第三章：气相色谱(3)概论

第一节 气相色谱法概述 第二节 气相色谱分析的理论基础 第三节 色谱分离条件的选择 第四节 固定相与选择 第五节 气相色谱检测器 第六节 气相色谱定性方法 第七节 气相色谱定量方法
1．色谱法概述、分类； 2．流出曲线和有关术语 3．色谱法基本理论； 4．分离度； 5．气相色谱仪五个主要部分的作用、原理； 6．操作条件的选择(如载体、固定相、温度等的选择)； 7．定性定量分析方法
第二节 气相色谱理论基础
Fundamental of chromatograph theory
一、气-固和气-液色谱分析 Fundamental principle of GC 二、塔板理论 Plate theory 三、速率理论 Rate theory
一、气－固色谱及气－液色谱的基本原理
多组分试样通过色谱柱分离的流程 色谱柱: 填充柱(内径为2-6毫米,长0.5-10米的U型或者螺旋型金属或玻璃)
从柱头加入，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在荧光屏上显示出来。
根据峰的位置（出峰时间 t ）——定性 根据峰的面积 A （或峰高h） ——定量
2、色谱法分类
（一）按两相物理状态分:(流动相和固定相的物理状态) （二）按分离原理分 ： （三）按固定相的形式分：
（动画）
图1 典型色谱流出曲线
术语： （1）基线(base line)（2） 保留值(retention valume) （3） 色谱的区域宽度（peak width）
（1）基线（base line）：
操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号- 时 间曲线称为基线（O - O’）（它反映检测系统噪声随时间变化的 情况，稳定的基线应是一条水平)

特点
高分离效能、高灵敏度、高选择性、应用范围广等。
气相色谱法的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体、 土壤等环境样品中的有 机污染物和有害气体。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂、营养成
分等。
医药分析
用于药物成分分析、药 物代谢产物检测等。
化工分析
用于石油、化工、香料 、化妆品等行业的组分
分析和质量控制。
详细描述
气相色谱可以检测环境样品中的挥发性有机物、半挥发性有机物、农药残留等污 染物，为环境监测和污染治理提供有力支持。
食品与药物分析
总结词
气相色谱在食品和药物分析中具有高灵敏度、高分离效能和 低检测限的特点。
详细描述
气相色谱可以用于食品中农药残留、添加剂、风味组分的分 析，以及药物中有效成分、溶剂残留等的分析，保障食品安 全和药物质量。
06
气相色谱的挑战与展望
当前挑战
样品复杂性
随着样品多样性的增加，如何有效地分离和检测复杂样品 成为气相色谱技术面临的重要挑战。
灵敏度与特异性
对于痕量组分的检测，提高气相色谱的灵敏度和特异性是 当前面临的关键问题。
快速分析
在许多应用中，如环境监测和临床诊断，需要快速、实时 地进行分析，这对气相色谱技术的响应速度提出了更高的 要求。
气相色谱法的历史与发展
起源
01
气相色谱法的起源可以追溯到20世纪初，当时英国科学家第一
次使用气体通过色谱柱的方法进行实验。
初步发展
02
经过几十年的研究和发展，气相色谱法逐渐成熟，并成为一种
重要的分析方法。
现ห้องสมุดไป่ตู้发展
03
随着科技的不断进步，气相色谱法的技术和仪器不断得到改进

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。

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。
30
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。
38
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。