第五章填充柱气相色谱法教案

气相色谱填充柱的柱效测定一、 实验目的1． 了解气相色谱仪的基本结构和工作原理2． 学习气相色谱仪的使用3． 学习、掌握色谱柱的柱效测定方法二、 基本原理色谱柱的柱效能是色谱柱的一项重要指标，可用于考察色谱柱的制备工艺操作水平以及估计该柱对试样分离的可能性。

在一定色谱条件下，色谱柱的柱效可用有效塔板数n 有效及有效塔板高度h 有效来表示。

塔板数越多，塔板高度越小，色谱柱的分离效能越好。

有效塔板数及有效塔板高度的计算公式如下：2'221')(16)(54.5Y t Y t n R R ==有效 有效有效n L h =M R R t t t -='式中：R t 为组分的保留时间。

'Rt 为组分的调整保留时间。

M t 为空气的保留时间（死时间）。

Y 1/2为色谱峰的半峰宽度。

Y 为色谱峰的峰底宽度。

L 为色谱柱的长度。

由于不同组分在固定相和流动相之间的分配系数不同，因而同一色谱柱对不同组分的柱效也不相同，所以在报告n 有效时，应注明对何种组分而言。

三、 仪器和试剂1． 气相色谱仪（热导检测器）2． 填充色谱柱（固定相：SE-30；担体：硅烷化白色担体；柱内径：3mm ；柱长：2m ）3． FJ-2000色谱工作站4． 微量进样器：50μl5． 注射器：2ml6． 载气：氮气7． 试剂：正己烷、正庚烷、正辛烷均为分析纯（体积比1:1:1）四、 实验步骤1． 开启仪器，设定实验操作条件。

按气相色谱仪器操作步骤开启仪器。

设定柱温为80℃，汽化室温度为150℃，检测器温度为110℃，载气流量为10-15ml/min 。

2． 开启色谱工作站，进入数据采集系统。

按照色谱工作站操作步骤开启计算机，进入色谱工作站，监视基线，待仪器上的电路和气路系统达到平衡，基线平直时，即可进样，同时记录数据文件名。

3． 测定试样的保留时间R t 。

用微量进样器吸取3μl试液进样，记录试样色谱图文件名。

第五章填充柱气相色谱色谱柱又称分离柱，是填充了色谱填料的内部抛光不锈钢柱管或塑料柱管。

色谱柱是实现分离的核心部件，要求色谱柱的柱效高、柱容量大和性能稳定。

分析型色谱柱的内径通常在4~8mm，柱长通常在50~250mm。

液相色谱填充柱内径通常在3~5mm，典型的柱内径是4mm。

气相色谱中所用毛细管柱的内径一般小于1mm。

微型柱是内径在1mm左右的填充型色谱柱，通常用于高灵敏的微量成分分离。

因为气相色谱的载气种类少，分离选择性主要依靠选择固定相。

色谱峰能否分离，首先取决于固定相，迄今已有数百上千种气相色谱固定相，常用的不过十几种。

第一节气-固色谱固定相-固体固定相气—固色谱法广泛应用于永久气体和低沸点烃类的分析。

常用的固定相种类有非极性的活性炭，弱极性的氧化铝，极性的分子筛，氢键型硅胶等。

气-固色谱与气-液色谱相比，有许多特点及不同之处，见表5-1。

气固色谱适合于分析永久气体，气态烃；热稳定性好，柱温上限高；一般情况下，吸附等温线不成线性，峰不对称；由于固定相表面结构不均匀，所以重现性不好。

吸附等温线气—固色谱法遵循了气体在吸附剂表面上的吸附规律。

气体在吸附剂表面上的吸附平衡可用“吸附等温线”来描述。

吸附等温线是在一定温度下气体在吸附剂表面上的浓度随气体在气相中的变化规律。

就是在一定温度下达吸附平衡时气体在吸附剂表面上的吸附量。

（1）线性吸附等温线如图5-1的（A）所示，被测组分在吸附剂上的浓度（Cs）与它在气相上的浓度(Cm)之比是常数，这就是线性吸附等温线，所对应的色谱峰是对称的高斯峰。

（2）朗格缪尔吸附等温线（向下弯曲的吸附等温线）朗格缪尔吸附等温线如图5-1的（B）所示，它的特点是当气相中被吸附物质的浓度高于M时，吸附剂上的吸附量不随气相中物质浓度的增加而增加，即Cs/Cm不成常数，所对应的色谱峰是不对称的“拖尾峰”。

（3）向上弯的吸附等温线这种吸附等温线如图5-1的（C）所示，它的特点是当气相中被吸附物质的浓度高于M时，吸附剂上的吸附的量随气相中物质浓度的增加而急剧增加，吸附等温线与其对应的色谱峰是不对称的“伸舌峰”。