化工原理教学资料：气相色谱分析实验 讲解用徐ppt课件

1、 气相色谱法的同时具有分别、分析的方法。气相色谱法的同时具有分别、分析的方法。 色谱法概述色谱法概述 色谱法的分别原理就是利用待分别的各种组分在两相中的色谱法的分别原理就是利用待分别的各种组分在两相中的分配的才干即分配系数的不同来进展分别的。分配的才干即分配系数的不同来进展分别的。色谱法的由来：色谱法的由来： 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度分配系数K 或吸附力组分在流动相中的溶解或吸附力组分在固定相中的溶解 色谱流出曲线：色谱流出曲线：色谱峰保管值色谱峰保管值定性根据；定性根据；色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量根据；定量根据；色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度衡量分别效能。衡量分别效能。

2、气相色谱仪气相色谱仪 载气系统载气系统 进样系统进样系统 色谱柱色谱柱 检测系统检测系统 记录系统记录系统1-1-载气钢瓶；载气钢瓶；2-2-减压阀；减压阀； 3- 3-净化枯燥管；净化枯燥管；4-4-针形阀；针形阀； 5- 5-流量计流量计;6-;6-压力表；压力表；7-7-进样器；进样器； 8-8-色谱柱；色谱柱；9-9-检测器；检测器；10-10-记录仪；记录仪；填充柱填充柱 毛细管柱毛细管柱 色谱流出曲线与术语色谱流出曲线与术语基线：基线： 在实验条件下，仅有流动相在实验条件下，仅有流动相 经过检测器时的流出曲线。经过检测器时的流出曲线。 稳定的基线为程度直线。稳定的基线为程度直线。

3、当基线走直后方可进样。当基线走直后方可进样。 峰高：峰高： 用用 h 表示。表示。 峰面积：用峰面积：用 A 表示。表示。定量定量 死时间死时间( tM )： 空气出峰的时间。空气出峰的时间。 保管时间保管时间( tR )： 组分从进样到柱后出现组分从进样到柱后出现 浓度极大值时所需的时间。浓度极大值时所需的时间。 调整保管时间调整保管时间( tR)：扣除死时间后的保管时间。：扣除死时间后的保管时间。 tR= tRtM 保管值保管值 定性定性 相对保管值相对保管值r21： 指在一样的操作条件下，组份指在一样的操作条件下，组份2的调整保管值与组份的调整保管值与组份1的调整保的调整保管值之比。管值

4、之比。/) 1 (/)2(21RRttr 区域宽度区域宽度用于衡量柱效及反映色谱用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学要素。操作条件下的动力学要素。半峰宽半峰宽 W1/2：峰高一半处的峰宽：峰高一半处的峰宽峰底宽峰底宽 W： 色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的间隔。色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的间隔。 气相色谱定性定量方法气相色谱定性定量方法1. 色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法 利用保管值定性利用保管值定性用知纯物质对照定性用知纯物质对照定性要求：纯规范样和未知组分必需在要求：纯规范样和未知组分必需在一样的实验条件下进展。一样的实验条件下进展。 当操作条件一定时，被测组分的质量当操

5、作条件一定时，被测组分的质量mi与检测器的呼应讯号与检测器的呼应讯号峰面积或峰高成正比：峰面积或峰高成正比：2. 色谱定量分析方法色谱定量分析方法iiimfAmi ：待测组分质量：待测组分质量其中其中,fi ：待测组分的定量校正因子：待测组分的定量校正因子Ai ：待测组分的峰面积：待测组分的峰面积(%)100(%)iimwm待测组分的质量分数待测组分的质量分数 wi : m:为样品的称样量为样品的称样量 定量校正因子定量校正因子 由于同一检测器对不同物质的呼应不同，为了使检测器产生的呼应由于同一检测器对不同物质的呼应不同，为了使检测器产生的呼应信号能真实地反映物质的含量，就要对呼应值进展校正，

6、因此引入信号能真实地反映物质的含量，就要对呼应值进展校正，因此引入“定定量校正因子量校正因子 .为什么要用定量校正因子为什么要用定量校正因子f i ?f i 称为绝对校正因子称为绝对校正因子 iiiiiimmfAfA相对校正因子相对校正因子 f i ：即组分的绝对校正因子与规范物质的绝对：即组分的绝对校正因子与规范物质的绝对 校正因子之比。校正因子之比。 iisfff/iissmAmAi 被测组分 s 规范物规范物 iiimfA =1sf通常设内标物组组 分分tRAm / mgf甲 醇正 丙 醇丁 醇表表 定量校正因子测定定量校正因子测定 常用的几种定量分析方法常用的几种定量分析方法 归一化法

7、归一化法12100100iiinmmwmmmm1122100iinnf Af Af Af A待测组分的质量分数待测组分的质量分数 wi : 100iiiif Af A(1) 仅适用于试样中一切组分全出峰的情况；仅适用于试样中一切组分全出峰的情况；(2) 进样量的准确性和操作条件的变动对结果影响不大；进样量的准确性和操作条件的变动对结果影响不大；(3) 峰宽接近时，可用峰高替代峰面积。峰宽接近时，可用峰高替代峰面积。特点及要求：特点及要求： 内标法内标法 方法：准确汲取一定量的试样方法：准确汲取一定量的试样V(ml),参与质量为参与质量为 ms 的内标物，混匀后进样的内标物，混匀后进样,根据得到

8、色谱图上相应的峰面积根据得到色谱图上相应的峰面积Ai 、 As ,求出某组分的含量。求出某组分的含量。i ：被测组分， s ：内标物：内标物iiimf Asssmf AiiissSmf Amf A iiissSf Ammf A(mg/mliimwV）/siisiisSSmf AmAfVf AVA组分的含量组分的含量wi:相除的：表表 各组分含量计算各组分含量计算组组 分分 tRA f wi:（mg / ml） 甲 醇正 丙 醇丁 醇一、塔板实际一、塔板实际 柱分别效能目的柱分别效能目的 色谱柱长色谱柱长 L 色谱柱的实际塔板数色谱柱的实际塔板数 n ： 组分在柱子中经过分配平衡的次数；组分在柱

9、子中经过分配平衡的次数； 塔板高度塔板高度 H ： 组分在柱子中经过一次分配平衡所需求组分在柱子中经过一次分配平衡所需求 的柱长，即塔板间间隔的柱长，即塔板间间隔 。那么三者的关系为：那么三者的关系为： LHn 当色谱柱长度一定时，实际塔板数当色谱柱长度一定时，实际塔板数 n 越大，越大，塔板高度塔板高度 H 越小，柱效能越高，所得色谱峰越窄。越小，柱效能越高，所得色谱峰越窄。 色谱分别柱效能色谱分别柱效能 H = A + B/u + C u 二、速率实际二、速率实际最正确载气流速最正确载气流速气相色谱速率方程：气相色谱速率方程：塔板高度塔板高度H与对应载气流速与对应载气流速u的关系图的关系图

10、u载气流速载气流速实际塔板数与色谱参数之间的关系为：实际塔板数与色谱参数之间的关系为： 221/25.54()16()RRttnWW式中式中tR、W1/2、W 以同一单位表示。以同一单位表示。 LHn 检测系统检测系统 热导池检测器热导池检测器 (TCD) 1原理原理 根据不同的物质具有不同的热导系数进根据不同的物质具有不同的热导系数进展检测；展检测； TCD检测信号值与组分经过检测器的浓检测信号值与组分经过检测器的浓度成正比；度成正比； TCD属于浓度型检测器。属于浓度型检测器。2操作条件的选择操作条件的选择 桥路电流桥路电流 I ： I ，钨丝的温度，钨丝的温度 ， 检测器灵敏度检测器灵敏度。 但桥路电流但桥路电流 I 太大，基线不稳。太大，基线不稳。 池体温度：池体温度： 池体与热丝温差池体与热丝温差，灵敏度，灵敏度 。 载气种类：载气种类： 载气与试样的热导系数相差载气与试样的热导系数相差 ，检测灵敏度，检测灵敏度 。2氢火焰电离检测器氢火焰电离检测器 根据不同的物质在氢火焰中熄灭产生的离子根据不同的物质在氢火焰中熄灭产生的离子 的数量及其微电流的大小不同进展检测；的数量及其微电流的大小不同进展检测； FID检测信号值与单位时间内组分进入检测器检测信号值与单位时间内组分进入检测器 的