气相色谱分析-本科生-2013-05-8-1

p CsVs k q CmVm
式中CS ，Cm分别为组分在固定相和流动相 的浓度；Vm为柱中流动相的体积，近似等于死 体积。Vs为柱中固定相的体积，在各种不同的 类型的色谱中有不同的含义。
例如：在分配色谱中，Vs表示固定液的体积； 在尺寸排阻色谱中，则表示固定相的孔体积 。
滞留因子Rs
分配比k值可直接从色谱图测得。设流动相在 柱内的线速度为u，组分在柱内线速度为us，由于 固定相对组分有保留作用，所以us＜u．此两速度 之比称为滞留因子Rs。 L us ） （ tm tr Rs L u（ ） t r tm
5．保留体积 VR
VR = tR· 0 F
6．调整保留体积VR′
某组份的保留体积扣除死体积后，称该 组份的调整保留体积，即
VR′ = VR- VM
7．相对保留值γ2.1
某组份2的调整保留值与组份1的调整保 留值之比，称为相对保留值： V R2 t R2 2.1 t R1 V R1 由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关， 而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因 此，它是色谱法中，特别是气相色谱法中，广泛使 用的定性数据．
3. 基线宽度W 即色谱峰两侧拐点上的切线在基线 上的截距，如图18－3中IJ的距离．它与 标准偏差σ的关系是：
W 1.7W1 / 2
W = 4σ
从色谱流出曲线上，可以得到许多重 要信息：
（l）根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含 组 份的最少个数． （2）根据色谱峰的保留值(或位置），可以进行 定性分析． (3) 根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定 量分析． （4）色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色 谱柱分离效能的依据． （5）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流 动相)选择是否合适的依据．

1.常用的固体吸附剂
气固色谱中的固定相一般是活性吸附剂，主要有 气固色谱中的固定相一般是活性吸附剂 ， 强极性的硅胶，弱极性的氧化铝， 强极性的硅胶 ， 弱极性的氧化铝 ， 非极性的活性 炭和特殊作用的分子筛等。 炭和特殊作用的分子筛等。 这些吸附剂较少用于高沸点物质， 这些吸附剂较少用于高沸点物质 ， 而较适宜于气 体样品的分析。 体样品的分析。
气流的稳定： 气流的稳定： 流速的调节和稳定是通过减压阀和仪器中的 流速的调节和稳定是通过减压阀和仪器中的 精密调节阀、稳压阀和针形阀（稳流阀） 精密调节阀、稳压阀和针形阀（稳流阀）串 联使用后达到。 联使用后达到。 一般载气的变化程度<1%。 一般载气的变化程度 。 压力与流量的测量： 压力与流量的测量： 色谱柱前载气压力通常用压力表测量， 色谱柱前载气压力通常用压力表测量，柱出 口压力一般都是常压，故不再测量。 口压力一般都是常压，故不再测量。 流速测量通常用转子流量计，但事前需用皂 流速测量通常用转子流量计，但事前需用皂 膜流量计作转子角度与流速的校正曲线 作转子角度与流速的校正曲线。 膜流量计作转子角度与流速的校正曲线。
气相色谱仪
一、气相色谱的一般流程
二、气相色谱仪的结构
气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、 气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、 进样系统、分离系统、 进样系统、分离系统、控温系统以及检 测和记录系统。 测和记录系统。
1.气路系统 1.气路系统
气相色谱仪具有一个让载气连续运行、 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。 的气路系统。 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气、 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气、 二氧化碳和空气 和空气。 二氧化碳和空气。 如采用氢焰检测器则还有燃气的氢气和助燃气的 空气。 空气。 这些气体一般由高压钢瓶供给， 这些气体一般由高压钢瓶供给，氢气也可由电解 水氢气发生器供给，空气可由压缩机供给。 水氢气发生器供给，空气可由压缩机供给。 不论载气、燃气或助燃气，都需要经过净化、 不论载气、燃气或助燃气，都需要经过净化、稳 压和测定流速。 压和测定流速。

7）对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应。 8）样品受到破坏。
3. 电子捕获检测器(ECD) ECD主要对含有较大电负性原子的化合物响应。它特别适合于环境样品中卤代农药和多氯联苯等微量污染物的分析。
原理及工作过程：从色谱柱流出的载气(N2或Ar)被ECD内腔中的 放射源电离，形成次级离子和电子(此时 电子减速)，在电场作用下，离子和电子发生迁移而形成电流(基流)。
随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含有数百种混合物样品得以分离！
H2,N2或Ar
气路系统
进样 系统
检测系统
分离系统
温控系统
进行气相色谱法分析时，载气（一般用氮气或氢气）由高压钢瓶供给，经减压阀减压后，载气进入净化管干燥净化，然后由稳压阀控制载气的流量和压力，并由流量计显示载气进入柱之前的流量后，以稳定的压力进入气化室、色谱柱、检测器后放空。
根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比。
质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位时间进入检测器的量成正比。
1. 热导检测器(TCD) TCD是一种应用较早的通用型检测器，又称导热析气计。现仍在广泛应用。
五、检测器 气相色谱检测器种类繁多，本节将介绍最为常用的几种检测器：
1. 热导检测器(TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(FID); 3. 电子捕获检测器(ECD); 4. 火焰光度检测器(FPD);
5. 氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(TID); 6. 原子发射检测器(AED) 7. 硫荧光检测器（SCD）
气相色谱过程：待测物样品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。

色谱法
2024/8/5
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异， 与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相 的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各 组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中 流出。
与适当的柱后检测方 法结合，实现混合物中各 组分的分离与检测。
B=2D
—称为弯曲因子，它表示固定相几何形状对自由分子扩散的阻碍情况； D—组分在流动相中的扩散系数。组份为气体或液体时，分别以Dg或Dm表示；
讨论：
q 分子量大的组分，Dg小，即B小 q Dg 随柱温升高而增加，随柱压降低而减小； q 流动相分子量大，Dg 小，即 B 小； q u 增加，组份停留时间短，纵向扩散小；（B/u）
（2） 灵敏度高 可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的热稳定有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
2024/8/5
色谱分离过程（色谱图）
混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应
2024/8/5
三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.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）的保 留时间；
2. 进样装置
进样装置：进样器+气化室；