气相色谱定性分析 包含分离度、理论塔板数等概念

第二章 气相色谱分析gas chromatographic analysis,GC第二节 色谱理论基础fundamental of chromatograph theory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。

组分保留时间为何不同色谱峰为何变宽组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制；（组分和固定液的结构和性质）色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；（两相中的运动阻力，扩散）两种色谱理论：塔板理论和速率理论；一、塔板理论-柱分离效能指标1.塔板理论（plate theory ）半经验理论；将色谱分离过程比拟作蒸馏过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复 （类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；塔板理论的假设：(1) 在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；(2) 将载气看作成脉动（间歇）过程；(3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4) 每次分配的分配系数相同。

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!2.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。

222116545)()(./bR R W t Y t n ==•组分在t M 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：3.塔板理论的特点和不足（1）当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。

（2）不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

（3）柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。

( t t R )2 2σ 2
c
c0 σ 2π

e
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰 减函数构建关系式。
目 录
1-1 色谱法概述
1-1-1 色谱法的特点、分类和作用 1-1-2 色谱分离过程 1-1-3 色谱流出曲线与术语
1-2 色谱理论基础
1-2-1 塔板理论 1-2-2 速率理论 1-2-3 分离度 1-3 定性定量方法 1-3-1 色谱定性分析 1-3-2 色谱定量分析
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：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!
2.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。
调整保留时间（tR＇）：tR＇= tR－tM
（2）用体积表示的保留值 保留体积（VR）： VR = tR×F0 F0为柱出口处的载气流量，
单位：m L / min。
死体积（VM）：
VM = tM ×F0
调整保留体积(VR＇)：
V R＇ = VR －VM
3. 相对保留值r21 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1 相对保留值只与柱温 和固定相性质有关，与其 他色谱操作条件无关，它 表示了固定相对这两种组 分的选择性。
式中为相比。 填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。 容量因子越大，保留时间越长。 VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积； 气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；

气相色谱的定性与定量分析一、 实验目的：1、 学习计算色谱峰的分享度2、 掌握根据纯物质的保留值进行定性分析3、 掌握用归一化法定量测定混合物各组分的含量4、 学习气相色谱信的使用方法二、 方法原理1、 柱效能的测定：色谱柱的分享效能，主要由柱效和分离度来衡量。

柱效率是以样品中验证分离组分的保留值用峰宽来计算的理论塔板数或塔板高度表示的。

22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=bR RW t W t n 理论塔板数： nL H =理论塔板高度： 式中R t 为保留值（S 或mm ）：21W 为半峰宽（S 或mm ）：b W 为峰底宽（S 或mm ）：L 为柱长（cm ）。

理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。

但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。

分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，对一个混合试样成功的分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。

分离度R 的计算方法是：）（）（22112112W W t t R R R +-=或 2112)(2B b R R W W t t R +-=分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R 值达到1.5时，可以认为两组分完全分开。

2、 样品的定性：用纯物质的保留值对照定性。

在一个确定的色谱条件下，每一个物质都有一个确定的保留值，所以在相同条件下，未知物的保留值和已知物的保留值相同时，就可以认为未知物即是用于对照的已知纯物质。

但是，有不少物质在同一条件下可能有非常相近的而不容易察觉差异的保留值，所以，当样品组分未知时，仅用纯物质的保留值与样品的组分的保留值对照定性是困难的。

这种情况，需用两根不同的极性的柱子或两种以上不同极性固定液配成的柱子，对于一些组成基本上可以估计的样品，那么准备这样一些纯物质，在同样的色谱条件下，以纯物质的保留时间对照，用来判断其色谱峰属于什么组分是一种简单而行方便的定性方法。

气相色谱各种分析条件是这样确定的！在气相色谱分析中,我们要快速有效的分离一个复杂的样品，并获得满意的结果，除了要选择一根最佳色谱柱以外，还要对分离操作条件进行仔细的选择。

色谱柱的好坏关系到分离的效果，而分离条件的设置又影响着色谱柱的分离。

色谱柱和分离操作条件之间是是相辅相成的关系。

本文将主要介绍气相分析操作条件的确定。

初始操作条件的确定确定初始操作条件；色谱柱形式的选择；分离条件优化；程序升温。

1、确定初始操作条件进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。

样品浓度不超过mg/ml时填充柱的进样量通常为1~5μL，而对于毛细管柱，若分流比为50：1时，进样量一般不超过2μL。

如果这样的进样量不能满足检测灵敏度的要求，可考虑加大进样量，但以不超载为限。

进样口温度主要由样品的沸点范围决定，还要考虑色谱柱的使用温度。

即首先要保证待测样品全部气化，其次要保证气化的样品组分能够全部流出色谱柱，而不会在柱中冷凝。

原则上讲，进样口温度高一些有利，一般要接近样品中沸点最高的组分的沸点，但要低于易分解组分的分解温度，常用的条件是250~350℃。

实际操作中，进样口温度可在一定范围内设定，只要保证样品完全汽化即可，而不必进行很精确的优化。

注意，当样品中某些组分会在高温下分解时，就应适当降低汽化温度。

必要时可采用冷柱上进样或程序升温汽化（PTV）进样技术。

色谱柱温度的确定主要由样品的复杂程度和汽化温度决定。

原则是既要保证待测物的完全分离，又要保证所有组分能流出色谱柱，且分析时间越短越好。

组成简单的样品最好用恒温分析，这样分析周期会短一些。

特别是用填充柱时，恒温分析时色谱图的基线要经程序升温时稳定得多。

对于组成复杂的样品，常需要用程序升温分离，因为在恒温条件下，如果柱温较低，则低沸点组分分离得好，而高沸点组分的流出时间会太长，造成峰展宽，甚至滞留在色谱柱中造成柱污染；反之，当柱温太高时，低沸点组分又难以分离。

分类 柱色谱：气相色谱(Gas chromatagraphy )，液 相色谱 平板色谱：纸色谱，薄层色谱 气相色谱：填充柱气相色谱，毛细管柱气相色 谱，裂解气相色谱 1952年，Martin发明气相色谱法，获得Nobel 奖。 1963年，格雷发明了毛细管柱。 两相：流动相，固定相。流动相为气体，则是 气相色谱。
2、特点


（1）分析速度快 几分钟，十几分钟。 （2）分离效率高 例如二甲苯的三种同分异构体在常规条件下很 难分开，在气相色谱很容易。 （3）灵敏度高 （4）应用范围广 缺点：定性困难
二、仪器简介

色谱仪(Chromatagraph) ：分析单元（气 路系统，分离系统，检测系统），显示 记录单元（信号放大器，记录系统）



1、气路系统 载气(Carrier gas )：流动相气体 辅助气：氢气，空气等。 气体纯度高 常用载气： 热 导 检 测 器 （ Thermal conductivity detector TCD）：氢气和氦气。 氢火焰检测器（Flame ionization detector FID）：氮气和氩气
五、定量分析




1、峰面积的测量 （1）峰高乘半峰宽法 （2）峰高乘平均峰宽法 （3）积分仪 2、定量校正因子 （1）绝对校正因子 Wi=fi.Ai, Wi:重量，Ai：面积 fi=Wi/Ai


（2）相对校正因子 fi‘=fi/fs=AsWi/WsAi fc‘=fc/fs fs‘=1 查文献 色谱纯组分，准确称量，自己校正。 检测器相同，氢气和氦器可通用，氢气和氮气 不可通用。

复习思考题第1章 绪论 了解一些基本概念第2章 色谱分析1、在气相色谱法中，用于定性的参数是什么？保留时间2、简要说明气相色谱分析的基本原理3、衡量色谱柱柱效能的指标是什么？用有效塔板数n 和有效塔板高度H 作为衡量柱效能的指标。

4. 在液相色谱中，范第姆特方程式中的哪一项对柱效的影响可以忽略不计？在液相色谱中，流动相为液体，组分的纵向扩散系数B 很小，流速 u 较高，故纵向扩散相B/u 可忽略不计。

Van Deemter 方程在HPLC 的表现形式： H=A+Cu5.为什么可用分离度R 作为色谱柱的总分离效能指标?分离度同时体现了选择性与柱效能，即热力学因素和动力学因素，将实现分离的可能性和现实性结合起来。

6、气相色谱分析中，理论塔板高度与载气线速u 间的关系？ 随u 的增加而出现一个最小值。

7、气相色谱法使用的热导池检测器，产生信号的原理，是利用组分与流动相之间的什么性质？热导系数不同。

8、用角鲨烷分离甲烷、乙烷、丙烷时，它们从色谱柱中流出的顺序。

甲烷、乙烷、丙烷。

9、分配比表示物质在两相中的什么之比。

有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比10、范第姆特方程式可以说明的哪些方面。

它可以说明填充均匀程度、担体粒度、载气种类、载气流速、柱温、固定相液膜厚度等对柱效、峰扩张的影响。

11、如果试样比较复杂，相邻两峰间距离太近或操作条件不易控制稳定，要准确测量保留值有一定困难的，可以采取什么方法。

用加入已知物以增加峰高的办法进行定性。

12、在色谱柱中，若某组分分配到固定相中的量为m s (单位:g),浓度为c s (g ⋅mL -1),分配到流动相中的量为m L (单位:g)浓度为c L (单位:g ⋅mol -1),则该组分的分配比k 是多少。

c s /c L13．理论塔板数n 的计算式为_________ 22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=b R RW t b t n ____________________。

气相色谱条件实验及对卤代烃的定性分析指导老师：李建国实验人：王壮同组实验：陆潇、戈畅实验时间：2016.4.18一、实验目的1、熟悉理论塔板数及理论塔板高度的概念及计算方法；2、理解柱温的改变对组分保留行为的影响；3、掌握气相色谱仪操作方法与热导检测器的原理；4、熟悉气相色谱定性分析方法。

二、实验原理气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。

当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器被检测，在记录器上绘制出各组份的色谱峰——流出曲线。

根据塔板理论，则有：理论塔板数：22125.54()16()R R bt t n W W == 理论塔板高度：2221616()R R L l LW H t n t W=== （其中H —理论塔板高度；n —理论塔板数；R t —保留时间；W —峰底宽度；l —柱长）采用已知试样测得保留时间就可算出理论塔板高度。

理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。

但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。

分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，对一个混合试样成功的分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。

分离度R 的计算方法是：21122()R R b b t t R W W -=+ 或2111(1)(2)222()R R t t R W W -=+ 分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R 值达到1.5时，可以认为两组分完全分开。

气相色谱仪由气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统、检测系统和信号记录系统等部分组成。

三、仪器与试剂仪器：GC7890T 型气相色谱仪、热导池检测器（TCD ）、氮气钢瓶、空气压缩机、微量注射器、Φ3mm x 200cm 的5-10%OV101不锈钢分离柱。

仪器分析复习资料名词解释与简答题名词解释1.保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。

通常用时间或用将各组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。

2.死时间：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。

3.保留时间：指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。

4.相对保留值：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比.5.半峰宽度：峰高为一半处的宽度。

6.峰底宽度：指自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距.7.固定液：8.分配系数：在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。

9.分配比：又称容量因子或容量比，是指在一定温度、压力下，在两相间达到平衡时，组分在两相中的质量比.10.相比:VM与Vs的比值。

11.分离度：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值.12.梯度洗提：就是流动相中含有多种（或更多）不同极性的溶剂,在分离过程中按一定的程序连续改变流动相中溶剂的配比和极性，通过流动相中极性的变化来改变被分离组分的容量因子和选择性因子,以提高分离效果。

梯度洗提可以在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后再用泵输入色谱柱，这种方式叫做低压梯度，又叫外梯度，也可以将溶剂用高压泵增压以后输入色谱系统的梯度混合室，加以混合后送入色谱柱，即所谓高压梯度或称内梯度.13.化学键合固定相：将各种不同有机基团通过化学反应共价键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上，代替机械涂渍的液体固定相,从而产生了化学键合固定相.14.正相液相色谱法：流动相的极性小于固定相的极性。

15.反相液相色谱法：流动相的极性大于固定相的极性。

16.半波电位：扩散电流为极限扩散电流一半时的电位。

17.支持电解质(消除迁移电位）：如果在电解池中加入大量电解质，它们在溶液中解离为阳离子和阴离子，负极对所有阳离子都有静电吸引力，因此作用于被分析离子的静电吸引力就大大的减弱了，以致由静电力引起的迁移电流趋近于零，从而达到消除迁移电流的目的。

气相色谱基本理论知识气相色谱理论可分为热力学和动力学理论两方面。

热力学理论是从相平衡观点来研究分离过程，以塔片理论为代表。

动力学理论是从动力学观点来研究各种动力学因素对柱效的影响，以Van Deemter 方程式为代表。

在叙述这两个理论前先介绍有关基本概念。

一、基本概念l.色谱峰(流出峰) 由电信号强度对时间作图所绘制的曲线称为色谱流出曲线。

流出曲线(图2-2)上的突起部分称为色谱峰。

正常色谱峰为对称形正态分布曲线，曲线有最高点，以此点的横坐标为中心，曲线对称地向两侧快速、单调下降。

不正常色谱峰有两种：拖尾峰及前延峰。

前沿陡峭，后沿拖尾的不对称色谱峰称为拖尾峰(tailing peak)，前沿平缓，后沿陡峭的不对称色峰与不正常色谱峰可用对称因子f s(symmetryfactor)或叫拖尾因子来衡量(图20-3)。

对称因子在0.95～1.05之间为对称峰，小于0.95为前延峰，大于1.05为拖尾峰。

f s = W0.05h/2A = (A+B)/2A (2.1)一个组分的色谱峰可用三项参数即峰高或峰面积(用于定量)、峰位(用保留值表示、用于定性)及峰宽(用于衡量柱效)说明。

2.基线在操作条件下，没有组分流出时的流出曲线称为基线。

稳定的基线应是一条平行于横轴的直线。

基线反映仪器(主要是检测器)的噪音随时间的变化。

3.保留值(滞留值) 是色谱定性参数。

(1)保留时间(t R)：从进样开始到某个组分的色谱峰顶点的时间间隔称为该组分的保留时间(retention time)，即从进样到柱后某组分出现浓度极大时的时间间隔。

图2-2中t R1及t R2分别为组分l及组分2的保留时间。

(2)死时间(t 0)：分配系数为零的组分的保留时间称为死时间(dead time)。

通常把空气或甲烷视为此种组分，用来测定死时间。

(3)调整保留时间(R t ')：某组分由于溶解(或被吸附)于固定相，比不溶解(或不被吸附)的组分在柱中多停留的时间称为调整保留时间(adjusted retention time)，又称为校正保留时间。

化学专业仪器分析考试模拟Last updated at 10:00 am on 25th December 2020模拟试题一一、单项选择题（每题1分，共30分）1、由于对气相色谱法作出杰出贡献而在1952的获得诺贝尔奖金的科学家是:A.茨维特；B.瓦尔西；C.马丁；D.海洛夫斯基2、只要柱温、固定相性质不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动相流速有所变化，衡量色谱柱对被分离组分保留能力的参数可保持不变的是:A.保留值；B.调整保留值；C.相对保留值；D.分配比(或分配容量)3、提高柱温会使各组分的分配系数K值:A.增大；B.变小；C.视组分性质而增大或变小；D.呈非线性变化4、气-液色谱柱中，与分离度无关的因素是:A.增加柱长；B.改用更灵敏的检测器；C.较慢地进样；D.改变固定液的化学性质5、对原子吸收分光光度分析作出重大贡献，解决了测量原子吸收的困难，建立了原子吸收光谱分析法的科学家是:(本生)；(伍朗斯顿); (瓦尔西); (克希荷夫)6、在原子吸收分析中，影响谱线宽度的最主要因素是:A.热变宽；B.压力变宽；C.场致变宽；D.自吸变宽7、原子吸收光谱法常用的光源是:A.氢灯；B.火焰；C.电弧；D.空心阴极灯8、下列可提高Al元素的原子化效率的方法是:A.加快喷雾速度；B.降低火焰温度；C.待测溶液中加入消电离剂；D.用石墨管原子化器代器火焰原子化器9、饱和甘汞电极是常用的参比电极，当有微弱的电流通过饱和和甘汞电极时，其电极电位:A.变大；B.变小；C.为零；D.不变10、作为指示电极，其电位与被测离子浓度的关系为:A.与浓度的对数成正比；B.与浓度成正比；C.与浓度无关；D.符合能斯特方程的关系11、人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是:~780nm;~400nm; ~600nm; ~700mm12、用紫外－可见分子吸收光谱进行定性分析的依据不包括3A 吸收峰的数目；B 吸收峰的形状；C 吸收峰的位置；D 最大波长处吸光度值的大小；13、原子发射光谱分析方法中，内标法主要解决了7。

气相色谱分析法习题一、简答题1．简要说明气相色谱分析的基本原理2．气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?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)相比减少是否会引起分配系数的改变?为什么?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)相比增大是否会引起分配比的变化?为什么?5．试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择.6．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?7．当下述参数改变时：(1)增大分配比，(2) 流动相速度增加，(3)减小相比，(4) 提高柱温，是否会使色谱峰变窄?为什么?8．为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标?9．能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么?10．试述色谱分离基本方程式的含义,它对色谱分离有什么指导意义?11．对担体和固定液的要求分别是什么?12．试述“相似相溶”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。

13．试述热导池检测器的工作原理。

有哪些因素影响热导池检测器的灵敏度？14．试述氢焰电离检测器的工作原理。

如何考虑其操作条件？15．色谱定性的依据是什么?主要有那些定性方法?16．何谓保留指数?应用保留指数作定性指标有什么优点?17．有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围?二、选择题1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是 ( )A 保留值B 峰面积C 分离度D 半峰宽2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是 ( )A 保留时间B 保留体积C 半峰宽D 峰面积3. 良好的气-液色谱固定液为 ( )A 蒸气压低、稳定性好B 化学性质稳定C 溶解度大, 对相邻两组分有一定的分离能力D A、B和C4. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？ ( )A H2B HeC ArD N25. 试指出下列说法中, 哪一个不正确? 气相色谱法常用的载气是 ( )A 氢气B 氮气C 氧气D 氦气6. 色谱体系的最小检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时 ( )A 进入单独一个检测器的最小物质量B 进入色谱柱的最小物质量C 组分在气相中的最小物质量D 组分在液相中的最小物质量7. 在气-液色谱分析中, 良好的载体为 ( )A 粒度适宜、均匀, 表面积大B 表面没有吸附中心和催化中心C 化学惰性、热稳定性好, 有一定的机械强度D A、B和C8. 热导池检测器是一种 ( )A 浓度型检测器B 质量型检测器C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器9. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？ ( )A H2B HeC ArD N210. 下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是 ( )A 柱温B 载气的种类C 柱压 D固定液膜厚度11．气液色谱中，保留值实际上反映的物质分子间的相互作用力是:A.组分和载气；B.载气和固定液；C.组分和固定液；D.组分和载体、固定液12．柱效率用理论塔板数n或理论塔板高度h表示，柱效率越高，则:越大，h越小；越小,h越大;越大,h越大；越小,h越小13．根据范姆特方程，色谱峰扩张、板高增加的主要原因是:A. 当u较小时，分子扩散项；B. 当u较小时，涡流扩散项；C. 当u比较小时，传质阻力项；D. 当u较大时，分子扩散项14．如果试样中组分的沸点范围很宽，分离不理想，可采取的措施为:A.选择合适的固定相；B.采用最佳载气线速；C.程序升温；D.降低柱温15．要使相对保留值增加，可以采取的措施是:A.采用最佳线速；B.采用高选择性固定相；C.采用细颗粒载体；D.减少柱外效应三、填空题1．在一定操作条件下，组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时的浓度比，称为________________________________。

气相色谱分析一．选择题1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( )A 保留值B 峰面积C 分离度D 半峰宽2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( )A 保留时间B 保留体积C 半峰宽D 峰面积3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( )A H2B HeC ArD N24. 热导池检测器是一种( )A 浓度型检测器B 质量型检测器C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( )A H2B HeC ArD N26、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。

A. 沸点差，B. 温度差，C. 吸光度，D. 分配系数。

7、选择固定液时，一般根据（）原则。

A. 沸点高低，B. 熔点高低，C. 相似相溶，D. 化学稳定性。

8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。

A. 调整保留值之比，B. 死时间之比，C. 保留时间之比，D. 保留体积之比。

9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。

A.内标法；B.外标法；C.面积归一法。

10、理论塔板数反映了（）。

A.分离度；B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。

11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（）A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器；C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。

12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（）A. 改变固定相的种类B. 改变载气的种类和流速C. 改变色谱柱的柱温D. （A）、（B）和（C）13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。

A. 没有变化，B. 变宽，C. 变窄，D. 不成线性14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（）A.样品中沸点最高组分的沸点，B.样品中各组分沸点的平均值。

气相色谱-质谱联用定性分析正构烷烃一、实验目的1.了解GC-MS的基本构造及操作；2.掌握GC-MS的工作原理；3.掌握保留时间、峰宽、理论塔板数等的基本概念和实际意义；4.初步学会质谱图的解析。

二、实验原理色谱法是分离有机化合物的一种有效方法，但在缺乏标准物质时难以进行定性分析；质谱法可以进行有效的定性分析，但对混合物样品的定性分析却比较困难。

气相色谱和质谱的有效结合既利用了气相色谱的分离能力，又充分发挥了质谱的定性功能，再结合谱库检索，就能对混合物进行有效的分析，得到满意的结果。

气相色谱柱一般有填充柱和毛细管柱，毛细管柱的分离效率更高，效果更好。

毛细管柱的柱效可用理论塔板数来表示：n=16(t R/W)2其中：n为理论塔板数，t R为保留时间，W为峰宽。

在作定性分析时，MS可以提供分子量信息以及丰富的碎片离子信息，为分析鉴定有机化合物结构提供数据，为离子结构对应的分子组成、质量的精确测定提供充分的实验依据。

正构烷烃是广泛存在于土壤、沉积物、石油和煤等地质体中的一类有机物，化学稳定性高，有较好的指示气候和环境的作用，是重要的生物标志化合物之一。

正构烷烃显示弱的分子离子峰，但具有典型的CnH2n+1系列和CnH2n-1系列离子峰，其中含3个或4个C的离子丰度最大。

本实验对正构烷烃混合物中各成分进行定性分析。

三、仪器条件与试剂岛津GCMS-QP2010 Plus气相色谱质谱联用仪，Rxi-1MS(30m×0.25mm i.d.×0.25μm)石英毛细管柱。

高纯He(99.999%)，正构烷烃标准品，其他。

四、实验步骤1．打开GC-MS Analysis Editor软件，创建本次实验方法。

方法内容如下：GC条件——进样口温度：250℃；进样方式：分流，高压进样（250 KPa）；升温程序：初始温度90℃，保持3min；以20℃/min升温到105℃，以11℃/min升温至240℃，以5℃/min升至310℃，保持2min。

《仪器分析》练习题（⾊谱部分经典液相⾊谱法1．在以硅胶为固定相的吸附柱⾊谱中，正确的说法是( A )。

A 组分的极性越强．被固定相吸附的作⽤越强B 物质的相对分⼦质量越⼤，越有利于吸附C 流动相的极性越强，组分越容易被固定相所吸附D 吸附剂的活度级数越⼩，对组分的吸附⼒越⼤2. 下列哪种氧化铝适于分离碱性成分( A/C )A 碱性氧化铝B 酸性氧化铝C 中性氧化铝D 以上三种3. 硅胶是⼀个略显酸性的物质，通常⽤于以下哪种物质的分离( C )A 酸性B 中性C A和BD 碱性4. 样品在分离时，要求其R f值住( C )之间1、 A 0～0.3 B 0.7～1.0C 0.2～0.8D 1.0～1.51．在⾊谱法中．待分离组分不必溶于流动相。

( F )2．若固定相是极性的，流动相是⾮极性的，或者流动相的极性⽐固定相⼩，这种⾊谱体系统为正相⾊谱。

( T )3．在正相⾊谱中，流动相极性增加，组分保留值增加。

( F )4．反相⾊谱中，极性弱的组分先出峰。

( F )（五）简答题1．什么是正相⾊谱和反相⾊谱?答:正相⾊谱:称为正相分配⾊谱,其固定相的极性⼤于流动相，即以强极性溶剂作为固定液,以弱极性额有机溶剂作为流动相.反相⾊谱:称为反相分配⾊谱,其固定液具有较⼩的极性,⽽流动相则极性较⼤.2．简述薄层⾊谱主要操作步骤及操作要点?答:步骤:1)薄层板的制备;2)点样;3)展开;4)检视.操作要点:3．柱⾊谱与薄层⾊谱的异同点各是什么?4. 正相⾊谱中如何判断各组分的出柱顺序？与流动相极性⼤⼩的关系？5．简述薄层⾊谱中边缘效应产⽣原因及消除办法？答:产⽣原因:由于⾊谱缸内溶剂蒸汽未达饱和,造成展开剂的蒸发速率在薄层板两边与中间部分不等.消除⽅法:1)预饱和:在展开之前,将点好样的薄层板置于盛有展开剂的⾊谱缸内(此时薄层板不浸⼊展开剂中)放置⼀定的时间.2)贴滤纸:在⾊谱缸内的内壁贴上浸有展开剂的滤纸,以加快展开剂蒸汽在⾊谱缸内迅速达到饱和.3)点样要点在靠近中间的位置.⽓相⾊谱1．⽓相⾊谱法中，调整保留值反映了哪些分⼦间的相互作⽤？（ B ）A 组分与载⽓B 组分与固定相C 组分与组分D 组分与载⽓和固定相2．⾊谱峰的宽或窄主要取决于组分在⾊谱柱中的（ D ）A 分配系数B 理论塔板数C 保留值D 扩散速度3．相邻两峰要实现完全分离，要求分离度⾄少达到（ C ）A 0.8B 1.0C 1.5D 2.04．在GC中，对⾊谱柱分离效果影响最⼤的是（ A ）A 柱温B 柱压C 载⽓种类D ⽓体流速5．⽓相⾊谱柱中，固定液⽤量过多会（ D ）A 使⾊谱峰尖锐B 减少保留时间C 有利于提⾼分离度D 使⾊谱峰变宽6．可作为⽓液⾊谱固定液的是（ A ）A 具有不同极性的有机化合物B 具有不同极性的⽆机化合物C 有机离⼦交换剂D 硅胶7．使⽤⽓相⾊谱仪时，应⾸先（ D ）A 加热柱箱B 接通助燃⽓C 加热检测器D 接通载⽓8．GC分析中常⽤的定性参数是（ A ）A 保留时间B 半峰宽C 峰⾼D 分离度9．在GC分析中，与被测组分含量成正⽐关系的参数是（ D ）A 保留时间B 相对保留值C 半峰宽D 峰⾯积10．选择内标物的要求是（ B ）A 内标物与样品不互溶B 内标物与样品性质相差不宜太⼤C 内标物与样品的⾊谱峰尽量远些D 内标物的保留时间应⼩于待测物的保留时间1. 速率理论的重要意义在于指导分离操作条件的选择。

色谱柱：进行色谱分离用旳细长管。 固定相：（stationary phase） 管内保持固
定、起分离作用旳填充物。 流动相：（mobile phase）流经固定相旳空隙
或表面旳冲洗剂。
按固定相旳几何形式分类：
1.柱色谱法，
2.纸色谱法，
3.薄层色谱法 。
按两相所处旳状态分类 ： 气相色谱法 气-固色谱法
Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。
Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。
Ⅴ 统计系统：放大器、统计仪、
色谱工作站。
国产气相色谱仪
A B KA>KB
图1 、色谱过程
图2、 色谱图
五、色谱图及常用术语
试样中各组分经色谱柱分离后，按先后顺序经过检测 器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相 应旳电信号，由统计仪所统计下旳信号——时间曲线 或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，
二、分配平衡旳几种参数：
1、分配系数（distribution coefficient）
在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间 到达分配平衡时旳浓度比值，用K表达。 。 2、分配比（partition ratio）或容量因子 （capacity factor）
在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相
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。 传质阻力涉及气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL ，液相
传质阻力不小于气相传质阻力。 即： C =Cg + CL
4. 速率理论旳要点
(1)组分分子在柱内运营旳多途径与涡流扩散、浓 度梯度所造成旳分子扩散及传质阻力使气液两 相间旳分配平衡不能瞬间到达等原因是造成色 谱峰扩展柱效下降旳主要原因。

12仪器分析复习题一、概念：化学分析、仪器分析、死时间、基线、保留时间、调整保留时间、死体积、色谱流出曲线、基线漂移、基线噪声、保留体积、选择因子、van Deemter方程、理论塔板数、理论塔板数、分离度、程序升温法、梯度洗脱、高压梯度、低压梯度、反相色谱、正相色谱、液-液分配色谱、亲和色谱、毛细管电泳、原子发射光谱法、灵敏线、共振线、最后线、分析线、自吸线、自蚀线、原子吸收光谱法、温度变宽、压变宽、物理干扰、化学干扰、荧光、磷光、电化学分析、电位分析法、电位滴定、指示电极、参比电极、永停滴定法、质谱、离子源EI源、CI源、飞行时间质量分析器、双聚焦质量分析器、四极杆质量分析器。

二、简答题：1、说明仪器分析主要特点？2、现代分析仪器主要有那些分析方法？3、影响AES分析谱线强度I的主要因素有那些？4、光谱定量分析的基本关系式？5、简述ICP光源主要结构和特点？简述AAS仪器组成部件及作用？6、空心阴极灯结构特点？7、原子吸收谱线变宽因素有那些？8、原子吸收分析测定过程中主要的干扰效应有那些？9、试比较原子发射光谱分析（AES）、原子荧光分析（AFS）和原子吸收光谱分析（AAS）的异、同点？10、色谱法的有那些特点？11、简述液相色谱分离模式及原理要点？12、塔板理论的特点和不足？、速率理论的要点？13、GC 法定性、定量分析方法？14、理想的检测器应具有什么样的条件？15、GC、HPLC 主要的检测器有那些种类、特点？16、写出HPLC、GC、I CP-AES仪器构成？17、HPLC、经典液相色谱法、GC的比较有什么特点？18、HPCE的特点19、在用离子选择性电极测定离子浓度时，加入TISAB的作用是什么？20、何谓指示电极及参比电极？举例说明其作用。

21、简单说明电位法中标准加入法的特点和适用范围？22．电位分析法有什么特点？23、参比电极的电极有什么要求？24、电位滴定的特点？25、说明下图各仪器的名称、主要部件、特点、应用。

符合规定标准。
农药残留检测
色谱柱效的测定对于检测食品中的 农药残留至关重要，可以提高检测 的灵敏度和准确性，确保食品中农 药残留量在安全范围内。
营养成分分析
在食品安全检测中，色谱柱效的测 定也用于营养成分的分析，如脂肪、 蛋白质和维生素等，以评估食品的 营养价值。
实际应用中气相色谱定性与色谱柱效的结合使用
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定性分析与色谱柱效的相互影响
定性分析结果影响色谱柱效评估
通过对比不同色谱柱在相同条件下的定性分析结果，可以评估色谱柱效的优劣。
色谱柱效的提高有助于改进定性分析
不断改进色谱柱的填料和制备技术，可以提高色谱柱效，从而改进定性分析的准 确性和可靠性。
提高色谱柱效的方法与技巧
选择合适的固定相
根据待测物的性质选择合 适的固定相，是提高色谱 柱效的关键。
定性分析与色谱柱效的关联
定性分析依赖于色谱柱效
色谱柱效的高低直接影响到定性分析的准确性，因为只有高 效的色谱柱才能确保样品中的各组分得到有效的分离，从而 准确地进行定性分析。
色谱柱效与定性分析的分辨率
分辨率是定性分析的一个重要指标，高效的色谱柱能提高分 辨率，使样品中的组分更好地分离，便于定性分析。
控制操作条件
如温度、流量和进样量等， 这些因素都会影响色谱柱 效，因此需要严格控制。
维护色谱柱
定期清洗和再生色谱柱， 可以保持其高效性能，延 长使用寿命。
04
实际应用与案例分析
气相色谱定性分析在环境监测中的应用
空气质量检测
土壤和沉积物分析
气相色谱定性分析可以用于检测空气 中的有害气体和挥发性有机物，如苯、 甲苯、二甲苯等，以评估空气质量状 况。
质谱定性