一、實驗目的
(1) 熟悉以熱導池為檢測器的氣相色譜儀的工作原理和基本構造,掌握其使用方法。
(2) 用氣液色譜法測定二元溶**係無限稀釋活度係數、偏摩爾溶解焓和偏摩爾超額溶解焓。
二、實驗原理
1. 色譜法基本原理
在色譜柱中填充固體多孔性填料,在填料上塗有固定液(本實驗用鄰苯二甲酸二壬酯),填料之間的縫隙可以使得流體流過。在柱子中流過一種不和固定液起作用的氣體,稱為載氣。當載氣攜帶著溶質分子流過固定液表麵時,將產生溶解揮發過程,在一定條件下可達到氣液平衡。
由於向載氣中加入的溶質量很少,其溶解於固定液中的濃度可看成是無限稀。溶質在氣液兩相中達到平衡時,在固定液中的濃度和在載氣中的濃度之間的比值稱為分配係數:
KD=固定液中溶質質量/固定液質量流動相中溶質質量/流動相體積=Ws2/W1Wg2/Vd(1)
式中:下標1、2分別表示溶劑和溶質;上標s、g分別表示為固定相和載氣,其中溶質在固定液中的濃度采用質量濃度,而在流動相中的濃度采用體積濃度;Vd表示色譜柱中氣相的體積。
流動相流動過程中,攜帶溶質流經色譜柱,並且在流動過程中不斷實現分配平衡。這個過程類似於化工生產中的精餾。最後,溶質流出色譜柱,在檢測器上產生一個峰狀的信號,以此來確定溶質在柱子中的停留時間,所得檢測器信號與時間的關係稱為色譜圖,如圖213所示。
圖213色譜圖
在色譜圖中,從進樣到出峰最高處的時間稱為保留時間tr;在這一段時間裏流過柱子的載氣體積稱為保留體積Vr,它代表了溶質在與固定相分配平衡過程中,花費了多少流動相體積。
另外,由於柱中有一定的空隙,如進樣口、檢測器、連接管道等,總有一部分流動相在流動過程中並未與固定相交換溶質,這一部分體積要從溶質與固定相分配平衡所占的流動相體積中減去。用一個不與固定相作用的物質(如空氣)同樣從柱頭進樣,其出峰的時間稱為死時間td;所流過的流動相體積稱為死體積Vd;保留時間與死時間的差值稱為校準保留時間;保留體積與死體積的差值,稱為校準保留體積。