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仪器分析

仪器分析

影响因素：第三章气相色谱法1. 当只要色谱柱的塔板数足够多，任何两物质都能被分离吗？答：错误的。

根据塔板理论，单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。

塔板理论给出了衡量色谱柱分离效能的指标，但柱效并不能表示被分离组分的实际组分的世纪分离效果，因为两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大都无法实现分离。

2. 气相色谱中，固定液选择的基本原则是什么？如何判断化合物的出峰顺序？答：固定液选择的基本原则是：①挥发性小②热稳定性好③熔点不能太高④对试样中的各组分有适当的溶解能力⑤化学稳定性好，不与试样发生不可逆化学反应⑥有合适的溶剂溶解。

如何判断化合物的出峰顺序？答：①分离非极性组分时，通常选用非极性固体相，各组分按照沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰②分离极性组分时，一般选用极性固定液，各组分按照极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。

解答题1.为什么离子选择性电极对欲测电子具有选择性？如何估量这种选择性？答：离子选择性电极是以电位测量溶液中某些特定离子活度的指示电极。

各种离子选择性电极一般均由敏感膜极其支持体，内参比电极，内参比溶液组成，其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生的电位差。

起核心部分是敏感膜，它主要对欲测电子有响应，而对其他离子则无响应或者响应很小，因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性。

而估量这种选择性可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性。

2.何为分析线对？在光谱定量分析中选择内标元素及分析线对的原则是什么？答：在被测元素的光谱中选择一条作为分析线(强度为I)，在选择内标物的一条谱线（强度为I0），组成分析线对。

选择原则：①内标元素含量一定②内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质③分析线对应匹配，同为原子线或者离子线，且激发电位相近，形成“匀称线对”。

④分析线对波长应尽可能接近，分析线对的两条谱线应没有自吸或自吸很小，并且不受其他谱线干扰。

3.气相色谱定量的方法主要有哪几种？各适合什么条件下使用？答：归一化法：所有组分都出峰，且面积都能准确测定出来。

仪器分析笔记《气相色谱分析》

仪器分析笔记《气相色谱分析》
A、气固色谱分填充柱和毛细管柱两种：
填充柱（Packing column）：常用不锈钢制成，内径2～4 mm，柱长1～3m。填充吸附剂或覆盖
在载体上均匀固定液膜。
毛细管柱（Capillary column）：常用石英制成，内径0.1～0.5mm，柱长可达数十米。固定液直
接涂在毛细管内壁表面。
B、气相色谱固定相可分为：
1.2.2色谱分离的基本理论
柱效率可用理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示。柱效率的高低能反映组分在柱内两相间的分配情况和组分通过色谱柱后峰加宽的程度，它与组分在气相中的扩散及在液相中的传质阻力有关。
1、塔板理论
塔板理论是将色谱柱比作蒸馏塔，柱内有若干“想象”的塔板。每两块塔板之间的距离称为板高，各组分就在这些塔板间隔的气液两相间进行分配，经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开色谱柱，分配系数大的组分，后离开色谱柱。
C、按分离的原理分类
①吸附色谱：利用组分在固定相上的吸附能力强弱不同分离。
②分配色谱：利用组分在固定液中溶解度不同分离。
③凝胶（排阻）色谱：利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透分离
④离子交换色谱法：利用组分在离子交换剂上的亲和力大小不同分离
3、气相色谱仪组成
Ⅰ载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表；
（1）分配系数
在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比，称为分配系数。
式中—— ：组分在固定相中的浓度； ：组分在流动相中的浓度。
该组分与固定液分子间作用力 ；
空气在固定液中不溶解，其 ，故空气在柱子内的滞留时间最短，最先从色谱柱中馏出，因此，将空气的保留时间称之为死时间；
被测组分的 相差越大，越容易分离；

仪器分析气相色谱分析

仪器分析气相色谱分析

甲醇淋洗、烘干
酸。一些拖尾，可加 H3PO4 或 KOH 添加剂解决。
碱洗
5-10%NaOH 甲醇液回流， 水、甲醇淋洗、烘干
除 Al2O3 酸性作用点。用于胺类等碱性物质。
硅烷化 釉化
加入 DMCS 或 HMDS 等硅 烷化试剂，使与-SiOH 反应 2%Na2CO3 浸泡担体，过滤 得滤液再水稀 3 倍，用稀滤 液淋洗担体，烘干后再高温 处理
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理 吸附——脱吸能力不同实现物质的分离。只适于 较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。
气液色谱：利用待测物在气体流动相和固定在惰 性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分 离。
第一节 气相色谱仪
102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪 常用于学生实验
GC-7890气相色谱仪
350~550oC 活化
永久气体�
不同极性 170oC
除水、通气活化
水+气体氧 +CH4+低级醇
化
物
二 气液色谱固定相——载体+固定液 由载体和固定液构成； 载体为固定液提供大的惰性表面,以承担固定
液,使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体 也称担体
惰性的,多孔性固体颗粒。 对载体的要求：稳、匀、大。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型,后硅藻土型
第3章 气相色谱分析
3.1、气相色谱仪 3.2、气相色谱流动相与固定相 3.3、气相色谱检测器 3.4、 气相色谱分离分析条件 3.5、气相色谱定性方法 3.6、气相色谱定量方法 3.7、 毛细管柱气相色谱法简介 3.8、气相色谱的应用
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体 并注入到色谱分离柱柱顶,以惰性气体 指不与 待测物反应的气体,只起运载蒸汽样品的作用, 也称载气 将待测物样品蒸汽带入柱内分离。 其分离原理是基于待测物在气相和固定相之 间的吸附——脱附 气固色谱 和分配 气液色 谱 来实现的。因此可将气相色谱分为气固色 谱和气液色谱。

环境仪器分析PPT课件

环境仪器分析PPT课件

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10
第四章 荧光及磷光光谱法
4.1 原理 4.2 荧光光谱仪 4.3 荧光分析方法 4.4 荧光光谱法在环境监测中的应用 4.5 磷光分析法
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11
第五章 化学发光监测技术
5.1 原理 5.2 化学发光反应的类型 5.3 化学发光监测仪器
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第六章 色谱分析法理论基础6.1 色谱法理论础➢定量校正因子
➢
定量方法
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第八章 高效液相色谱分析法
8.1 高效液相色谱仪
➢ 高压输液系统 ➢ 进样系统 ➢ 色谱柱 ➢ 检测系统 ➢ 附属系统
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第二章 原子吸收分光光度法 2.1 原子吸收分光光度法基本原理
原子吸收分光光度法是基于空心阴极灯发射出 的待测元素的特征谱线，通过试样蒸气，被蒸 气中待测元素的基态原子所吸收，由特征谱线 被吸收的程度，来测定试样中待测元素含量的
※选择监测项目应遵循如下原则：
① 对污染物的自然性、化学活性、毒性、扩散性、持久
性、生物可分解性和积累性等全面分析，从中选出影响 面广、持续时间长，不易或不能被微生物所分解而且能 使动植物发生病变的物质作为日常例行的监测项目。对 某些有特殊目的或特殊情况的监测工作，则要根据具体
情况和需要选择要监测的项目。
完善监测网络、实现监测信- 息网络化管理。
Back 8
第二章 原子吸收分光光度法
2.1 基本原理 2.2 原子吸收分光光度计 2.3 测定条件的选择 2.4 定量分析方法 2.5 灵敏度及检出极限 2.6 原子吸收光谱法在环境监测中的应用
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第三章 原子荧光光谱法
3.1 概述 3.2 原理 3.3 原子荧光光谱仪 3.4 定量分析方法及应用

气相色谱分析

气相色谱分析

2021/8/1
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1.色谱法概述
色谱法是一种分离技术。在分析化学 领域中是一种新型的分离分析方法。 气相色谱是色谱中普遍使用的一种。
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1.1 色谱法的产生和发展
俄 国 植 物 学 家 Tsweet 发 明 的 方 法后来被称为“经典液相色谱 法”。 （1906年） 所使用的玻璃管称为色谱柱。 管内的碳酸钙填充物称为固定 相。 淋洗液称为流动相或淋洗剂。 混合物中的各组分被称为溶质。
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❖色谱法普遍用来分离无色物质，但色谱法 这个名称一直被沿用下来。
❖1941年Martin和Synge 发现了液-液（分配）
色谱法，阐述了气-固吸附色谱原理，提出 气-液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖)
❖色谱学成为分析化学的重要分支学科，则 是以气相色谱的产生、发展为标志。
内径细 0.1-0.5mm 柱长 50-300m/常用石英
毛细管柱
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2.5 检测系统
➢检测器、控温装置 ➢将经色谱柱分离后的各组分按其特性及
含量转化为相应的电讯号。
➢根据检测原理不同，浓度型、质量型
➢浓度型：热导池、电子捕获检测器 ➢质量型：氢火焰离子化、火焰光度检测
器
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3
第 一 1 色谱法概述 章 2 气相色谱仪
气 3 气相色谱分析理论基础
相 色
4 分离条件的选择
谱 5 检测器
分 析
6 定性定量方法
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4
主要参考书目
❖ 仪器分析，朱明华，高等教育出版社 ❖ 现代仪器分析，杜廷发，国防科技大学

《气相色谱法》课件

《气相色谱法》课件
检测限D 定义：产生二倍噪音信号时单位体积载气中被
测 物 的 量 (Dc,mg/ml) 或 单 位 时 间 进 入 检 测 器的量(Dm,g/s)
D = 2RN / S
D = 2RN / S RN：检测器的噪声，指基线在短时间内上下偏差
的数值(单位为mV) D值越小，则说明仪器越敏感。
（3） 线性范围
d. 对于强腐蚀性组分，可选用氟载体．
3、固定液
气相色谱固定液主要是由高沸点有机物组成，在操作 温度下呈液态，有特定的使用温度范围(最高使用温度极 限)。
① 对固定液的要求
a. 蒸气压低，不流失 b. 热稳定性好，在操作柱温下呈液态，不分解，不聚
合，规定了最高使用温度。 c. 化学稳定性好，不与待测组分起化学反应 d. 溶解度大，对待测物质各组分有适当的溶解能力。 e. 选择性好，对两个沸点相同或相近但属于不同类型
R1 R4 R2 R3
A、B点电位相同，∆EAB = 0 无信号输出，记录仪记录的是 一条直线。
当样品组分随载气通过测量臂时，组分与载气组
成的二元体系的热导系数与纯载气的热导系数不同，
由于热传导带走测量臂的热量，引起热丝温度的变化
，使电阻值改变，而参比臂电阻值保持不便。这时R1
、R4导热系数不同 散热不同
汽化室温度应使试样瞬间汽化 而不分解，通常选在试样沸点或稍 高于沸点。一般汽化室温度比柱温 高10~50℃。
3.3 分离系统
1、色谱柱
种类：填充柱 / 毛细管柱 材料：不锈钢，铜，玻璃，聚四氟乙烯 / 石英玻璃 大小：内径2-6mm，长1-6m / 0.1-0.5mm，长10-10单位时间内进入检测器的某组分的量有关
R∝dm/dt
R = Smdm/dt
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作用：获得纯净、流速稳定的载气。 组成：包括气源、净化干燥管和气体流速控制. 要求：密封性好、流速稳定、流速控制方便和测量
准确等。
➢载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。
常用的载气有：H2、N2、He
➢净化干燥管：去除载气中的水、O2、有机物等杂 质（依次通过分子筛、活性炭等）；
➢载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀， 控制载气流速恒定。
放大器放大后送到数据记录装置地得到色谱图。然后进行定 性和定量分析。占有重要地位 。
组成：检测器、放大器、检测器的电源控温装置。 理想的检测器要求：响应快、灵敏度高、噪声低、线性范围宽，
对各种物质均有响应，对流速和温度变化不敏感。
温度变化直接影响检测器的灵敏度和稳定性。
五、记录及数据处理系统
记录仪是一种能自动记录由检测器输出的电信 号的装置，是重要的附属设备。实际是一种电子电 位差计。
第二节 气相色谱流动相与固定相
一、流动相（载气）
气相色谱常用的载气有氢、氮、氩和氦气等惰 性气体。选用何种气体及气体的纯度应根据检测器 的种类和分析要求而定。
在气相色谱分析中，载气是惰性的，与组分没 有亲和作用。
二、固定相 • 混合组分在色谱柱上能否分离，主要取决于所
用固定相，选择固定相是GC的关键问题。
柱材料：金属、玻璃、融熔石英等。
➢填充柱：U形或螺旋形，内径2～4mm，长1～3m，内填固定
相；
➢开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。内径0.1～ 0.5mm，长达几十至100m。通常弯成直径10～30cm的螺旋状。
柱温：影响分离的最重要因素。其变化应小±0.x℃。
四、检测系统 作用：将各分离组分及其浓度的变化通过检测器转换成电信号，经
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理 吸附——脱吸能力不同实现物质的分离。只适于 较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。
气液色谱：利用待测物在气体流动相和固定在惰 性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分 离。
第一节 气相色谱仪
102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪（常用于学生实验）
GC-7890气相色谱仪
型又分为白色和红色担体。
对气化室的要求：密封性好、体积小、热容 量大、对样品无催化效应。
进样量、进样速度和试样的气化速度都影响 色谱的分离效率以及分析结果的精密度和准确度。
三、分离系统（心脏部分） 作用： 把混合物样品中各组分进行分离的装置。 组成： 包括色谱柱、色谱炉（柱箱）和温度控制装置。 色谱柱： 填充柱和开管柱（或毛细管柱）。
2. 人工合成固体吸附剂
高分子多孔微球（GDX）。可在活化后直接用于分离。
➢这类高分子多孔微球特别适用于有机物中痕量水的分析, 也可用于多元醇、脂肪酸、脂类等的分析。
气－固色谱法常用的集中吸附剂及其性能
吸附剂 主要成份 Tmax/oC 性质
活化方法简述
分离对象
活性炭
C
<300 非极性
苯浸+通过 180oC 烘干
带色谱工作站
GC-7890气相色谱仪
外观
内部结构
GC-9A气相色谱仪 日本 东京 Shimadzu
6890 气相色谱仪
毛细管柱色谱
（美国安捷伦科技公司 Agilent)
气路系统
进样 系统
检
测
系 统
记 录 系
统
H2,N2 或Ar
分离系统
一、气路系统(Carrier gas supply)－载气系统
作用：把试样快速而定量地加到色谱柱上端，以便进行 分离。
组成：进样器和气化室两部分。
进样要求：进样量或体积适宜；“塞子”式进样。一般
柱 分 离 进 样 体 积 在 十 分 之 几 至 20L ， 对 毛 细 管 柱，体积约为~10-3 L，此时应采用分流进样装
置来实现。
气化室的作用：将液体或 固体试样迅速、完全气化，以 保证色谱峰有较小的宽度（汽 化室温度比样品中最易蒸发的 物质的沸点高约50oC ）。
350~550oC 活化
பைடு நூலகம்
永久气体+惰性气体
GDX
多孔聚合物
<200
不同极性 170oC
除水、通气活化
水+气体氧 +CH4+低级醇
化
物
（二）气液色谱固定相——载体+固定液 由载体和固定液构成； 载体为固定液提供大的惰性表面，以承担固
定液，使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体（也称担体）
惰性的，多孔性固体颗粒。 对载体的要求：稳、匀、大。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型，后硅藻土
第3章 气相色谱分析
3.1、气相色谱仪 3.2、气相色谱流动相与固定相 3.3、气相色谱检测器 3.4、 气相色谱分离分析条件 3.5、气相色谱定性方法 3.6、气相色谱定量方法 3.7、 毛细管柱气相色谱法简介 3.8、气相色谱的应用
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体 并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指 不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品 的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入 柱内分离。其分离原理是基于待测物在气相 和固定相之间的吸附——脱附（气固色谱） 和分配（气液色谱）来实现的。因此可将气 相色谱分为气固色谱和气液色谱。
压力表：多为两级压力指示：钢瓶压力；柱头压力指示；
流量计：柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确 。通常在柱后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流速（ 现代有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变）。
二、进样系统(Sample injection system)
气相色谱柱可分为两类： 1）用于气固色谱的固定相：固体吸附剂； 2）用于气液色谱的固定相：固定液+载体。
（一）气固色谱固定相——固体吸附剂
是利用其中固体吸附剂对不同物质的吸附能力 差别进行分离。主要用于分离小分子量的永久气体 及烃类。 1. 常用固体吸附剂
硅胶（强极性）、氧化铝（弱极性）、活性炭（非极性） 、分子筛（极性，筛孔大小）
热
水
蒸
汽
+ 永久气体、非极性烃
石墨炭黑 C
>500 非极性 同上
同上+高沸点有机物
硅胶 SiO2•xH2O <400 氢键型 H干C+l20浸0o+C水活洗化+1(使80用oC前烘) 永久气体、非极性烃
氧化铝 Al2O3 <400 弱极性 200~1000oC 活化
烃+有机异构物+H 同 位素
分子筛 XMO•yAl2O3 <400 极性 •zSiO2•nH2O