获得的柱效比恒线速度低不了太多,有时候几乎看不出来,所以其实不用纠结这个问题。至于有时候出现恒压分不开,而恒线速度分离更好的情况,这与上面恒流控制出现的情况类似,本质不在载气控制上,而是温度程序是否合适的问题。而且这些都是偶然现象,不具备普遍性,不能作为那种模式更好的证据。
学习,大佬牛逼
zyl3367898
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m3104596
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原文由 zyl3367898(zyl3367898) 发表:
原来是这样,还以为恒压与恒流有很大区别呢,看来程序升温还是关键点。
牛逼牛逼,还有个疑问为啥升温期间,气体前进阻力会变大呀
xx_dxd_xx
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原文由 m3104596(m3104596) 发表:
牛逼牛逼,还有个疑问为啥升温期间,气体前进阻力会变大呀
气体流动的阻力是与线速度的平方成正比的,线速度越大,阻力就越大。温度高了,气体膨胀,横截面积不变、线速度增加,所以阻力就增大了。
其实温度升高的同时,气体粘度会减小,这是有利于减小阻力的。但是这方面产生的影响比较小,线速度导致的影响更大,所以总的结果是阻力增大。
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2022/5/7 22:34:33 Last edit by xx_dxd_xx
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