氣相色譜法廣州市信息工程職業(yè)學校劉志瑩色譜分析法的原理及分類茨維特的經(jīng)典實驗1.色譜法將被分離組分在兩相間進行分布的一種物理分離方法。2.色譜柱裝有固定相的柱管。3.色譜圖柱中出現(xiàn)的有顏色的色帶。4.固定相具有大表面積的固體。5.流動相推動被分離組分流過固定相的惰性流體。色譜分析法的原理及分類色譜分析法的分離原理及特點1.內(nèi)因：由于固定相與被分離的各組分發(fā)生的吸附（或分配）作用的差別。2.宏觀表現(xiàn)：吸附（或分配）系數(shù)的差別。3.微觀解釋：分子間相互作用力的差別。4.外因：流動相的不間斷的流動。色譜分析法的原理及分類色譜分析法的分離原理及特點1.內(nèi)因：由于固定相與被分離的各組分發(fā)生的吸附（或分配）作用的差別。2.宏觀表現(xiàn)：吸附（或分配）系數(shù)的差別。3.微觀解釋：分子間相互作用力的差別。4.外因：流動相的不間斷的流動。色譜分析法的原理及分類色譜分析法的分離原理及特點5.實質(zhì)：由于流動相的流動使被分離組分與固定相發(fā)生反復多次的吸附（或溶解）、解吸（或揮發(fā)）過程，使那些在同一固定相上吸附（或分配）系數(shù)只有微小差別的組分，在固定相上的移動速度產(chǎn)生了很大的差別，從而達到了各個組分的完全分離。6.優(yōu)點：不損失、不改變、不新生。色譜分析法的原理及分類色譜分析法的分類1.按照固定相和流動相的狀態(tài)分類P258表16-12.按照固定相性質(zhì)和操作方式分類P259表16-23.按照色譜分離過程的物理化學原理分類P259表16-3氣相色譜法簡介方法特點及應用范圍1.優(yōu)點：選擇性高、分離效率高、靈敏度高、分析速度快。2.適用范圍：在-196~450℃溫度范圍內(nèi)，可以提供26~1330Pa蒸氣壓的氣體、液體、固體及包含在固體中的氣體。3.缺點：不能直接定性，不能直接分析未知物、無機物和高沸點有機物分析比較困難。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征1.色譜圖：以組分的流出時間（t）為橫坐標，以檢測器對各組分的電訊號響應值（mV）為縱坐標，繪出樣品中各個組分的流出曲線圖。2.色譜峰的位置1）保留時間（tR）：從進樣開始至每個組分流出曲線達極大值（峰頂）所需的時間，是色譜峰位置的標志。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征2.色譜峰的位置2）基線：與橫坐標保持平行的直線，表示在實驗條件下，純載氣流經(jīng)檢測器時的流出曲線，反映檢測器的電噪聲隨時間的變化。3）死時間（tM）：從進樣開始到惰性組分從柱中流出呈濃度最大值的時間，反映色譜柱中未被固定相填充的柱內(nèi)死體積和檢測器死體積的大小，與被測組分的性質(zhì)無關。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征2.色譜峰的位置4）調(diào)整保留時間（t’R）：扣除死時間后的保留時間，從本質(zhì)上更準確的表達了被分析組分的保留特性。5）分配比（k）：調(diào)整保留時間與死時間之比，分配平衡常數(shù)（容量因子）。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征3.色譜峰的峰高或峰面積1）峰高（h）：由基線至峰頂間的距離。2）峰面積（A）：每個組分的流出曲線和基線間所包圍的面積。3）應用：峰高和峰面積的大小和每個組分在樣品中的含量相關，是氣相色譜進行定量分析的重要依據(jù)。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征4.色譜峰的寬窄1）寬窄的表示：用標準偏差σ的大小衡量，σ大峰形寬，σ小峰形窄。2）區(qū)域?qū)挾缺硎荆汗拯c寬度（Wi）、半峰寬度（Wh/2）、基線寬度（Wb）。3）意義：說明色譜柱柱效率的高低。氣相色譜法簡介氣相色譜流出曲線的特征4.色譜峰間的距離1）分離度：表示峰間距離。2）意義：表明色譜柱對各組分的選擇性。R≥1.5，兩個相鄰峰完全分離。

R=1.0，兩個相鄰峰恰好分離。R<1.0，兩個相鄰峰恰好分離。氣相色譜儀氣相色譜法的測定流程載氣流速控制及測量裝置1.載氣及其凈化1）載氣：流動相，把樣品輸送到色譜柱和檢測器。2）常用的載氣：氫氣、氮氣、氬氣、氦氣、二氧化碳、空氣等。3）供氣設備：高壓氣瓶、氣體發(fā)生器、壓縮泵等4）凈化：硅膠、分子篩、活性炭等氣相色譜儀氣相色譜法的測定流程載氣流速控制及測量裝置2.載氣流速的控制1）減壓閥：裝在高壓氣瓶出口，將高壓氣體調(diào)節(jié)到工作壓力。2）穩(wěn)壓閥：穩(wěn)定載氣（或燃氣）壓力。3）針型閥：調(diào)節(jié)載氣（或燃氣）流量。4）穩(wěn)流閥：自動控制載氣的穩(wěn)定流速。3.載氣流速的測量

轉(zhuǎn)子流量計、皂膜流速計、電子氣路控制系統(tǒng)。氣相色譜儀進樣器和氣化室1.進樣器1）氣體樣品進樣：注射器、氣體定量管。2）液體樣品進樣：微量注射器。3）固體樣品進樣：溶解成液體，裂解成氣體。2.氣化室1）作用：將液體樣品瞬間氣化為蒸氣。2）氣化溫度：樣品能瞬間氣化而不分解，一般比柱溫高50~100°C。氣相色譜儀色譜柱及柱溫控制1.分類：填充柱和毛細管柱。2.材料、形狀及連接方法1）填充柱材料：不銹鋼管、銅管等。

毛細管柱材料：玻璃、石英等。2）形狀：P281圖16-213）連接方法：P282圖16-223.柱溫控制：柱箱。氣相色譜儀檢測器1.作用：根據(jù)樣品各個組分的物理或化學特性，轉(zhuǎn)變成電信號。2.分類1）濃度型：熱導檢測器（TCD）、電子捕獲檢測器（ECD）2）質(zhì)量型：氫火焰離子化檢測器（FID）、火焰光度檢測器（FPD）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)氣相色譜儀氣相色譜儀的使用和維護1.氣相色譜儀的性能指標P2862.氣相色譜儀的使用規(guī)則P2873.氣相色譜儀的維護P288固定相氣固色譜的固定相1.性質(zhì)：表面有一定活性的固體吸附劑。2.常用的固定相P291~2983.選擇吸附劑的原則P298氣液色譜的固定相1.常用載體的性質(zhì)及處理方法P299~3022.常用固定液的分類及選擇原則P302~3083.常用石英毛細管柱分離性能簡介。P308~313檢測器檢測器的性能指標1.噪聲與漂移1）噪聲：基線在短暫時間內(nèi)的波動。2）漂移：基線在一段時間內(nèi)的變化。2.靈敏度1）定義：一定量的組分通過檢測器時所產(chǎn)生電信號的大小。2）計算方法：P3153）意義：靈敏度越高，檢測器的性能越好。檢測器檢測器的性能指標3.敏感度（檢測限）1）定義：檢測器恰好產(chǎn)生能夠檢測的電信號時，在單位體積或單位時間內(nèi)引入檢測器的組分的數(shù)量。2）定義式：當檢測器產(chǎn)生的電信號是噪聲的2倍時，單位時間（單位體積）內(nèi)進入檢測器的組分的數(shù)量。3）計算方法：P3164）意義：敏感度越小，檢測器越敏感。檢測器檢測器的性能指標4.響應時間（應答時間）1）定義：從進樣開始，至到達記錄儀最終指示的90%處所需的時間。2）影響因素：檢測器體積、電子系統(tǒng)、記錄儀器。3）意義：響應時間越短，檢測器性能越好。檢測器檢測器的性能指標5.線性范圍1）定義：響應值隨組分濃度變化曲線上直線部分所對應的組分濃度變化范圍2）意義：線性范圍越寬，檢測器性能越好。6.常用氣相色譜檢測器性能比較P318表16-24檢測器熱導檢測器1.特點：結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度適中、穩(wěn)定性好、線性范圍寬。2.適用范圍：無機氣體、有機物分析；常量或十萬分之幾以上的組分分析。3.結(jié)構(gòu)：P3194.影響靈敏度的因素：熱絲阻值、橋（電）流5.使用注意事項：溫度、熱絲檢測器氫火焰離子化檢測器1.特點：靈敏度高、響應快、線性范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定。2.適用范圍：有機物的微量分析。3.不適用：稀有氣體、永久性氣體、水等。4.檢測原理：P3235.結(jié)構(gòu)：P3246.影響靈敏度的因素：P3257.使用注意事項：P326定性及定量分析方法定性分析方法1.常用的保留值簡介1）保留時間tR2）調(diào)整保留時間t’R（扣除死時間的影響）3）相對保留值ris（抵消色譜操作條件的變化）4）比保留體積Vg（校正色譜操作條件）5）科瓦特保留指數(shù)①任何正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)：100n②任一被測組分的保留指數(shù)：P338定性及定量分析方法定性分析方法1.常用的定性方法1）純物質(zhì)對照法P3392）利用保留值的經(jīng)驗規(guī)律定性P3403）利用其它方法定性P340定性及定量分析方法定量分析方法1.峰高、峰面積定量法——檢量線法（工作曲線法）1）操作方法：P3412）方法特點：操作簡便3）影響準確度的因素：進樣量的重復性和操作條件的穩(wěn)定程度。定性及定量分析方法定量分析方法2.定量校正因子1）引入原因：不同組分在同一檢測器上產(chǎn)生的響應值不同，定量時不能直接比較。2）絕對校正因子①定義：組分含量與峰面積（峰高）的比例關系。②有關因素：P342③分類：絕對質(zhì)量校正因子、絕對摩爾校正因子④測定方法：mi-Ai工作曲線的斜率。定性及定量分析方法定量分析方法2.定量校正因子3）相對校正因子①定義：某一化合物的絕對校正因子與另一種標準物的絕對校正因子之比。②有關因素：P343③分類：相對質(zhì)量校正因子、相對摩爾校正因子。④測定方法：P344定性及定量分析方法定量分析方法3.定量校正因子與檢測器相對響應值的關系1）相對響應值（S’i）2）相對響應值與相對校正因子的關系：互為倒數(shù)4.內(nèi)標法1）操作方法：P3462）計算公式：P347定性及定量分析方法定量分析方法5.外標法1）操作方法：P3472）計算公式：P3476.歸一化法1）適用范圍：P3472）計算方法：P348基本原理塔板理論1.色譜峰流出曲線方程：P3492.理論塔板數(shù)n的公式：P3493.理論塔板的高度：P3504.有效理論塔板高度：P3505.意義：當柱長固定時，理論塔板數(shù)n越多，柱效能越高?；驹硇世碚?.范式方程：P3502.渦流擴散項（A）：A=2λdp1）與填充物的平均顆粒直徑、不均勻因子有關。2）填充越均勻、顆粒越小，塔板高度越小，柱效越高?；驹硇世碚?.分子擴散項（B/u）：B=2γDg1）彎曲因子γ：空心柱γ=1，填充柱γ=0.5~0.72）擴散系數(shù)Dg：隨載氣和組分的性質(zhì)、溫度、壓力而變化，近似地與載氣分子量的平方根成反比（分子量大的載氣分子擴散小）3）載氣流速（u）：加快載氣流速減少分子擴散?；驹硇世碚?.傳質(zhì)阻力項（Cu）：C=Cg+Cl1）氣相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cg：與dp成正比，小顆粒填充物減少Cg，提高柱效；與Dg成反比，采用氫氣和氦氣，減少Cg，提高柱效；與載氣流速成正比，增大u，Cg增大，降低柱效。2）液相傳質(zhì)阻力系數(shù)Cl：與液膜厚度df2成正比，液膜越薄，Cl越小，提高柱效；與柱溫成反比，柱溫越高，Cl越小，提高柱效。5.改善柱效率的因素：P354基本原理色譜分離操作條件的選擇1.選擇原則：柱子的選擇性好、效率高。2.載氣的選擇1）載氣的種類：氫、氮、氬、氦。2）考慮因素：檢測器種類、載氣線速。3.載氣流速的選擇4.柱溫的選擇5.載體的選擇6.固定液用來的選擇基本原理