分析化验培训

1 联想控股滕州化工基地色 谱 分析培 训2012年 7月 29日2 一、。主要内容二、。一、 理解色谱法的基本理论及分离原理；二、 熟练掌握色谱图及有关名词术语；三、 掌握气相色谱的分析流程与仪器设备组成及各部分作用，掌握常用检测器的工作原理；四、 掌握气相色谱操作条件的选择及仪器的使用，熟悉常见的故障分析。五、 掌握色谱法的定性定量方法。3 第一 节 色 谱 分析法概述 1906年，俄国植物学家茨 维 特在研究植物叶色素的成分 时 首先提出了色 谱 法。茨 维 特将植物叶色素的石油 醚 提取液 倾 入一根碳酸 钙颗 粒作吸附 剂 的 竖 直玻璃管柱中，并不断以纯 石油 醚 淋洗柱子，使冲洗液自由流下。 经过 一段 时间 后 发现 柱内形成 间 隔清晰的不同颜 色的 谱带 （抽提液中叶色素各 组 分分离的结 果）。由于出 现 有 颜 色的 谱带 ， “色 谱 ”因此得名。 现 已失去 颜 色意 义 。 一、色 谱 法的分 类4 1.色 谱 起源胡萝卜素叶黄素叶绿素 A、 B 原理 : 基于物质在不同相之间具有不同的分配系数引起的分离 。色谱分析的实质是 一种物理化学分离方法。加入石油 醚固定相流动相5 2.分离原理 ： 当混合物随流 动 相（石油 醚 ）流 经 色 谱 柱（玻璃管） 时 ，就会与固定相（碳酸 钙 ）发 生作用，由于各 组 分在性 质 或 结 构上的差异，与固定相 发 生作用的大小、 强 弱程度不同，因此在同一推 动 力的作用下，不同 组 分在色 谱 柱中的滞留 时间 不同，从而使混合物中各 组 分按一定 顺 序，先后流出色 谱 柱。6 3.色 谱 分 类 气相色 谱 ：流 动 相 为 气体 液相色 谱 ：流 动 相 为 液体（ 1）按固定相和流动相所处的状态分类：7 流动相 总 称 固定相 色谱名称气 体 气相色谱（ GC） 固体 气 -固色谱（ GSC）液体 气 -液色谱（ GLC）液 体 液相色谱（ LC） 固体 液 -固色谱（ LSC）液体 液 -液色谱（ LLC）8 （ 2）按 组 份在固定相上的分离机理分 类 ： 吸附色 谱 ：不同 组 分在固定相的吸附作用不同； 分配色 谱 ：不同 组 分在固定相上的溶解能力不同； 离子交 换 色 谱 ：不同 组 分在固定相（离子交 换剂）上的 亲 和力不同； 凝胶色 谱 （尺寸排阻色 谱 ）：不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。9 （ 3） 按固定相的性 质 和操作方式分 类10 4 气相色谱流程示意图1.高压气瓶 ； 2.减压阀； 3. 净化器 4. 气流调节阀；5. 转子流量计； 6. 气化室； 7.色谱柱； 8.检测器 11 气相色 谱 法的分析流程12 5 气相色 谱 法的特点（ 1） 分离效率高 能在 较 短的 时间 内 对组 成极 为 相近的混合物同 时进 行分离和 测 定。（ 2） 灵敏度高 可 检测 10-11 10-13 g的物 质 ，适于作痕量分析。（ 3） 分析速度快 一般只需几分 钟 或几十分 钟 便可完成一个分析周期，一次分析可同 时测 定多种 组 分。（ 4） 试样 用量少 气体 样 品 1ml左右，液体 样 品 1ul左右（ 5） 应 用范 围 广 可分析气体、液体和固体物 质 。不适于色 谱 分离或 检测 的物 质 ，可通 过 适当的 预处 理 转 化 为 适于色 谱 分离、分析的物 质 。13 气相色 谱 法的 应 用范 围 及不足 适宜分析 :对 450 以下能气化且不分解的物质 都可以用气相色 谱 法 进 行分析。 应 用广泛：石油化工、食品、 药 品、 农药、 环 境、香料与精油等 领 域。 不足：定性 时 必 须 有已知的 纯 物 质 ；不能检测 高沸点有机物。14 克服不足： 对 未知物的定性分析比 较 困 难 。 发 展高 选择 性的 检测 器， 发 展色 谱 与其它分析方法联 用（如色 谱 -质谱 、色 谱 -红 外光 谱 、色谱 -电 化学等），就可以解决未知物的定性分析 问题 ，并更能 发挥 色 谱 法高分离效能的特点，大大提高分析工作的水平。 不宜分析高沸点的有机物，可用高效液相色谱 来弥 补 。15 二、色 谱 流出曲 线 及相关 术语1.色 谱 流出曲 线 （色 谱图 ） 色 谱 柱流出物通 过检测 器 时 所 产 生的响 应信号（根据所使用 检测 器的种 类 不同，通常是 电 位或 电 流信号） 对时间 或流 动 相流出体 积 的曲 线图 称 为 色 谱 流出曲 线图 或称色 谱图 。 纵 坐 标 表示 电 信号 强 度，横坐 标 表示保留时间 或 载 气体 积 。16 色谱流出曲线 17 2. 色 谱术语 ：u（ 1）基 线 ： 当没有 组 分通 过检测 器 时 ，检测 器的噪音随 时间变 化的曲 线 。 稳 定的基 线应 是一条直 线 。u基 线 噪声 : 各种原因引起的基 线 起伏长 噪声：来自 检测 器本身 组 件不 稳 定或溶剂 不 纯 ，温度、流 动 相的波 动短噪声：来自 仪 器的 电 子系 统 和 泵 的脉冲长 噪音。18 19 基线漂移： 基线随时间定向地缓慢变化。产生原因：电源电压不稳、色谱系统未达到平衡、固定相流失、流动相的变化、温度和流量的波动。20 （ 2）色 谱 峰：色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信色谱柱流出组分通过检测器时产生的响应信号的微分曲线。号的微分曲线。峰高 (h)： 色谱峰最大值至基线的垂直距离 峰面积（峰面积（ A）：色谱峰与峰底间的面积。）：色谱峰与峰底间的面积。 峰底宽度峰底宽度 Wb： 通过色谱峰两侧的拐点作切线通过色谱峰两侧的拐点作切线，切线与基线交点间的距离为峰底宽度。，切线与基线交点间的距离为峰底宽度。 半峰宽半峰宽 W1/2： 峰峰高一半高一半处色谱处色谱峰的宽峰的宽度。度。 拐点：拐点： 0.607倍峰倍峰高处平行线与色谱高处平行线与色谱峰的交点。峰的交点。 21 二甲 醚 分析色 谱图22 正丁 烯 、异丁 烯 分析（ C4性 质 ）23 (3)保留 值 (R)表示试样中各组分在色谱柱内停留时间的数值。保留时间 tR：指待测组分从进样到柱后出现浓度最大值时所需要的时间。调整保留时间 tR/：扣除死时间的保留时间。 死 时间 (tM) :不与固定相作用的物 质 从 进样 到出 现 峰极大 值时 的 时间 ，它与色 谱柱的空隙体 积 成正比。24 (3)保留 值 (R) 死体死体 积积 （ VM）：不被固定相滞留的）：不被固定相滞留的 组组 分，从分，从进样进样 到出峰最大到出峰最大 值值 所需的流所需的流 动动 相的体相的体 积积 。 F为为 流流 动动 相流相流 动线动线 速度（速度（ ml/min） 保留体保留体 积积 （ VR）：）： 组组 分从分从 进样进样 到出峰最大到出峰最大 值值所需的流所需的流 动动 相的体相的体 积积 。 调调 整保留体整保留体 积积 (VR):扣除死体扣除死体 积积 后的保留体后的保留体积积 。 25 (3)保留 值 (R) 相相 对对 保留保留 值值 (ris)：指：指 组组 分分 i和和 标标 准准 组组 分分 s的的 调调整保留整保留 值值 之比。之比。 ris只与温度和固定相的性只与温度和固定相的性 质质 有关，与色有关，与色 谱谱柱柱柱柱 长长 、柱内填充情况及、柱内填充情况及 载载 气流速等其它气流速等其它色色 谱谱 操作条件无关。操作条件无关。ris是气相色是气相色 谱谱 法中最常使用的定性参数。法中最常使用的定性参数。26 在一定温度和 压 力下， 组 分在流 动 相和固定相之间 分配达到平衡 时 ， 组 分在固定相中的平均 浓 度与在流 动 相中的平均 浓 度的比 值 称 为 分配系数。（ 4）分配系数 K可见， K大的组分在流动相中的浓度较小，流出色谱柱需较长的时间， K小的组分则相反。经过多次的反复分配， K不同的各组分就可以彼此分离。27 分配比也称 为 容量因子。 指在一定温度和 压 力下， 组 分在两相达到分配平衡时 ，分配在固定相和流 动 相中的 质 量比 值 。 可 见 ， k大的 组 分分配在流 动 相中的 质 量 较 小，流出色 谱 柱所需的 时间较长 。 k小的 组 分 则 相反。 经过 多次的分配，原来 k差 别 微小的各 组 分就可以分离开来。（ 5）分配比 k28 色谱流出曲线的意义色谱峰数色谱峰数 =样品中单组分的最少个数；样品中单组分的最少个