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第二章3 气相色谱

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第2章气相色谱法ppt课件

第2章气相色谱法ppt课件
• 色谱理论需要解决色谱分离过程中的热力学和 动力学两个方面的问题，即影响分离及柱效的 因素与提高柱效的途径，柱效评价指标及柱效 与色谱参数间的关系等。
• 组分的保留时间受色谱过程的热力学因素控制 （温度及流动相和固定液的结构与性质），而 色谱峰变宽则受色谱过程的动力学因素控制 （组分在两相中的运动情况）。
3! 2! (3 2)!
0.333 (32)
0.667 2
0.444
34
组分B(kB=0.5)在n=5的色谱柱内及出口的分布
N r 0 1 2 3 4 柱出口
0100000
1
0.333 0.667 0
0
0
0
2
0.111 0.444 0.445 0
0
0
3 0.037 0.222 0.444 0.296 0 0
27
6．分离因子
• 分离因子（也称为选择因子）为两物质的调整保 留时间（或分配系数）的比值，可用来衡量两物 质的分离程度，用α表示。
K2 k2 t'R2
K1 k1 t'R1
• 分离因子仅考虑了色谱过程中的热力学因素，而 没有考虑分离过程中的动力学因素，即色谱峰的 变宽，故不能反映两物质的实际分离情况。
3.1 色谱法概述
混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用 的装置：色谱原型装置. 色谱法是一种分离技术. 试样混合物的分离过程也就是试样中 各组分在称之为色谱分离柱中的两相间 不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相 的流体（气体或液体），称为流动相。
Wb 4 Wb 1.699Y1 2
15
5．色谱峰高和峰面积 定量参数 ⑴ 峰高（h）组分在柱后出现浓度极大时的检

天然药物化学第二章,第三节,色谱分离

天然药物化学第二章,第三节,色谱分离

薄层色谱的操作技术流程
铺
板
点
样
展
开
计算比移值
显色与定位
二、吸附色谱法
（五）操作技术 1.薄层色谱法 步骤：制板→点样→展开→显色→Rf值计算
43
操作步骤
（1）软板的制备
软板：直接将吸附剂(我们有哪些吸咐剂）铺在玻璃板上制 成，不加粘合剂 要求：厚度→随分离要求而定，一般0.25～0.5mm 玻璃棒推动速度不宜过快、也不应停顿→影响厚度均一性
5
植物色素分离图示
一、分离原理和基本概念：
色谱法： 是利用混合物中各成分在 流动相和固定相之间的 作用力和亲和力（吸附， 分配，离子交换、分子 筛）的不同，在两相中 作相对移动时，混合物 中各种成分随流动相运 动速度不同，从而达到 相互分离的方法。
7
8
色谱分离
慢 中等 快
淋洗液
Temporal course
适用范围
酸性成分：氨基酸、有机酸； 对酸稳定的中性成分 生物碱、甾体、强心苷
备注
不适用：醛、 酮、酯、内酯 类成分
中性成分：醛、酮、皂苷、萜 中性 6.5~7.5 类
★
27
常用吸附剂
2.硅胶（应用最多★） 吸附能力决定于硅羟基数，吸附活性取决于含水量。
OH Si O O Si O O O O O OH Si O Si O O Si O O O OH Si O Si O O Si O O O OH Si O Si O O O OH Si O Si O O O
炭。
二、吸附色谱法
（二）吸附剂（固定相） 选择合适的吸附剂是吸附色谱法成功的关键。★ 良好的吸附剂应具备： ①不与样品及流动相发生化学反应 ②不溶于流动相 ③具有较大的表面积和一定的吸附能力。 ④具有一定的细度，颗粒要均匀。

第2章 气相色谱分析法

第2章 气相色谱分析法

将两者混合起来进行色谱实验，如果发现有 新峰或在未知峰上有不规则的形状（例如峰略 有分叉等）出现，则表示两者并非同一物质； 如果混合后峰增高而半峰宽并不相应增加， 则表示两者很可能是同一物质. 3.多柱法：在一根色谱柱上用保留值鉴定组分有 时不一定可靠，因为不同物质有可能在同一色 谱柱上具有相同的保留值.所以应采用双柱或多 柱法进行定性分析.即采用两根或多根性质（极 性）不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标 准试样的保留值是否始终重合.
§2.5 GC检测器 一、概述 1.作用：将经色谱柱分离后的各组分按其特性及含 量转换为相应的电讯号。 2.分类： 浓度型：测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化， 即检测器的响应值和组分的浓度成正比。 热导TCD ； 电子捕获ECD； 质量型：测量的是载气中某组分进入检测器的速 度变化。即检测器响应值和组分的质量成正比。 氢焰FID； 火焰光度FPD；
二、根据色谱保留值进行定性 定性方法的可靠性与色谱柱的分离效率有密切的 关系，为了提高可靠性，应该采用重现性较好 和较少受到操作条件影响的保留值. 由于保留时间（或保留体积）受柱长、固定液 含量、载气流速等操作条件的影响比较大，因 此一般适宜采用仅与柱温有关，而不受操作条 件影响的相对保留值r21作为定性指标. 1.对于比较简单的多组分混合物，如果其中所有 待测组分均为已知，它们的色谱峰也能一一分 离，那么为了确定各个色谱峰所代表的物质， 可将各个保留值与各相应的标准试样在同一条 件下所测得的保留值进行对照比较，确定各个 组分.
§2.6 气相色谱定性方法
一、概述：各种物质在一定色谱条件下都有确定不 变的保留值，因此保留值可作为一种定性指标 . 现状：GC定性分析还存在一定问题.其应用仅限 于当未知物通过其它方面的考虑(如来源，其它 定性方法的结果等）后，已被确定可能为某几个 化合物或属于某种类型时作最后的确证；其可靠 性不足以鉴定完全未知的物质。 近年，GC/MS、GC/光谱联用技术的开发，计算机 的应用，打开了广阔的应用前景。

仪器分析(第四版)第二章

仪器分析(第四版)第二章
一个板体积 3.试样开始都加在0号板上，且试样沿色谱方向的扩 散（纵向扩散）忽略不计 4.分配系数在各塔板上是常数


3
塔板高度
H
2 1 A 0
L
L H n
P12例
n>50，对称的峰形曲线 气相色谱中，n约为103-106，呈趋于正态分布曲线
理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留
时间（tR）和峰底宽（Y）或半峰宽（ Y1/2 ）按下
4）k与保留时间的关系
若流动相在柱内线速度为u（一定时间内载气在柱内
流动的距离，若固定相对组分有保留作用，组分在
柱内的线速度us小于u，两者比值为滞留因子
R S uS / u
也可用质量分数表示：
mM RS w mS m M
1 1 mS 1 k 1 mM

推导：
组分和流动相通过长度为L的色谱柱，所需时间为：

理论上可以推导出：
VS 1 kK K VM
相比，: VM / VS, 反映各种色谱柱柱型及其结构特征 填充柱（Packing column）: 6~35 毛细管柱（Capillary column）: 50~1500

结论：
分在两相中质量比，均与组分及固定相的热力学性
1）分配系数是组分在两相中的浓度之比，分配比是组
试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测 器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相 应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线 或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，
常用术语：
基线： 在操作条件下，仅有纯流动相进入检 测器时的流出曲线。 稳定的基线为一直线
基线漂移：基线随时间定向缓慢变化

气相色谱讲议 课件

气相色谱讲议 课件
2、进样口衬管：多为玻璃或石英 材料制成。这里强调几个普遍性 的问题：
26
第三节 进样系统 （衬管）
▪ ①衬管能起到保护色谱柱的作用。在分流／ 不分流进样时，不挥发的样品组分会滞留在 衬管中而不进入色谱柱。如果这些污染物在 衬管内积存一定量后，就会对分析产生直接 影响。比如，它会吸附极性样品组分而造成 峰拖尾，甚至峰分裂，还会出现鬼峰。因此， 一定要保持衬管干净，注意及时清洗和更换。
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第三节 进样系统（手动进样）
▪ (3)避免样品之间的相互干扰 ： 如果进样时 注射器内有上一个样 品的残留组分，就会 干扰下一个样品的分析，带来定量误差。在 色谱 中这叫做记忆效应，是必须消除的。 具体办法是洗针。取样前先用样品溶剂洗针 至少3次(抽满针管的三分之二，再排出)。再 用要分析的 样品洗针至少3次，然后取样(多 次上下抽动)，这样基本上可消除记 忆效应。
6
二、 气相色谱的分析过程
气相色谱首先是一种分离技术。实际工 作中要分析的样品往往是多组分的混合物。 对含有未知组分的样品，首先必须将其分 离，然后才能对有关组分进行进一步的分 析。
气相色谱主要是利用物质的沸点、极性 和吸附性质的差异来实现混合物的分离。
7
▪ 气相色谱分离过程如下图：
8
气相色谱图
37
第四节 色谱柱系统（填充柱）
▪ 要制备一根分离效能较高的色谱柱， 必须把载体涂上一层薄而均匀的液 膜，再把涂好的固定相均匀而紧密 地填充到色谱柱中 。
▪ 由于目前市场上已有涂渍好的各种 类型的固定相商品，我们只需要买 来自已装一下柱子就成了。
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第四节 色谱柱系统（毛细管柱）
▪ 毛细管色谱柱的类型与选择：毛细管色谱柱， 内径0.2～0.8毫米，长度30～300米，其柱 材料大多用熔融石英，即所谓弹性石英柱。 柱内径越小，分离效率越高，但细的色谱柱 柱容量小，容易超载。

3--第二章色谱分析理论基础

3--第二章色谱分析理论基础

当待分离组分随着载气进入色谱柱，组分就开始在两相间进行 分配，平衡后，再随着载气进入下一个塔板进行分配，平衡后 再进入下一个塔板。以此类推，从而不断达到分配平衡。
1.塔板理论基本假设
（1）在色谱柱中的每一小段长度H内，组分迅速达到分 配平衡，这一小段色谱柱称为理论塔板，其长度称为理论 塔板高度，简称板高，记为H； （2）载气不是连续通过色谱柱，而是脉冲式，每次进气 量为一个板体积； （3）试样开始时都加在0号塔板上，且试样沿柱纵向扩 散忽略不计； （4）分配系数在各塔板上是常数； （5）塔板与塔板之间不连续。
结论： 分配系数K是色谱分离中的一个重要参数。 两组分分配系数K相差越大，两峰分离的就越好。 不同物质的分配系数K相同时，组分不能分离。因此是色 谱分离依据。
3.分配比k
又叫容量比、容量因子。
在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡时，组分在 两相之间的质量比值，以k表示。
组分在固定相中的质量
k＝
分子扩散大。
3.传质阻力项C
组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。传质阻 力C包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL 。液相传质阻力 大于气相传质阻力。
C =（Cg + CL）
气相传质过程是指试样组分从气相移动到固定相表面的过程。
这一过程中试样组分将在两相间进 行质量交换，即进行浓度分配。有 的分子还来不及进入两相界面，就 被气相带走；有的则在进入两相界 面后又来不及返回气相。这样，使 得试样在两相界面上不能瞬间达到 分配平衡，引起滞后现象，从而使 色谱峰变宽。
（3）对于某确定的色谱分配体系，组分的分离最终决定于 组分在每相中的相对量，而不是决定于组分在每相中的相对 浓度，因此分配比是衡量色谱柱对组分保留能力的重要参数。 k越大，组分保留时间越长，k=0，组分的保留时间为死时间。

仪器分析复习内容(重点)

第二章气相色谱分析1.简要说明气相色谱分析的基本原理借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。

气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。

组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。

2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统．气相色谱仪具有一个让载气连续运行管路密闭的气路系统．进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中．3.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.解:提示:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速.P13-24。

（1）选择流动相最佳流速。

（2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N2,Ar)，而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H2,He),同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。

（3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。

在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。

（4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。

（5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。

粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）（6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1~5uL,气体试样0.1~10mL.(7)气化温度：气化温度要高于柱温30-70℃。

4.试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些因素的影响? 解:参见教材P14-16A 称为涡流扩散项,B 为分子扩散项，C 为传质阻力项。

下面分别讨论各项的意义：(1) 涡流扩散项A 气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱的扩张。

第二章气相色谱分析习题参考答案

第二章气相色谱分析课后习题参考答案(P60页)1、简要说明气相色谱分析得分离原理。

借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。

气相色谱就就是根据组分与固定相与流动相得亲与力不同而实现分离。

组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发(气液色谱),或吸附、解吸过程而相互分离,然后进入检测器进行检测。

2、气相色谱仪得基本设备包括哪几部分？各有什么作用？气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测与记录系统。

气相色谱仪具有一个让载气连续运行,管路密闭得气路系统;进样系统包括进样装置与气化室。

其作用就是将液体或固体试样,在进入色谱柱前瞬间气化,然后快速定量地转入到色谱柱中;分离系统完成对混合样品得分离过程;温控系统就是精确控制进样口、汽化室与检测器得温度;检测与记录系统就是对分离得到得各个组分进行精确测量并记录。

3、当下列参数改变时:(1)柱长缩短,(2)固定相改变,(3)流动相流速增加,(4)相比减少,就是否会引起分配系数得改变？为什么？分配系数只与组分得性质及固定相与流动相得性质有关。

所以(1)柱长缩短不会引起分配系数改变;(2)固定相改变会引起分配系数改变;(3)流动相流速增加不会引起分配系数改变;(4)相比减少不会引起分配系数改变。

4、当下列参数改变时:(1)柱长增加,(2)固定相量增加,(3)流动相流速减小,(4)相比增大,就是否会引起分配比得变化？为什么？;而,分配比除了与组分、两相得性质、柱温、柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速、柱长无关。

故(1)不变化;(2)增加;(3)不改变;(4)减小。

5、试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件得选择。

提示:主要从速率理论(范弟姆特Van Deemter)来解释,同时考虑流速得影响,选择最佳载气流速(P13-24)。

(1)选择流动相最佳流速。

(2)当流速较小时,可以选择相对分子质量较大得载气(如N2,Ar),而当流速较大时,应该选择相对分子质量较小得载气(如H2,He)同时还应该考虑载气对不同检测器得适应性。

第二章气相色谱

气 相 色 谱 法 又 可 分 为 气 固 色 谱 （ GSC ） 和 气 液 色 谱 （GLC）：前者是用多孔性固体为固定相，分离的对象主要 是一些永久性的气体和低沸点的化合物；而后者的固定相是 用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上．由于可供选择的固定 液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。
第二章气相色谱
第二章气相色谱
五.控制温度系统
在气相色谱测定中，温度是重要的指标，它 直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和 稳定性。控制温度主要指对色谱柱炉，气化室， 检测器三处的温度控制。色谱柱的温度控制方式 有恒温和程序升温二种。对于沸点范围很宽的混 合物，往往采用程序升温法进行分析。程序升温 指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作 线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳 分离的目的。
第二章气相色谱Βιβλιοθήκη 非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高分子多 孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载体用于极性样品 和强腐蚀性物质HF、Cl2。等分析。但由于表面非浸润性，其 柱效低。
（3）载体的表面处理 硅藻土载体表面不是完全惰性的，具 有活性中心。如硅醇基
OH Si
或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。 因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中 心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。
另外还要求固定液有良好的热稳定性和化学稳定性； 对试样各组分有适当的溶解能力；在操作温度下有较低蒸 气压，以免流失太快。
（2）组分分子与固定液间的作用力在气相色谱中，载 气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组分分子间作用 力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低，组分间的 作用力也可忽略。液相里主要存在的作用力是组分与固定 液分子间的作用力，这种作用力反映了组分在固定液中的 热力学性质。作用力大的组分，由于溶解度大，分配系数 大。

第二章气相色谱分析


流出曲线方程
• C0为进样浓度；tR为保留时间； σ为标准偏差， C为时间t时在柱出口的浓度。
色谱柱长：L，
虚拟的塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为： n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!
有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 • 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 • 组分在 tM 时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数 和有效塔板高度：
Cg 0.01k (1 k )
2

dp
2
Dg
液相传质阻力系数Cl为
由上式看出，固定相的液膜厚度df薄，组分在液相的 扩散系数D1大，则液相传质阻力就小。降低固定液的 含量，可以降低液膜厚度，但k值随之变小，又会使 C1增大。当固定液含量一定时，液膜厚度随载体的比 表面积增加而降低，因此，一般采用比表面积较大的 载体来降低液膜厚度，但比表面太大，由于吸附造成 拖尾峰，也不利分离。虽然提高柱温可增大Dl，但会 使k值减小，为了保持适当的Cl值，应控制适宜的柱 温。
2 色谱流出曲线及有关术语
1)．流出曲线和色谱峰
2)、基线
是柱中仅有流动相通过时，检测器响 应讯号的记录值，稳定的基线应该是一条 水平直线。
3)、峰高
色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h 表示。
4)、保留值
（1）时间表示的保留值
保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极 大值时所需的时间； 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气 ）从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时 间; 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM
滞留因子（retardation factor）：
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S
噪声——当只有载气通过检测器时,记录仪上的基线波动称 当只有载气通过检测器时, 噪声 当只有载气通过检测器时 为噪声, 表示. 噪声大,表明检测器的稳定性差. 为噪声,以 RN 表示. 噪声大,表明检测器的稳定性差. (3)线性范围:响应信号与被测组分进样质量或浓度呈线 )线性范围: 性关系的范围. 性关系的范围.
这种检测器是一种通用型检测器.被测物质 与载气的热导系数相差愈大,灵敏度也就愈高. 此外,载气流量和热丝温度对灵敏度也有较大的 影响.热丝工作电流增加一倍可使灵敏度提高 3~7倍,但是热丝电流过高会造成基线不稳和缩 短热丝的寿命. 热导检测器结构简单,稳定性好,对有机物 和无机气体都能进行分析,其缺点是灵敏度低.
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火焰光度检测器
火焰光度检测器是一种选择性很强的检测器, 火焰光度检测器是一种选择性很强的检测器, 是一种选择性很强的检测器 只对硫,磷化合物有很高响应,也叫硫, 只对硫,磷化合物有很高响应,也叫硫,磷检测 器. 样品分子在进入检测器后, 样品分子在进入检测器后,会不同程度地被 打成碎片或变成原子; 打成碎片或变成原子;同时其外层电子因相互碰 撞而被激发, 撞而被激发,处于激发态的电子瞬间放出一定的 能量(激发能),而跃迁到较低的能态或基态. ),而跃迁到较低的能态或基态 能量(激发能),而跃迁到较低的能态或基态. 这种激发能可被一定的光谱装置进行检测. 这种激发能可被一定的光谱装置进行检测.
检测器的性能指标: 检测器的性能指标:
检测器指标——灵敏度(高),稳定性(好),响应(快) 灵敏度( 稳定性( 响应( 检测器指标 灵敏度 ,线性范围(宽) 线性范围( (1)灵敏度 :单位物质含量通过检测器时产生的信号大小 )灵敏度S: 指检测器产生的信号恰是噪声的二倍( (2)检测限 )检测限D: 指检测器产生的信号恰是噪声的二倍(2RN )时,单位体积或单位时间内进入检测器的组分质量. 单位体积或单位时间内进入检测器的组分质量. 灵敏度,噪声,检测限三者之间的关系为: 灵敏度,噪声,检测限三者之间的关系为: D = 2 R N
3.2 常用的几种检测器: 常用的几种检测器: (1)热导池检测器 )热导池检测器(Thermal conductivity detector, TCD); (2)氢火焰离子化检测器 )氢火焰离子化检测器(Flame ionization detector, FID); (3)电子捕获检测器 )电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD); (4)火焰光度检测器 )火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD)
3 气相色谱检测器
气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的 浓度或质量转换成电信号的装置. 浓度或质量转换成电信号的装置. 3.1 检测原理的不同: 检测原理的不同: (l)浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度 ) 瞬间的变化, 瞬间的变化,即检测器的响应值和组分的浓度成正 如热导检测器和电子捕获检测器. 比.如热导检测器和电子捕获检测器. (2)质量型检测器 ) 测量的是载气中某组分进入 检测器的速度变化, 检测器的速度变化,即检测器的响应值和单位时间 内进入检测器某组分的量成正比. 内进入检测器某组分的量成正比.如火焰离子化检 测器和火焰光度检测器等. 测器和火焰光度检测器等.
氢火焰离子化检测器
氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector, FID)简称氢焰检测器.它的主要部件是一个用不锈 钢制成的离子室.离子室由收集极,极化极(发射 极),气体入口及火焰喷嘴组成.在离子室下部, 氢气与载气混合后通过喷嘴,再与空气混合点火燃 烧,形成氢火焰.无样品时两极间离子很少,当有 机物进入火焰时,发生离子化反应,生成许多离子. 在火焰上方收集极和极化极所形成的静电场作用下, 离子流向收集极形成离子流.离子流经放大,记录 即得色谱峰.
气相色谱仪
1.4 气相色谱图及常用术语
1.4.1 色谱峰
色谱流出曲线:电信号随时间的变化曲线. 色谱流出曲线:电信号随时间的变化曲线. 色谱峰:曲线上突起部分称为色谱峰. 色谱峰:曲线上突起部分称为色谱峰.
色谱峰常用三组参数描述: 1.4.2 色谱峰常用三组参数描述:
色谱峰的位置(保留值):用于定性分析 色谱峰的位置(保留值) 色谱峰面积或峰高:用于定量. 色谱峰面积或峰高:用于定量. 区域宽度(标准偏差, 区域宽度(标准ห้องสมุดไป่ตู้差, 峰宽或半高峰宽) 峰宽或半高峰宽): 衡量柱效. 衡量柱效. W0.607h=2σ 607h
热导检测器
热导检测器( Thermal conductivity detector, 简称 TCD ),是由热导池池体和热敏元件组成. 热敏元件是两根电阻值完全相同的金属丝,作为 两个臂接入惠斯顿电桥中,由恒定的电流加热. 如果热导池只有载气通过,载气从两个热敏元件 带走的热量相同,两个热敏元件的温度变化是相 同的,其电阻值变化也相同,电桥处于平衡状态. 如果样品混在载气中通过测量池,由于样品气和 载气的热导系数不同,两边带走的热量不相等, 热敏元件的温度和阻值也就不同,从而使得电桥 失去平衡,记录器上就有信号产生.
按固定相状态分类:GLC和 按固定相状态分类:GLC和GSC 按分离原理分类: 按分离原理分类:分配色谱和吸附色谱 按色谱柱操作形式: 按色谱柱操作形式:填充柱色谱和毛细管色谱
1.2 气相色谱法的特点
高分离效能:能分离组分极为复杂的混合物. 高分离效能:能分离组分极为复杂的混合物.
高选择性:能分离结构相似的物质. 高选择性:能分离结构相似的物质. 高灵敏度:分析极微量的物质( 高灵敏度:分析极微量的物质(10-12～10-14g) 样品用量少:所用样品量一般以ng 甚至pg ng, pg计 样品用量少:所用样品量一般以ng,甚至pg计. 分析速度快:可在几分钟内完成测定. 分析速度快:可在几分钟内完成测定. 不足之处: 不足之处: 不适用于高沸点,难挥发,热不稳定物质的分析. 不适用于高沸点,难挥发,热不稳定物质的分析. 被分离组分的定性较为困难. 被分离组分的定性较为困难.
1.3 分析流程:气相色谱仪组成: 分析流程:气相色谱仪组成: 气路系统:包括载气气源,气体调节与控制. 气路系统:包括载气气源,气体调节与控制. 温度控制系统:包括液体进样口温度, 温度控制系统:包括液体进样口温度,色谱柱温 度及检测器温度(P47). 度及检测器温度(P47). 检测系统:包括检测器用的放大器, 检测系统:包括检测器用的放大器,直流稳压电 源以及热导池用的电桥等. 源以及热导池用的电桥等. 记录系统:包括记录仪,数据处理机. 记录系统:包括记录仪,数据处理机. 色谱柱和检测器是气相色谱仪的两大主要部件. 色谱柱和检测器是气相色谱仪的两大主要部件.
气相色谱
气相色谱分析法的发展概况 气相色谱法基本原理 气相色谱柱 气相色谱法检测器 气相色谱分离操作条件 气相色谱定性定量分析 气相色谱定性定量分析
1 气相色谱分析法的概况 气相色谱法(gas chromatography,GC) 气相色谱法 , 以气体作为流动相的色谱法叫气相色谱法. 以气体作为流动相的色谱法叫气相色谱法. 1.1 气相色谱法的分类
2.2 柱效能指标: 柱效能指标: 理论塔板数:是衡量柱效能的物理量, 表示. ①理论塔板数:是衡量柱效能的物理量,用n表示. 表示 n=5.54(tR /Wh/2)2 n=16(tR /W)2 ( ( ) 理论塔板高:单位理论塔板的长度. ②理论塔板高:单位理论塔板的长度.H=L/n ③有效塔板数:减去死时间后衡量柱效能的物理量. 有效塔板数: neff =5.54(tR'/Wh/2)2 neff =16(tR'/W)2 ( ( ) 柱效能评价: 柱效能评价: 柱长一定, 或 越大, 越小 柱效越高. 越小, ①柱长一定,n或neff 越大,H越小,柱效越高. 同一色谱柱对不同样品组分的柱效能不同. ②同一色谱柱对不同样品组分的柱效能不同. 同一组分在相同峰位置时峰越窄,柱效能越高. ③同一组分在相同峰位置时峰越窄,柱效能越高.
例:生物柴油气相色谱分析条件 毛细管柱:HP-5,柱长15 m,内径0.53 mm, 膜厚1.5 m, 美国Agilent公司 分析条件:气化室温度250 ℃ ,检测室温度 280 ℃,柱温180 ℃ ,维持1 min,以0.8 ℃ /min的速率升温至186 ℃ ,维持1 min,再以20 ℃ /min的速率升到280 ℃ ;载气为氮气,流速 1.5 为12.5 mL/min;分流比为25:1;进样量1L.
有机物在氢火焰中离子化反应的过程如下: 当氢和空气燃烧时,进入火焰的有机物发生高温 有机物发生高温 裂解和氧化反应生成自由基,自由基又与氧作用 裂解和氧化反应生成自由基 自由基又与氧作用 产生离子.在外加电压作用下, 产生离子.在外加电压作用下,这些离子形成离 子流,经放大后被记录下来. 子流,经放大后被记录下来.所产生的离子数与 单位时间内进入火焰的碳原子质量有关,因此, 单位时间内进入火焰的碳原子质量有关 氢焰检测器是一种质量型检测器.这种检测器对 绝大多数有机物都有响应,其灵敏度比热导检测 器要高几个数量级,易进行痕量有机物分析.其 其 缺点是不能检测惰性气体,空气, 缺点是不能检测惰性气体,空气,水,CO, , CO2,NO,SO2及H2S等. , 等
2 气相色谱法基本原理(P71) 气相色谱法基本原理( ) 塔板理论(热力学 柱效能指标, 热力学) 塔板理论 热力学 柱效能指标,解释色谱峰形
呈正态分布 2.1 塔板理论的假设:样品各组分多次分配平衡 塔板理论的假设:
气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱, 当试样由载气携带进入色谱柱, 被固定相溶解或吸附. 被固定相溶解或吸附. 载气将被溶解或吸附的组分又 从固定相中带出挥发或脱附. 从固定相中带出挥发或脱附. 挥发或脱附的组分随载气前移 时又被固定相溶解或吸附. 时又被固定相溶解或吸附. 随着载气的流动,溶解,挥发, 随着载气的流动,溶解,挥发, 或吸附, 或吸附,脱附的过程反复地进 行. 组分在固定相和流动相间发生 的吸附,脱附,或溶解, 的吸附,脱附,或溶解,挥发 的过程叫做分配过程. 的过程叫做分配过程.