气相色谱法.doc

气相色谱法一概述色谱法又称色层法、层析法，是一类重要的分离分析方法。色谱法是利用不同物质在固定相与流动相之间分配能力的不同，经过反复的分配，实现组分混合物的分离。色谱分析法的分类1. 按流动相和固定相的物理状态分类: 气固色谱气相色谱气液色谱 液固色谱液相色谱 液液色谱超临界流体色谱2. 按分离所依据的物理化学原理分类： 气固吸附色谱吸附色谱 液固吸附色谱 超临界流体色谱 气液分配色谱分配色谱 液液分配色谱 离子交换色谱 凝胶过滤色谱 尺寸排阻色谱 凝胶渗透色谱3. 按固定相的形状分类： 填充柱色谱柱色谱 毛细管柱色谱薄层色谱纸色谱二气相色谱分析1. A分离效率高，分析速度快 气相色谱法的特点： B样品用量少，检测灵敏度高C选择性好D应用范围广2. 石油工业方面气相色谱法在分析方面应用的领域： 环境监测方面 临床化学方面 药物与药剂方面 农药方面 食品方面 三气相色谱分析流程及分离过程1. 气相色谱仪主要部分：载气系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统。2. 气相色谱分析流程：钢瓶中的气体经减压、净化、计量，到达进样系统， 在进样系统与进样混合，携带试样进入分离系统进行分离，分离后的组分依次流出、由载气带入检测器，检测器将组分的浓度（或质量）转变为电信号，由记录仪记录，得到气相色谱图。2.1载气系统：为气相色谱仪提供稳定的流动相，常用的载气有氮气、氢气和氩气等。2.2进样系统：包括进样器和气化室。2.3分离系统：包括色谱柱（填充色谱柱、毛细管色谱柱）、柱箱。2.4检测系统：包括检测器与微电流放大器，检测器对载气中试样组分的瞬间浓度产生响应的电信号，并经微电流放大器放大，输入记录仪记录。2.5温度控制系统：色谱柱、检测器和气化室都要进行温度控制。2.6记录系统：常用电子电位差计，将检测出来的电信号放大，在专用的色谱纸上扫描出色谱峰。3.气相色谱法术语3.1色谱图：色谱柱流出物通过检测器系统时所产生的响应信号对时间或载气流出体积的曲线图。3.2色谱流出曲线：色谱图中，检测器随时间绘出的响应信号曲线。以响应信号绘制的曲线称色谱峰。3.3基线：在正常操作条件下，仅有载气通过检测器系统时所产生的响应信号曲线。3.4峰高h：色谱峰最高至峰底的垂直距离。从峰底向上至0.5h处的峰高称为半峰高。3.5峰宽Y（基底宽度）：沿色谱峰两侧拐点处所作的切线与峰底相交两点之间的距离。峰高为0.5h处的峰宽称为半峰宽。3.6保留时间tR：组分从进样到出现峰最大值所需的时间。3.7死时间tM：是固定相不吸附或不溶解的组分的保留时间。3.8调整保留时间tR，：组分的保留时间与死时间的差值。表示与固定相发生作用的组分比载气在色谱柱中多滞留的时间，实际上是组分在固定相中所滞留的时间。3.9分配系数：在平衡状态时，组分在固定相与流动相中的浓度比。3.10容量因子：在平衡状态时，组分在固定液与流动相中的质量比。3.11分离度：相邻两组分保留时间之差与两组分峰宽之和一半的比值。R=2（tR2- tR1）（Y1 +Y2）4.气相色谱法的基本理论4.1塔板理论对一定的柱长L，可用理论塔板数n来描述柱的分离效能：n=L/H 理论塔板数愈大，柱效能就愈高。 推导：n=5.54（tRY12）2=16（tRY）2组分保留时间愈长，峰形愈窄，理论塔板数就愈大。4.2速率理论H=A+B/+CA-涡流扩散项 B/-分子扩散项 C-传质阻力项5.改善柱效率的因素有：（1）选择颗粒较小的均匀填料，且填充均匀。（2）在固定液保持适当粘度的前提下，选用较低的柱温操作。 （3）用最低实际浓度的固定液，降低担体表面液层的厚度。（4）选用合适的载气：流速较小时，分子扩散项成为色谱峰扩张的主要因素，宜用相对分子质量大的载气；流速较大时，传质阻力项为控制因素，宜用相对分子质量较小的载气。（5）选用最合适的载气流速。四气相色谱固定相及其选择欲利用两组分完全分开，首先要使两组分的保留时间相差较大，其次是两组分的色谱峰要尽可能的窄。前者主要决定于色谱柱的选择恰当与否，即色谱固定相的选择是否恰当；后者主要取决于色谱操作条件的好坏。1. 气-固色谱固定相：具有较大比表面的多孔物质，如活性炭、氧化铝、分子筛、硅胶等。2. 气-液色谱固定相的构成包括担体（又称载体）和固定液两部分。3. 担体的选择:（1） 固定液用量在5以上的，采用硅藻土型担体。（2） 固定液用量在5以下的，采用表面处理过的担体。（3） 高沸点组分可选用玻璃微球作担体。（4） 对腐蚀性的样品，应选用抗腐蚀的聚四氟乙烯担体（氟担体）。（5） 担体的粒度常选用6080目或80100目，高效柱可选用100120目。4. 固定液的选择：-相似相容（1） 分离非极性物质，选用非极性固定液，沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。（2） 分离极性物质，选用极性固定液，极性小的先流出色谱柱。（3） 分离非极性和极性混合物时，选用极性固定液，非极性组分先出峰，极性组分（或易被极化的组分）后出峰。（4） 分离能形成氢键的试样，选用极性的或易形成氢键的固定液，不易形成氢键的先流出。（5） 复杂的难分离的物质，可选用两种或两种以上的混合固定液。五气相色谱操作条件的选择1. 载气种类和流速的选择：载气流速大时，宜选用相对分子质量小、扩散系数大的气体如氢气、氦气等作载气；当载气流速小时，宜选用相对分子质量大、扩散系数小的气体如氮气、氩气等作载气。2. 柱温的选择：一般选各组分沸点平均温度或更低。对于宽沸程的样品，采用程序升温法。3. 气化温度的选择：通常比柱温高2070.4. 进样时间和进样量：进样速度要快，防止色谱峰拖尾，一般在0.1s之内将试样全部注入气化室，最大进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内，因为进样量太多，分离度不好，峰高、峰面积与进样量不成线性关系；进样量太少，回事含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰。一般液体进样量为0.15L，气体进样量为0.110mL。六气相色谱检测器混合试样经色谱柱分离后，各组分按时间顺序流出，只有将各组分的浓度转变为电信号，及时记录下来，才能进行定性定量分析。这种转换是由色谱检测器来完成的。1分类： 氢火焰离子化检测器(FID) 质量型检测器 火焰光度检测器 浓度型检测器 热导池检测器 （TCD） 电子捕获检测器七气相色谱定性与定量分析定性分析1. 保留值对比定性法2. 已知组分定性法3. 保留指数定性定量分析1. 归一化法-进样量的多少不影响定量的准确性2. 内标法-需要内标物3. 外标法（标准曲线法）-操作和计算简便，不需要知道所有组分的相对校正因子。其准确度主要取决