浙江大学_研究生气相色谱实验ppt课件

1、气相色谱实验气相色谱实验吴吴 起起浙江大学化学系浙江大学化学系20192019年年6 6月月一、气相色谱法引见l是一种分别方法，它利用被分别的诸物质在互不相溶的两相中分是一种分别方法，它利用被分别的诸物质在互不相溶的两相中分配系数的微小差别进展分别。配系数的微小差别进展分别。l当两相作相对挪动时，使被测物质在两相之间进展反复多次分配，当两相作相对挪动时，使被测物质在两相之间进展反复多次分配，使原来微小的差别累加产生了很大的效果，构成差速迁移，使各使原来微小的差别累加产生了很大的效果，构成差速迁移，使各组分在柱内挪动的同时逐渐分别，以到达分别、分析及测定一些组分在柱内挪动的同时逐渐分别，以到达分

2、别、分析及测定一些物理化学常数的目的。物理化学常数的目的。l柱色谱；纸色谱；液相色谱；气相色谱；离子色谱；毛细管电泳柱色谱；纸色谱；液相色谱；气相色谱；离子色谱；毛细管电泳等等。等等。l气相色谱那么以永久性气体如氮气、氢气、氩气等为流动相气相色谱那么以永久性气体如氮气、氢气、氩气等为流动相又称载气；以色谱柱入口与出口的压力差为动力源。又称载气；以色谱柱入口与出口的压力差为动力源。 1原理样品在色谱柱内分别表示图 一、气相色谱法引见l分子量普通在分子量普通在1000aum以下以下l低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物低沸点、易挥发、热稳定性较好的化合物l样品必需在进柱前变成气态分子样品必需在进柱

3、前变成气态分子 l石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境监测、刑事侦石油化工、有机合成、生理生化、医药卫生、环境监测、刑事侦查、消费在线控制、质量监控，乃至空间探求等许多领域查、消费在线控制、质量监控，乃至空间探求等许多领域l与色谱有关的联用技术的出现，如色谱与色谱有关的联用技术的出现，如色谱-质谱联用，色谱质谱联用，色谱-红外光红外光谱联用等，开辟了复杂混合物分析检测的新天地谱联用等，开辟了复杂混合物分析检测的新天地 2分析的对象 3运用范围岛津GC-2019C二、气相色谱仪器及其构造二、气相色谱仪器及其构造Agilent GC的系统配置HP-GC6890 主机电源开关炉箱门栓后进样口

4、前进样口右侧盖 (电路部分)显示/键盘右上盖 (电路部分)后检测器前检测器进样口流量模块盖下检测器流量模块盖下系列号1进样系统：进样器及气化室进样系统：进样器及气化室2气相色谱色谱柱气相色谱色谱柱 运用：主要用于永久气体和低沸点烃类的分析，在石油化工领域运用很普遍。活性炭，氧化铝，活性炭，氧化铝，硅胶，高分子多孔微球硅胶，高分子多孔微球常见色谱柱常见色谱柱非极性：(1)100%Dimethyl polysiloxane，100%聚二甲基硅氧烷，商品名：AC1，OV-101，OV-1，DB-1，SE-30，HP-1，RTX-1，BP-1 弱极性：(2)5%Phenyl dimethyl poly

5、siloxane, 5%二苯基(95%)二甲基聚硅氧烷，商品名：AC5，SE-52，(3)5% Phenyl 1%vinyl dimethyl polysiloxane，5%二苯基1%乙烯基(94%)二甲基聚硅氧烷，商品名：OV-5，DB-5，SE-54，HP-5，RTX-5，BP-5 中等极性：(4)50%Phenyl dimethyl polysiloxane, 50%二苯基(50%)二甲基聚硅氧烷，商品名：OV-17，HP-50，RTX-50 (5)14%Cyanopropyl phenyl polysiloxane, 14%氰丙基苯基(其中7%氰丙基7%苯基)(86%)二甲基聚硅氧烷，

6、商品名：AC10，OV-1701，DB-1701，RTX-1701(6)50% Cyanopropyl phenyl polysiloxane，50%氰丙基苯基(其中25%氰丙基25%苯基)(50%)二甲基聚硅氧烷，商品名：AC225，OV-225，BP-225，DB-225，HP-225，RTX-225 强极性 (7)polyethylene glycol,聚乙二醇，商品名：AC20，PEG20M，HP-INNOWAX(FFAP是其与2-硝基对苯二甲酸的反响产物)。固定相的极性代表固定相化学构造和适用范围代表固定相化学构造和适用范围HP-1HP-5用途：如多氯联苯，芳烃等。非极性分子代表固定

7、相化学构造和适用范围HP-50HP-INNOWAX用途：用途：极性化合物，酚，极性化合物，酚， 甾体甾体类，药物，氯代杀虫剂类，药物，氯代杀虫剂醇，脂肪酸，芳香化醇，脂肪酸，芳香化合物，精油，溶剂合物，精油，溶剂CCOHHHH3气相色谱检测器气相色谱检测器色谱仪的关键部件之一色谱仪的关键部件之一利用组分与载气的热导系数的差值进展检测的，是浓度型检测器通常载气与样品的导热系数相差越大，灵敏度越高。 由于被测组分的导热系数普通都比较小，故应选用导热系数由于被测组分的导热系数普通都比较小，故应选用导热系数高的载气。常用载气的导热系数大小顺序为高的载气。常用载气的导热系数大小顺序为H2 He N2。因

8、。因此在运用热导池检测器时，为了提高灵敏度，普通选用此在运用热导池检测器时，为了提高灵敏度，普通选用H2为载气。为载气。 当桥电流和钨丝温度一定时，假设降低池体的温度，将使得当桥电流和钨丝温度一定时，假设降低池体的温度，将使得池体与钨丝的温差变大，从而可提高热导池检测器的灵敏度。但池体与钨丝的温差变大，从而可提高热导池检测器的灵敏度。但是，检测器的温度应略高于柱温，以防组分在检测器内冷凝。是，检测器的温度应略高于柱温，以防组分在检测器内冷凝。3气相色谱检测器气相色谱检测器色谱仪的关键部件之一色谱仪的关键部件之一n含含CH-基的物质在氢焰中裂解并基的物质在氢焰中裂解并产生离子，产生离子，FID那

9、么利用这些离子那么利用这些离子在外电场产生的微电流信号而进展在外电场产生的微电流信号而进展检测的。在发射极和搜集极之间检测的。在发射极和搜集极之间加加 有一个有一个100-300V外加电场外加电场n 氢焰检测器需求用到三种气体：氢焰检测器需求用到三种气体： N2 载气；载气；H2 燃气；空气助燃气。燃气；空气助燃气。n 特点：特点：n灵敏度高，灵敏度高，110-10 110-11g，线性范围宽，线性范围宽1107以上；以上；n通用性广；无机气体、水、通用性广；无机气体、水、四氯化碳等物质灵敏度低或不呼应。四氯化碳等物质灵敏度低或不呼应。n破坏样品。破坏样品。 高选择性检测器农残分析高选择性检测

10、器农残分析1电子捕获检测器电子捕获检测器ECD 它只对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氮的它只对具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氮的物质有呼应，且电负性越强，检测器灵敏度越高。检测下物质有呼应，且电负性越强，检测器灵敏度越高。检测下限限10-14 g /mL。它经常用来分析痕量的具有电负性元素。它经常用来分析痕量的具有电负性元素的组分，如食品、农副产品的农药残留量，大气、水中的的组分，如食品、农副产品的农药残留量，大气、水中的痕量污染物等。痕量污染物等。3热离子化检测器热离子化检测器TID 也叫氮磷检测器也叫氮磷检测器NPD，只对含，只对含 P、N的有机化合物选择性呼应。的有机化合

11、物选择性呼应。2火焰光度检测器火焰光度检测器FPD 硫磷检测器。它是一种对含硫、磷的有机化合物具有硫磷检测器。它是一种对含硫、磷的有机化合物具有高选择性和高灵敏度的检测器。根据硫、磷化合物在富氢高选择性和高灵敏度的检测器。根据硫、磷化合物在富氢火焰中熄灭时，生成化学发光物质，并能发射出特征频率火焰中熄灭时，生成化学发光物质，并能发射出特征频率的光，记录特征光谱，即可检测硫、磷化合物。的光，记录特征光谱，即可检测硫、磷化合物。联用技术联用技术 色谱色谱- -质谱质谱GC-MS )GC-MS )；色谱；色谱- -红外联用红外联用GC-GC-FTIR)FTIR)等等三、气相色谱任务条件的选择三、气相

12、色谱任务条件的选择三、气相色谱任务条件的选择三、气相色谱任务条件的选择0.25mm0.32 mm0.53 mm分流进样分流/不分流 替代填充柱替代填充柱G C 或 G C /MS运用柱上进样可用于规范可用于规范TCD较高柱效能接受大体积进样痕量分析痕量分析三、气相色谱任务条件的选择三、气相色谱任务条件的选择三、气相色谱任务条件的选择 (1) 最高运用温度见色谱柱阐明；最高运用温度见色谱柱阐明； (2) 柱温升高：分析速度加快，低沸点组份峰易产生重叠；柱温升高：分析速度加快，低沸点组份峰易产生重叠； (3) 柱温降低：添加分析时间，峰拖尾；柱温降低：添加分析时间，峰拖尾； (4) 使最难分别组分

13、尽能够分别的前提下，尽量用较低柱温。使最难分别组分尽能够分别的前提下，尽量用较低柱温。组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温技术组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温技术恒温暖程序升温分析烃类混合物恒温暖程序升温分析烃类混合物a恒温分析：柱温恒温分析：柱温150b程序升温分析：柱温程序升温分析：柱温50250 升温速率升温速率8/min四、气相色谱定性方法l色谱法定性分析主要根据色谱法定性分析主要根据是保管值，所以需求规范是保管值，所以需求规范样品，知物保管值对各色样品，知物保管值对各色谱峰进展定性；谱峰进展定性；l在一样的色谱固定相和操在一样的色谱固定相和操作条件下，同一种物质应作条件下，同一种

14、物质应具有一样的保管值；具有一样的保管值；l色谱峰必需分别为单独峰色谱峰必需分别为单独峰 ，需求有作为对照用的规范需求有作为对照用的规范物质。物质。1. 用知纯物质对照定性用知纯物质对照定性2. 用阅历规律和文献值进展定性分析用阅历规律和文献值进展定性分析l碳数规律：大量实验证明，在一定温度下，同系物的调整保管碳数规律：大量实验证明，在一定温度下，同系物的调整保管时间的对数与分子中碳原子数成线性关系；时间的对数与分子中碳原子数成线性关系；2沸点规律：同族具有一样碳数碳链的异构体化合物，其调整保沸点规律：同族具有一样碳数碳链的异构体化合物，其调整保管时间的对数和它们的沸点呈线性关系；管时间的对数

15、和它们的沸点呈线性关系；3. 根据相对保管值定性根据相对保管值定性: 要求找一个基准物质要求找一个基准物质, 所选用的基准物的保所选用的基准物的保管值尽量接近待测样品组分的保管值。管值尽量接近待测样品组分的保管值。4. 根据保管指数定性根据保管指数定性: 一种重现性较其他保管数据都好的定性参数，一种重现性较其他保管数据都好的定性参数，可根据所用固定相和柱温直接与文献值对照，而不需规范样品。可根据所用固定相和柱温直接与文献值对照，而不需规范样品。l在一根色谱柱上或一种检定器上无论用保管值或规范物定性都不一定可靠。l用双柱或多柱定性时必需选择不同性能的柱子具有不同极性或氢键作用力，或称为两柱性能正

16、交。l利用GC/MS、GC/FTIR付里叶红外光谱、GC/AA原子吸收等定性。既充分利用色谱的高效分别才干。又利用了质谱、光谱的高鉴别才干，加上运用计算机对数据的快速处置和检索，为未知物的定性分析开辟了一个宽广的前景。五、气相色谱常用定量方法归一化法：简单定量归一化法：简单定量外标法：常用外标法：常用内标法：规范方法中常用内标法：规范方法中常用定量校正因子定量校正因子 试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即： m i = fi Ai 绝对校正因子： f i =m i / Ai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校正因子之比。ississiisiiAAmmAmAmfff/

17、常用的定量计算方法1归一化法： 一切组分能全部流出色谱柱，在检测器上都能产生相应信号 优点：简便准确，当操作条件如进样量、载气流速等变化时对结果的影响较小。适宜于对多组分试样中各组分含量的分析。100100121niiiiiniiAfAfmmmmc)(%2外标法外标法是一切定量分析中最通用的一种方法，即所谓校准曲线法。外标法简便，不需求校正因子，但进样量要求非常准确，操作条件也需严厉控制。它适用于日常控制分析和大量同类样品的分析。%100%100mfAmmCiiii3内标法内标法同一i 样品，同一条件，不同峰面积进样1进样2Ai1 Ai2 i sAi1 / As1 = Ai2 / As2 色谱

18、柱不能使一切的组分都流出来，或只需求定量分析复杂样品中几个组分色谱柱不能使一切的组分都流出来，或只需求定量分析复杂样品中几个组分 抑制归一法和外标法的缺乏，是常用的一种比较准确的定量方法抑制归一法和外标法的缺乏，是常用的一种比较准确的定量方法 配制一系列浓度的标样，其中加有内标样配制一系列浓度的标样，其中加有内标样不同浓度 i 规范样is，进样Cis2 进样Cis1 进样 Ci % Ai/Asis1 is2方法与计算公式方法与计算公式.)()()()().(siiXiiiXAARFCXCXRSIRRFii内标峰面积样品峰面积未知组分的浓度标样浓度标样响应值内标样响应值校正因子特点：特点：无需各组份都被检出、出峰无需各组份都被检出、出峰内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。结果的影响不大。每个试样的分析，都要进展两次称量，不适宜大批量试样的每个试样的分析，都要进展两次称量，不适宜大批量试样的快速分析。快速分析。n 内标物的根本条件内标物的根本条件 样品中不含有内标物质；样品中不含有内标物质； 峰的位置在各待测组分之间或与之相近；峰的位置在各待测组分之间或与之相近；