实验十一气相色谱能测定及条件选择方法PPT参考课件
- 格式：ppt
- 大小：695.00 KB
- 文档页数：23
下载文档原格式
合集下载
仪器分析气相色谱条件选择PPT参考课件
气相色谱法分析条件选择
涂莎莎
1
一、仪器选择
1 气相色谱仪 2 检测器
2020/1/22
2
气相色谱主要构造
气相色谱
LOREM
1
气路系统
2
进样系统
3
分离和温控系统
4
检测系统
5 数据记录和处理系统
2020/1/22
3
常用检测器
检测器
LOREM
1
火焰离子化检测器
2
电子捕获检测器
3
火焰光度检测器
4
氮磷检测器
2020/1/22
8
2.2颗粒直径
• 载体粒度越小，柱效越高。 • 但粒度太小，则阻力及柱压增加。 • 通常，对填充柱而言，粒度大小为内径的1/20—1/25为宜。
2020/1/22
9
2.3气液色谱固定相的选择
• 液体固定相有载体和固定液两部分组成。 • 载体是一种多孔性的惰性颗粒物质，具有较大的比表面积。
• 柱温一般选择接近或略低于组分平均沸点时的温度。 • 选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和鉴定器的灵敏度。
2020/1/22
17
1.1柱温
• 在气相色谱分离分析中，柱温是一个重要的操作变数，直接影响分离效能 和分析速度，是条件选择的关键。
• 一般选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分离高度的前 提下，尽可能采取较低温度，但以保留时间适宜及不拖尾为度。
• 柱箱温度越高，峰高越高，峰宽越窄，但是峰与峰之间的间距会越小。反 之温度越低，峰高越低，峰宽越宽，峰之间的间距越大。
对磷，氮具有高选择性和高灵敏度，多用于痕量含氮，磷的环境污染 物的分析。
通用型，灵敏度较低。
涂莎莎
1
一、仪器选择
1 气相色谱仪 2 检测器
2020/1/22
2
气相色谱主要构造
气相色谱
LOREM
1
气路系统
2
进样系统
3
分离和温控系统
4
检测系统
5 数据记录和处理系统
2020/1/22
3
常用检测器
检测器
LOREM
1
火焰离子化检测器
2
电子捕获检测器
3
火焰光度检测器
4
氮磷检测器
2020/1/22
8
2.2颗粒直径
• 载体粒度越小，柱效越高。 • 但粒度太小，则阻力及柱压增加。 • 通常，对填充柱而言，粒度大小为内径的1/20—1/25为宜。
2020/1/22
9
2.3气液色谱固定相的选择
• 液体固定相有载体和固定液两部分组成。 • 载体是一种多孔性的惰性颗粒物质，具有较大的比表面积。
• 柱温一般选择接近或略低于组分平均沸点时的温度。 • 选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和鉴定器的灵敏度。
2020/1/22
17
1.1柱温
• 在气相色谱分离分析中，柱温是一个重要的操作变数，直接影响分离效能 和分析速度，是条件选择的关键。
• 一般选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分离高度的前 提下，尽可能采取较低温度，但以保留时间适宜及不拖尾为度。
• 柱箱温度越高，峰高越高，峰宽越窄，但是峰与峰之间的间距会越小。反 之温度越低，峰高越低，峰宽越宽，峰之间的间距越大。
对磷，氮具有高选择性和高灵敏度，多用于痕量含氮，磷的环境污染 物的分析。
通用型，灵敏度较低。
气相色谱分离操作条件的选择.ppt
的色谱柱，可缩短分析时间。 填充色谱柱的柱长通常为2~4米，内径3~4厘米。
2020/12/29
4.柱温的选择
柱温应控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液 易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存 在）之间。
柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。组分保留值缩 短，先流组分可能产生重叠。
③分离非极性和极性（或易被极化的）混合物，一般选用 极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极 化的）组分后出峰。
④分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物，通常 选择极性或氢键性的固定液。
⑤分离组成复杂的难分离试样，通常使用特殊固定液，或 混合固定相。
2020/12/29
2. 固定液配比（涂渍量）的选择
（2）检测器要求：对热导检测器使用热导系数较大的氢 气有利于提高检测灵敏度。对氢焰检测器，氮气仍是首选。
（3）载气性质：应综合考虑载气的安全性、经济性及来 源是否广泛等因素。
2. 载气流速的选择 理论上应采用最佳流速。实际流速通常稍大于最佳流速以
缩短分析时间。
2020/12/29
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、其它操作条件的选择
2020/12/29
程序升温色谱图
2020/12/29
二、 载气种类和流速的选择
1. 载气种类的选择： 考虑三个方面因素：
（1）载气对柱效的影响：载气流速低时，大质量分子可 抑制试样的纵向扩散，提高柱效；载气流速高时，传质阻力 项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可 减小传质阻力，提高柱效。
柱温降低，分析时间增长，在两组分的相对保留值增大的 同时，两组分的峰宽也在增加，当前者的增加速度大于后者 时，分离度提高；当后者的增加速度大于前者时，分离度降 低。
2020/12/29
4.柱温的选择
柱温应控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液 易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固体形式存 在）之间。
柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。组分保留值缩 短，先流组分可能产生重叠。
③分离非极性和极性（或易被极化的）混合物，一般选用 极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极 化的）组分后出峰。
④分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物，通常 选择极性或氢键性的固定液。
⑤分离组成复杂的难分离试样，通常使用特殊固定液，或 混合固定相。
2020/12/29
2. 固定液配比（涂渍量）的选择
（2）检测器要求：对热导检测器使用热导系数较大的氢 气有利于提高检测灵敏度。对氢焰检测器，氮气仍是首选。
（3）载气性质：应综合考虑载气的安全性、经济性及来 源是否广泛等因素。
2. 载气流速的选择 理论上应采用最佳流速。实际流速通常稍大于最佳流速以
缩短分析时间。
2020/12/29
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、其它操作条件的选择
2020/12/29
程序升温色谱图
2020/12/29
二、 载气种类和流速的选择
1. 载气种类的选择： 考虑三个方面因素：
（1）载气对柱效的影响：载气流速低时，大质量分子可 抑制试样的纵向扩散，提高柱效；载气流速高时，传质阻力 项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可 减小传质阻力，提高柱效。
柱温降低，分析时间增长，在两组分的相对保留值增大的 同时，两组分的峰宽也在增加，当前者的增加速度大于后者 时，分离度提高；当后者的增加速度大于前者时，分离度降 低。
气相色谱分析法分离操作条件的选择Ch课件
流速选择
载气流速对色谱峰的分离效果和检测 器的灵敏度也有影响。流速过高可能 导致色谱峰过窄，降低分辨率；流速 过低则可能导致分析时间延长。
柱温的选择
01
02
03
固定相性质
不同的固定相具有不同的 热稳定性，因此柱温应根 据固定相的热稳定性来选 择。
样品性质
样品的沸点、分子结构和 性质等也会影响柱温的选 择。
分离效果
柱温对分离效果也有影响， 应根据分离要求选择合适 的柱温。
柱压的选择
固定相性质
不同的固定相具有不同的机械强度和稳定性，因此柱压应根 据固定相的性质来选择。
分离效果
柱压对分离效果也有影响，应根据分离要求选择合适的柱压。
进样量的选择
进样量过大
会导致峰宽增加，降低分 辨率和灵敏度。
进样量过小
会导致峰高增加，但峰宽 过窄，也会降低分辨率和 灵敏度。
流速的优化
01
恒流模式
在这种模式下，载气的流速保持不变，适用于组分复杂的样品分析。恒
流模式可以减少组分在柱子中的扩散，从而提高分辨率和峰形。
02 03
恒压模式
在这种模式下，载气的压力保持不变，适用于组分简单、只需要大致调 整流速的样品分析。恒压模式可以使流速更加稳定，从而减少峰形的变 化。
程序流速模式
较高温度
在较高温度下分离样品时，通常选择高于室温的柱温。这种条件下分离的样品主要是热稳 定性好、沸点较高、分子量较大的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
柱压的优化
低压
低压条件下分离样品时，通常选择较低的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量小、沸点低的物质，如烯烃、单炔烃等。
高压
高压条件下分离样品时，通常选择较高的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量大、沸点高、热稳定性好的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
载气流速对色谱峰的分离效果和检测 器的灵敏度也有影响。流速过高可能 导致色谱峰过窄，降低分辨率；流速 过低则可能导致分析时间延长。
柱温的选择
01
02
03
固定相性质
不同的固定相具有不同的 热稳定性，因此柱温应根 据固定相的热稳定性来选 择。
样品性质
样品的沸点、分子结构和 性质等也会影响柱温的选 择。
分离效果
柱温对分离效果也有影响， 应根据分离要求选择合适 的柱温。
柱压的选择
固定相性质
不同的固定相具有不同的机械强度和稳定性，因此柱压应根 据固定相的性质来选择。
分离效果
柱压对分离效果也有影响，应根据分离要求选择合适的柱压。
进样量的选择
进样量过大
会导致峰宽增加，降低分 辨率和灵敏度。
进样量过小
会导致峰高增加，但峰宽 过窄，也会降低分辨率和 灵敏度。
流速的优化
01
恒流模式
在这种模式下，载气的流速保持不变，适用于组分复杂的样品分析。恒
流模式可以减少组分在柱子中的扩散，从而提高分辨率和峰形。
02 03
恒压模式
在这种模式下，载气的压力保持不变，适用于组分简单、只需要大致调 整流速的样品分析。恒压模式可以使流速更加稳定，从而减少峰形的变 化。
程序流速模式
较高温度
在较高温度下分离样品时，通常选择高于室温的柱温。这种条件下分离的样品主要是热稳 定性好、沸点较高、分子量较大的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
柱压的优化
低压
低压条件下分离样品时，通常选择较低的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量小、沸点低的物质，如烯烃、单炔烃等。
高压
高压条件下分离样品时，通常选择较高的柱压。这种条件下分离的样品主要是 分子量大、沸点高、热稳定性好的物质，如多炔烃、高分子化合物等。
第11章气相色谱分析法
7/17/2020 2:47 AM
11.2.2 气液色谱固定相
1. 气液色谱固定相 [ 固定液 + 担体(支持体) ] ：
(1) 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度 下一定呈液体状态；
(2) 固定液的种类繁多，选择余地大； (3) 应用范围不断扩大。
4. 应用范围广
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
不足之处：
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。
7/17/2020 2:47 AM
11.1.3 气相色谱分析流程
7/17/2020 2:47 AM
气相色谱流程（动画）
载气系统
进样系统
色谱柱
检测系统
温控系统
1. 载气系统：包括气源、气体净化、气体流速的控制 和测量； 2. 进样系统：包括进样器、气化室； 3. 色谱柱：柱体、固定相； 4. 检测系统：包括检测器、放大器、记录仪，有的还 带有数据处理装置。
气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程。
7/17/2020 2:47 AM
随着载气的流动，溶解、挥发,或 吸附、脱附的过程反复地进行。
（动画）
7/17/2020 2:47 AM
分配系数（partition coefficient） 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或
溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组 分在两相间分配达到平衡时的浓度(g / mL)比, 称为分配 系数，用K 表示，即:
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
7/17/2020 2:47 AM
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度
K 组分在流动相中的浓度
(1) 一定温度下， K值最小的组分最先流出色谱柱，而 K值越大的组分，出峰越慢；
11.2.2 气液色谱固定相
1. 气液色谱固定相 [ 固定液 + 担体(支持体) ] ：
(1) 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度 下一定呈液体状态；
(2) 固定液的种类繁多，选择余地大； (3) 应用范围不断扩大。
4. 应用范围广
适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
不足之处：
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。
7/17/2020 2:47 AM
11.1.3 气相色谱分析流程
7/17/2020 2:47 AM
气相色谱流程（动画）
载气系统
进样系统
色谱柱
检测系统
温控系统
1. 载气系统：包括气源、气体净化、气体流速的控制 和测量； 2. 进样系统：包括进样器、气化室； 3. 色谱柱：柱体、固定相； 4. 检测系统：包括检测器、放大器、记录仪，有的还 带有数据处理装置。
气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程。
7/17/2020 2:47 AM
随着载气的流动，溶解、挥发,或 吸附、脱附的过程反复地进行。
（动画）
7/17/2020 2:47 AM
分配系数（partition coefficient） 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或
溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组 分在两相间分配达到平衡时的浓度(g / mL)比, 称为分配 系数，用K 表示，即:
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
7/17/2020 2:47 AM
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度
K 组分在流动相中的浓度
(1) 一定温度下， K值最小的组分最先流出色谱柱，而 K值越大的组分，出峰越慢；
11 气相色谱分析法(110)
值。或者：
n有效
16R2 ( r21 )2 r21 1
于是
L
16R 2
( r21 )2 r21 1
H 有效
对于一定的色谱柱和一定的难分离物质对，在一
定的操作条件下，r21与H有效为常数，则L∝R2或 R L . (一般填充柱的H有效≈1mm) .
p314例子：
假设两组分的相对保留值为1.15，要在一根填充 柱上获得完全分离（即R=1.5)，需有效塔板数和柱长 各为多少？
V ’R调整保留体积: V’R=VR-VM
（3）相对保留值 r21(选择性因子ɑ)
r21 =
t' R2
t' R1
=
V' R2
V' R1
r21 同种固定液对难分离物质对的选择性度量
r21 越大，两组分分离越容易 在气相色谱中， r21的大小仅与固定相种类和 柱温有关。在液相色谱中， r21与固定相、流 动相及柱温有关。 r21是色谱定性的重要参数， 实验室之间可通用。
由于相邻两峰的峰基宽相近似，可令
W(1)=W(2)=W，并用
r21
t/ R(2)
t/ R (1)
代入（3）式，结合（2）式则可推导得到R 与 n有效之间的关系式：
R n有效 ( r21 1) ………….(5)
16
r21
这样就把分离度R、柱效能n和柱的选择性r21联系 了起来，根据其中的两个量，就可计算出第三个量的
从以上讨论可知，组分在柱内运行的多途径，浓度梯 度造成的分子扩散和组分在气液两相质量的传递不能瞬间 达到平衡，是造成色谱峰扩展，柱效能下降的原因。
速率理论指出了影响柱效能的因素，为色谱分离操作 条件的选择提供了理论指导。但是，许多影响柱效能的因 素彼此以相反的效果存在着。如流速加大，分子扩散项的 影响减小，传质阻力项的影响增大；温度升高，有利于传 质，但又加剧了分子扩散的影响等等。必须全面考虑这些 相互矛盾的影响因素，选择适当的色谱分离操作条件，才 能提高柱效能。
气相色谱常用定量和定性方法ppt课件
定量注意事项
• 一般定量以峰面积为基准 • 所有参加计算的峰形正常（谱峰不前伸、不拖尾、不过载）的情
况下，也可以以峰高为基准进行计算 • 分子量相差不大或分子量较大的同系物校正因子相差不大，可直
接用峰面积（或峰高）定量
谢 谢！
准物S的调整保留时间ti’和ts ’ ： ai,s = ti’/ ts ’
（2）计算ai,s并与文献相应值比较定性。 2.3.1.3特点 可消除实验条件不一致带来的误差。
2.3.2保留指数（I）定性法
2.3.2.1依据
保留指数I只与柱温和固定相的性质和被测物质的性质有关，与色谱柱 的尺寸、固定相的液膜厚度、载气流量、流速无关。
校正因子与待测物/标准物的性质和检测器的类型有关，可查文献， 也可测定
3.2.1定量校正因子的分类
• 质量校正因子
• 摩尔校正因子
• 体积校正因子
• fM ′ ＝fV ′
fm
f' m(i)
f' m(s)
m(i) A(s) m(s) A(i)
fM
f' M (i)
f' M (s)
m(i) A(s)M (s) m(s) A(i)M (i)
• 绝对校正因子：用已知准确浓度的标准 样品
3.3常用的定量计算方法
3.3.1 归一化法 3.3.2 外标法 3.3.3 单点校正法 3.3.4 内标法 3.3.5 标准加入法 3.3.6 加内标的标准加入法
3.3.1 归一化法
3.3.1.1 方法
当样品中各组分都能出峰时，将各组分的含量之和
按100％计算的定量方法。
2024/1/26
1
主要内容
1.什么是色谱定性和定量分析 2.常用的色谱定性分析方法 3.常用的色谱定量分析方法
色谱分析条件的选择【PPT】课件
对于沸点范围较宽的试样，宜采 用程序升温，即柱温按予定的加热
速度，随时间作线性或非线性增加，
增加分离效果。
四.固定相 １.固体固定相－吸附剂 Al2O3 、 SiO2、无定形碳 吸附 ⇌ 脱附
强极性样品选择强极性固定相。 吸附剂必为多孔，表面均匀，吸附力强。
2.液体固定相——固定液＋担体 一般用吸附剂做担体，在担体表面 形成均匀液膜。 溶解 ⇌ 挥发 防止固定液流失，提高其表面积， 按相似相溶解原理选择固定液， 固定液所占固定相比例不能超过５％。
二.进样量、进样时间及气化浓度 进样量一般是比较少的。 液体式样，一般进样0.1~5μl.<10 μl 、用注射器 气体式样，0.1~10ml、一般为10ml、用六通阀。 进样量太多，会使几个峰叠在一起，分离不好。 进样量太少，检测器灵敏度不够，而不出峰。
最大的允许进样量，控制在峰面积 或峰高与进样量呈线性关系的范围内。 进样时间：越快越好。 气化温度：大于沸点，但要低于分解温度。 一般选择气化温度比柱温高30~70度。使 液体试样迅速气化后被载气带入柱内。
dH B 2 C 0 du u
u最佳 B C
图7-5塔板高度与载气线速的关系
U最佳=√B/C 将式代入式得
H 最小 A 2 BC
在实际工作中，为了短分析时间，往往 使流速稍高于最佳流速，u实略大于u最佳，可 加快分析速度。 对于填充柱，N2最佳实用线速为10～12cm/s H2 为15～20cm.s-1
五. 检测器 浓度型；质量型（破坏型） ； １. 热导检测器：TCD 根据不同物质导热系数不同。 不适合分析含水大的样品。 ２.氢火焰离子化检测器（FID）必须 用H2做载气。
３、电子捕获检测器（ECD） 灵敏度高。 放射源 β射线
气相色谱基本原理及应用PPT课件
根据采样后处理方法不同，固体吸附剂管可分为溶 剂解吸型和热解吸型。如下图
固体吸附剂采样管的规格
类型
管长，mm
固体吸附剂量，mg
内径，mm 外径，mm 活性炭管
硅胶管
前段 后段 前段 后段
溶剂解吸型 70~80
3.5~4.0
5.5~6.0 100 50 200 100
热解吸型
120
3.5~4.0
6.0+0.1
检测器根据组份的物理化学特性，将各组份按顺序检测出来。
气相色谱法的分析流程
1、气路系统 包括气源、气体净化、气体流量控制和 测量装置。
2、进样系统 包括进样器、汽化室和控温装置。 3、分离系统 包括色谱柱、柱箱和控温装置。 4、检测系统 包括检测器和控温装置。 5、数据采集和处理系统 包括放大器、色谱工作站或
电子捕获检测器ECD
原理：载气分子在63Ni辐射源中所产生的β粒子的 作用下离子化，在电场中形成稳定的基流，当含 电负性基团的组分通过时，俘获电子使基流减小 而产生电信号。
ECD是一种高选择性、高灵敏度的检测器，对含有 较强电负性元素的物质，如含有卤素、氧、硫、 氮等的化合物有响应，元素的电负性越强，检测 器的灵敏度越高。
毛细管柱
填充柱
检测器的分类
根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和 质量型检测器。 浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即
响应值与浓度成正比。 质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变
化，即响应值与单位时间进入检 测器的量 成正比。
气相色谱常用检测器
1. FID（氢火焰离子化检测器） 2. ECD（电子捕获检测器） 3. TCD（热导检测器） 4. FPD（火焰光度检测器）
气相色谱原理及使用PPT课件
活性炭（非极性） 2）分子筛：吸附+分子筛 3）高分子多孔微球——GDX
有机合成高分子聚合物 吸附+分配机制
装柱过程： 1）空柱管→酸洗，碱洗，乙醚洗 2）固定液（<20%）→溶解在有机溶剂→载体 3）静态老化 4）动态老化
第19页/共29页
检测器
检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为 电信号的装置，它是整个装置内的核心。
1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制; 2. 进样系统：进样器及气化室； 3. 色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）； 4. 检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见； 5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪； 6. 温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。
第3页/共29页
第4页/共29页
色谱的种类
根据分离过程中两相（流动相和固定相）的物理状态、作用原理和分离系统的物理特征的 不同，色谱可以分为几种类型
1． 按流动相所处的状态分类
色谱中有两相，即流动相（mobile phase）和固定相（stationary phase）。流动相可以 是气体或液体 ——气相色谱法 用气体作流动相的色谱法 ——液相色谱法 用液体作流动相的色谱法
常见检测器：热导检测器（TCD） 氢火焰检测器（FID）
第20页/共29页
第21页/共29页
第22页/共29页
色谱的专业术语
色谱流出曲线：指样品注入色谱柱后，信号随时间变 化的曲线。
第23页/共29页
基线：通常为一条水平直线，它表示经过检测器 的只是纯纯的载气时，即当通过检测器的气流组 成没有发生变化时，由检测器所得到的的信号— 时间线。 峰：当载气带有试样通过检测器时，检测器的输 出信号就随浓度而改变，这时所得到的的信号— 时间曲线。 峰宽W：在峰两侧拐点处所作切线与峰底交与两 点，这两点之间的距离。 峰高：峰最高点至峰底的垂直距离。 半峰宽：取峰高中点，再从中点作基线的平行线， 此平行线与峰交与两点，此两点间距离。
有机合成高分子聚合物 吸附+分配机制
装柱过程： 1）空柱管→酸洗，碱洗，乙醚洗 2）固定液（<20%）→溶解在有机溶剂→载体 3）静态老化 4）动态老化
第19页/共29页
检测器
检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为 电信号的装置，它是整个装置内的核心。
1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制; 2. 进样系统：进样器及气化室； 3. 色谱柱：填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）； 4. 检测器：可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见； 5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪； 6. 温度控制系统：柱室、气化室的温度控制。
第3页/共29页
第4页/共29页
色谱的种类
根据分离过程中两相（流动相和固定相）的物理状态、作用原理和分离系统的物理特征的 不同，色谱可以分为几种类型
1． 按流动相所处的状态分类
色谱中有两相，即流动相（mobile phase）和固定相（stationary phase）。流动相可以 是气体或液体 ——气相色谱法 用气体作流动相的色谱法 ——液相色谱法 用液体作流动相的色谱法
常见检测器：热导检测器（TCD） 氢火焰检测器（FID）
第20页/共29页
第21页/共29页
第22页/共29页
色谱的专业术语
色谱流出曲线：指样品注入色谱柱后，信号随时间变 化的曲线。
第23页/共29页
基线：通常为一条水平直线，它表示经过检测器 的只是纯纯的载气时，即当通过检测器的气流组 成没有发生变化时，由检测器所得到的的信号— 时间线。 峰：当载气带有试样通过检测器时，检测器的输 出信号就随浓度而改变，这时所得到的的信号— 时间曲线。 峰宽W：在峰两侧拐点处所作切线与峰底交与两 点，这两点之间的距离。 峰高：峰最高点至峰底的垂直距离。 半峰宽：取峰高中点，再从中点作基线的平行线， 此平行线与峰交与两点，此两点间距离。
气相色谱的分离条件选择课件
分析时间优化方法
增加柱长 增加色谱柱的长度可以增加分析时间，因为更多的时间可 以用于组分的分离和检测。但是，这也会增加分析时间。
降低载气流速 降低载气流速可以增加组分在色谱柱中的停留时间，从而 提高分析时间。但是，这可能会导致峰形的变化和分析时 间的增加。
使用快速分析柱 快速分析柱具有较短的保留时间和较快的分析速度，可以 大大缩短分析时间。但是，这种柱子的分离性能可能不如 常规色谱柱。
样品性质
农药残留具有种类多、浓度低、稳定性差等特点。
分离目标
准确测定各类农药残留量，要求灵敏度高、重现性好。
案例二：农药残留分析
分离条件选择 色谱柱：使用非极性柱，如DB-1或BPX-70，对不同极性的农药具有较好的吸附和分离效果。
载气：采用氢气作为载气，流速控制在3.0 mL/mi总结词
分析时间过长是指完成一次样品分析所需的 时间过长，降低了分析效率。
详细描述
分析时间过长的原因可能包括色谱柱长度过 长、色谱仪器性能不足、样品复杂性高等。
为了解决这个问题，可以尝试缩短色谱柱长 度、升级色谱仪器或采用更高效的样品处理
方法等方法。
THANKS
感谢观看
硅胶系列
硅胶系列具有较高的分离效能 和稳定性，是常用的固定相。
聚合物系列
聚合物系列具有较好的耐温性 能和稳定性，适用于高温分析。
氧化铝系列
氧化铝系列具有较高的选择性， 适用于分离复杂的样品。
流动相选择
01
02
03
极性流动相
采用极性流动相，可以增 加样品的溶解度和扩散速 度，提高分离效果。
非极性流动相
载气：采用氮气作为载气，流速控制在2.0 mL/min，有利于提高分辨率 和峰形。
气相色谱法PPT精选文档
的化合物 表面釉化
3、非硅藻土类：玻璃微球，石英微球， 氟塑载体，含氟化合物
20
3.固定液
固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。
(1) 对固定液的要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的 热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2) 选择的基本原则
“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。
例：苯（80.10C），环己烷（80.70C） 选非极性柱 —— 分不开； 选中强极性柱 —— 较好分离，环己烷先出柱
26
第三节 气相色谱分析理论基础
一、气相色谱流出曲线及有关术语
27
28
29
30
色谱理论
色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和 动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途 径，柱效与分离度的评价指标及其关系。
例题
在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和
100秒，要达到完全分离，即R=1.5 。计算需要多少块有 效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？
解：r21= 100 / 85 = 1.18
n有效 = 16R2 [r21/ (r21—1) ]2= 16×1.52×(1.18 / 0.18 )2
则按极性顺序出柱，极性较强的后出柱
24
b．按化学官能团相似选择： 固定液与被测组分化学官能团相似，作用力强， 选择性高
酯类——选酯或聚酯固定液 醇类——选醇类或聚乙二醇固定液
25
（2）按组分性质的主要差别选择
组分的沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱 沸点低的先出柱
组分的极性差别为主 —— 选极性固定液 按极性强弱出柱 极性弱的先出柱
3、非硅藻土类：玻璃微球，石英微球， 氟塑载体，含氟化合物
20
3.固定液
固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。
(1) 对固定液的要求
应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的 热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2) 选择的基本原则
“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。
例：苯（80.10C），环己烷（80.70C） 选非极性柱 —— 分不开； 选中强极性柱 —— 较好分离，环己烷先出柱
26
第三节 气相色谱分析理论基础
一、气相色谱流出曲线及有关术语
27
28
29
30
色谱理论
色谱理论需要解决的问题：色谱分离过程的热力学和 动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途 径，柱效与分离度的评价指标及其关系。
例题
在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和
100秒，要达到完全分离，即R=1.5 。计算需要多少块有 效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？
解：r21= 100 / 85 = 1.18
n有效 = 16R2 [r21/ (r21—1) ]2= 16×1.52×(1.18 / 0.18 )2
则按极性顺序出柱，极性较强的后出柱
24
b．按化学官能团相似选择： 固定液与被测组分化学官能团相似，作用力强， 选择性高
酯类——选酯或聚酯固定液 醇类——选醇类或聚乙二醇固定液
25
（2）按组分性质的主要差别选择
组分的沸点差别为主 —— 选非极性固定液 按沸点顺序出柱 沸点低的先出柱
组分的极性差别为主 —— 选极性固定液 按极性强弱出柱 极性弱的先出柱
气相色谱分离条件的选择实用PPT文档
• 柱长长可提高分离度（前面已知分离度与柱 各组分K'下降，分离度R下降
可以通过H － u曲线来选择。 4 色谱柱柱长、柱径的选择
长的平方根成正比，而柱长又与分离时间成 一般比柱温高20～70 oC
若需用流速大的载气可用分子量小，扩散系数大的 H2或He； 为缩短分析时间，可选比u最佳稍大的载气流速。
选择
过高 各组分K'下降，分离度R 1. 接近或略低于组分
下降
的平均沸点的温度。
较低 有利分离
2. 绝不能高于固定液 使用温度。
过低 传质速率下降柱效下降， 3. 程序升温。 分析时间长，甚至导致组 分在柱内冷凝残留
7.4.4 色谱柱柱长、柱径的选择
• 色谱柱（填充柱）的材质一般采用不锈钢或
玻璃。
进样温度（汽化室温度）：应能使样品迅速气化，但不能分解。
• 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。 常见的载气有N2、H2、Ar、He 等，根据被测组分的选用。
一般比柱温高20～70 oC 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。
重要的参数。具体见下面表格： 进样器具：一般采用微量注射器或气体进样阀。
3 进样量、进样方式和进样温度的选择 相反若需载气流速小的载气，则可用分子量大，扩散系数小的N2或Ar为载气。 3 进样量、进样方式和进样温度的选择 各组分K'下降，分离度R下降
表7.4.5 柱温对分离效果的影响及选择
柱温
分离效果及影响
7.4 气相色谱分离条件的选择
7.4.1 载气的选择
常见的载气有N2、H2、Ar、He 等， 根据被测组分的选用。若需用流速大 的载气可用分子量小，扩散系数大的 H2或He；相反若需载气流速小的载气， 则可用分子量大，扩散系数小的N2或 Ar为载气。
可以通过H － u曲线来选择。 4 色谱柱柱长、柱径的选择
长的平方根成正比，而柱长又与分离时间成 一般比柱温高20～70 oC
若需用流速大的载气可用分子量小，扩散系数大的 H2或He； 为缩短分析时间，可选比u最佳稍大的载气流速。
选择
过高 各组分K'下降，分离度R 1. 接近或略低于组分
下降
的平均沸点的温度。
较低 有利分离
2. 绝不能高于固定液 使用温度。
过低 传质速率下降柱效下降， 3. 程序升温。 分析时间长，甚至导致组 分在柱内冷凝残留
7.4.4 色谱柱柱长、柱径的选择
• 色谱柱（填充柱）的材质一般采用不锈钢或
玻璃。
进样温度（汽化室温度）：应能使样品迅速气化，但不能分解。
• 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。 常见的载气有N2、H2、Ar、He 等，根据被测组分的选用。
一般比柱温高20～70 oC 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。 内径通常为3～6 mm 长度为1～3 m。
重要的参数。具体见下面表格： 进样器具：一般采用微量注射器或气体进样阀。
3 进样量、进样方式和进样温度的选择 相反若需载气流速小的载气，则可用分子量大，扩散系数小的N2或Ar为载气。 3 进样量、进样方式和进样温度的选择 各组分K'下降，分离度R下降
表7.4.5 柱温对分离效果的影响及选择
柱温
分离效果及影响
7.4 气相色谱分离条件的选择
7.4.1 载气的选择
常见的载气有N2、H2、Ar、He 等， 根据被测组分的选用。若需用流速大 的载气可用分子量小，扩散系数大的 H2或He；相反若需载气流速小的载气， 则可用分子量大，扩散系数小的N2或 Ar为载气。
气相色谱技术 PPT
担体：是一种具有化学惰性的多孔固定颗粒，其作 用是承担固定液。
担体分类及性能： 红色担体：涂渍非极性固定液，分析非极性或弱极性的 混合物。 白色担体：涂渍极性固定液，分析强极性或氢键型化合 物。
担体的预处理： 酸洗法：用于分析酸类和脂类合物 碱洗法：用于分析胺类等碱性化合物 硅烷法：只能有效地涂布非极性或弱极性的固定液，并 只能在270℃以下使用。
三
检测器性能评价指标：
一、灵敏度：当一定浓度或一定质量的物质进入检测器后，就产
生一定大小的信号，即响应值。
二、检测限：指检测器恰能产生二倍于噪声（2RN）的信号时， 单位体积载气中进入检测器的物质量，或单位时间内进入检测器
的物质量，以Q0表示。 三、噪声：在色谱图中基线的无规则的波动成为噪声。
FID氢火焰由外向内分为4层区域分别为：反应区（温度最高）、 热裂解区（正离子+电子）、点燃火焰、预热区。
特点：灵敏度高、比热导池高10^3倍、检出限低、只适用于有 机化合物。
影响氢焰离子化检测器灵敏度的因素： 载气和氢气流速、空气流速、极化电压、操作温度。
三、电子捕获检测器（ECD):灵敏度最高，仅对能俘获 电子的化合物响应，如卤代烃，含氮、氧和硫的化合物。 物质电负性越强，检测灵敏度越高。 四、火焰光度检测器(FPD): 工作原理：当含有P或S的有机物质在富氢（并含 有氧气）中燃烧时，P或S都会变为激发态的元素 而发出其特征光波。
（6）调整保留体积为样品通过色谱柱，由于固定 相作用所耗费的载气的体积，即保体积减去死体积。
分离参数:
1. 相对保留值α， 即在一定的分离条件下，保留时间大 的组分B与保留时间小的组分A的调整保留值之比。 2.分配系数K，K为在平衡状态时，某一组分在固定液与 流动相中的浓度之比。 3.分离度R，R表示相邻两个色谱峰分离程度的优劣。
用气相色谱法测定_PPT课件
1.在启动开机程序前确保相应的气体开通
2.在正常使用仪器的时候，除了可以使用仪器的电源开 关外请不要动面板上的任何键，以免误改动仪器或分析 方法参数。
3.仪器运行时严禁打开柱温箱。
4.仪器运行过程中不能随意关闭化学工作站和仪器开关。 结束分析后选择关机方法关机.
5.称量药品时要准确。
6.进样操作要求稳当，连贯，迅速。
五支盛有苯乙烯的 液稀释 容量瓶
标准溶液
测定
1 、标准曲线的绘制
先取一定量不同浓度（wi）的标准溶液和内标物混合，
然后进样1uL分析，得出色谱图，算出Ai和As，以对
标准溶液作图，可得到标准曲线。
其中： wi——标准溶液浓度
Ai——标准溶液峰面积
As——内标物峰面积
苯乙烯质
10
20
50
80
100
量/mg
四.实验仪器
1.气相色谱仪，火焰离子化检测器和记录仪。 2.微量注射器，10uL。 3.分析天平。 4.通用的实验室设备。
六.实验内容
1 、样品溶剂的配制 在25ml烧瓶中称入900mg正丁苯，定量地转移到100ml容 量瓶中，用三氯甲烷稀释到100ml。（流程图1）
2 、样品溶液的配制 称取0.15g聚合物样品，准确至1 mg，转移至100ml锥形 烧瓶中。用吸量管精确加10ml按以上所配制的溶剂。密闭 烧瓶后，使聚合物溶解。如有需要可以摇动，待完全溶解 后，用注射器或吸量管精确加人5ml的甲醇。剧烈振摇后， 使沉淀沉积。为进行色谱分析，可用微以注射器从上层澄 清液抽取适量的溶液。（流程图2）
苯乙烯浓
度/wi
Байду номын сангаас
苯乙烯峰
面积/Ai
正丁苯
2.在正常使用仪器的时候，除了可以使用仪器的电源开 关外请不要动面板上的任何键，以免误改动仪器或分析 方法参数。
3.仪器运行时严禁打开柱温箱。
4.仪器运行过程中不能随意关闭化学工作站和仪器开关。 结束分析后选择关机方法关机.
5.称量药品时要准确。
6.进样操作要求稳当，连贯，迅速。
五支盛有苯乙烯的 液稀释 容量瓶
标准溶液
测定
1 、标准曲线的绘制
先取一定量不同浓度（wi）的标准溶液和内标物混合，
然后进样1uL分析，得出色谱图，算出Ai和As，以对
标准溶液作图，可得到标准曲线。
其中： wi——标准溶液浓度
Ai——标准溶液峰面积
As——内标物峰面积
苯乙烯质
10
20
50
80
100
量/mg
四.实验仪器
1.气相色谱仪，火焰离子化检测器和记录仪。 2.微量注射器，10uL。 3.分析天平。 4.通用的实验室设备。
六.实验内容
1 、样品溶剂的配制 在25ml烧瓶中称入900mg正丁苯，定量地转移到100ml容 量瓶中，用三氯甲烷稀释到100ml。（流程图1）
2 、样品溶液的配制 称取0.15g聚合物样品，准确至1 mg，转移至100ml锥形 烧瓶中。用吸量管精确加10ml按以上所配制的溶剂。密闭 烧瓶后，使聚合物溶解。如有需要可以摇动，待完全溶解 后，用注射器或吸量管精确加人5ml的甲醇。剧烈振摇后， 使沉淀沉积。为进行色谱分析，可用微以注射器从上层澄 清液抽取适量的溶液。（流程图2）
苯乙烯浓
度/wi
Байду номын сангаас
苯乙烯峰
面积/Ai
正丁苯
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于塔板理论
假定: (1)在每小段,气相平均组成与液相平均组成可以很快达 到平衡,每小段高度称为理论塔板高度 (2)载气进入色谱柱是脉动似的,每次进气为一个板体积 (3)试样开始均加在第0号板上 (4)分配系数在各塔板上是常数(线性色谱) 内容: (1) 理论塔板数n>50(n=L/H)时,可得到基本对称的峰型 曲线 (2)样品进入色谱柱后,可得到良好分离 (3)n与半峰宽及半高峰宽的关系式
19
（3）程序升温：柱温在45℃恒温0.5min后，以 10℃/min速率升至80℃，再恒温2min后，结束一 个分析周期。设置方法为，先设柱温为45℃，再 依次操作：“PRG”键、“▽”键、输入“0.5”、 “ENTER”键；“▽” 键、输入“10”、 “ENTER” 键；“▽” 键、输入“80”、 “ENTER” 键；“▽” 键、输入“2”、“ENTER” 键。进1μl混合样品后，在开始采集数据同时，按 动色谱仪“START”键。停止采集后，记录七种 物质tR。 （4）将程序升温的色谱图放大后，以（mm）为 单位，分别测量和记录乙酸乙酯、苯两个峰的峰
S=△R/ △Q 计算公式 浓度型：ST=AFC/W（mv·ml/mg）或（mv·ml/ml） Dg=2N/Sg（mg / ml）或Dv= 2N/Sv （ml/ml） 质量型： Sm= A/W（mv·s/g）Dt =2N/Sm（g/s）
16
物质量与响应值关系
R
△R △Q
Q
17
噪声和漂移
18
实验步骤
关于分离度
分离度R是一个综合性指标。 分离度是既能反映柱效率又能反映选择性的 指标，分离度又叫分辨率，它定义为相邻两组 分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和 之半的比值，即
R = 2 (tR2 - tR1) / W1 +W2
R值越大，表明相邻两组分分离越好。一般说， 当R<1时，两峰有部分重叠；当R=1时，分离 程 度 可 达 98% ； 当 R=1.5 时 ， 分 离 程 度 可 达 99.7%。通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分 离的标志。
CHO+ + H2O ──→H3O+ + CO d. 化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场的作用下分别向两 极定向运动而产生微电流（约10-6～10-14A）；
A区：预热区 B层：点燃火焰
e. 在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测组分质量成正比， 所以氢焰检测器是质量型检测器；
C层：热裂解区： f. 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之一的碳原子被电离；
理论塔板数: n= 5.54(tR / W1/2)2 、理论塔板高度: H = L / n
{有效板数： n有效= 5.54(tR / W1/2)2 、 有效板高 ： H有效 = L / n有效} 11
tR和W1/2的测量
➢峰高 h ➢峰面积 A ➢峰拐点 E、F ➢峰宽 wb ➢半峰宽 w1/2
12
实验十一 气相色谱性能 测定及条件选择方法
1
色பைடு நூலகம்法的起源
2
色谱法早在1903年由俄国植物学 家茨维特分离植物色素时采用。
他在研究植物叶的色素成分时，
将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙 的直立玻璃管内，然后加入石油醚使 其自由流下，结果色素中各组分互相 分离形成各种不同颜色的谱带。这种 方法因此得名为色谱法。以后此法逐 渐应用于无色物质的分离，“色谱”
13
计算分离度时两峰之差和峰宽测量
14
氢焰检测器的原理
a. 当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂解反 应产生自由基 ：CnHm ──→ · CH
b. 产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧 发生如下反应：· CH + O ──→CHO+ + e
c. 生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：
录在记录仪上。 相色谱（LC）
7
关于程序升温
基本原理： 在一个分析周期里，柱温连续的随时
间由低温到高温线性的或非线性的变化 过程。分为线性升温或单阶线性升温 、 非线性升温或多阶线性升温。 方法特点：
适用分析对象为多组分、沸点范围宽 的样品。
8
单阶程序升温
柱 温
时间
9
多阶程序升温
柱 温
时间
10
间距（tR2-tR1）和峰宽（W1、W2）。 20
5
现代色谱
法的分离过 程与其含量 测定过程是 在线的，即 连续进行。 当一个二组 分（A和B） 的混合样品 在t1时间从柱 头加入。
气体为流动相的色谱称为气
相色谱（GC）
6
随着流动相
不断加入，洗脱
作用连续进行，
直至A和B组分先
后流出柱子而进
入检测器，从而
使各组分浓度转
变成电信号后记 液体为流动相的色谱称液
1.恒温、程序升温对混合样品的分离比较 （1）柱温50℃:首先按上述色谱条件接通载气， 打开仪器电源开关，设置检测器、汽化室温度， 再设置柱温度50℃。待各温度达到设定值后，通 入氢气、空气，并为FID点火。同时接通计算机 电源，启动色谱工作站。待基线稳定后，取1μl混 合样品进样，出峰完毕，停止数据采集，从工作 站报告中记录七种物质tR。 （2）柱温80℃：将柱温设置为80℃，待基线稳 定后，取1μ混合样品进样，停止数据采集后，记 录七种物质tR。
温度最高 D层：反应区
g. 离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质量成正比的色谱流 出曲线。
15
关于灵敏度和检测限
灵敏度和检测线是衡量检测器敏感程度的指标 (参下张图)。单位量物质通过检测器时所产生信 号的大小为检测器对该物质的灵敏度。检测器分 为浓度型（如TCD）和质量型(如FID)两类 。
二字虽已失去原来的含义，但仍被
人们沿用至今。 3
石油醚
色素
碳酸钙颗粒
色谱
组分
4
在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止
不动的一相（固体或液体）称为固定相 ；自上而
下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相 ； 装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱 柱 。当流动相中样品混合物经过固定相时，就会 与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上的 差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异， 因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞 留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相 中流出。