仪器分析教学课件_第十六章气相色谱法

1、第十六章第十六章 气相色谱法气相色谱法Chapter 16 Gas Chromatography ( GC) 16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪气相色谱仪的基本结构气相色谱仪的基本结构钢瓶He,N2载气控制数据处理进样口色谱柱色谱柱检测器温度控制区气相色谱主机气相色谱主机16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪作用：作用：常用载气：常用载气：要求：要求：16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪二、载气系统二、载气系统推动组分在柱中运行的动力推动组分在柱中运行的动力; ;氢气、氮气、氦气、氩气。氢气、氮气、氦气、氩气。净化纯度达净化纯度达99.999%99.999%（毛细管柱）（毛细管柱）

2、, ,流量控制。流量控制。参数设置：参数设置：1.1.载气选择载气选择2.2.载气流速载气流速：16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪塔板高度最小时对应最佳流速。塔板高度最小时对应最佳流速。一般实验测定。一般实验测定。载气流速较小时选择氮气，载气流速较小时选择氮气，载气流速较大时选择氢气或氦气，载气流速较大时选择氢气或氦气，同时考虑对检测器的适应性。同时考虑对检测器的适应性。作用：作用：要求：要求：16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪三、进样系统三、进样系统将样品瞬间气化为蒸汽并引入色将样品瞬间气化为蒸汽并引入色谱柱谱柱; ;进样量（毛细管柱一般允许进样量进样量（毛细管柱一般允许进样量为

3、为1010-3-3 1010-2-2uL),uL),进样时间小于进样时间小于1s1s。参数设置：参数设置： 1.1.进样口温度进样口温度 2.2.进样量进样量16-1 16-1 气相色谱仪气相色谱仪三、进样系统三、进样系统1.1.色谱柱分类：色谱柱分类：（如活性炭（如活性炭, ,氧化铝氧化铝, ,分子筛分子筛, , 硅胶等，主硅胶等，主要用于气体和一些低沸点物质的分析）要用于气体和一些低沸点物质的分析） 填充色谱柱填充色谱柱毛细管色谱柱毛细管色谱柱（由载体和固定液组成）（由载体和固定液组成）四、分离系统四、分离系统2.2.固定液要求固定液要求对试样各组分有适当的溶解能力对试样各组分有适当的溶解

4、能力, ,选择选择 性好性好; ;挥发性小，热稳定性好挥发性小，热稳定性好; ;化学稳定性好。化学稳定性好。四、分离系统四、分离系统烃类烃类硅氧烷类硅氧烷类 醇类醇类和醚类和醚类 酯类和聚酯酯类和聚酯腈和腈醚等腈和腈醚等3 3、固定液的分类、固定液的分类弱极性弱极性弱极性到强极性弱极性到强极性强极性强极性中强极性中强极性强极性强极性甲基甲基聚聚硅氧烷类固定相结构硅氧烷类固定相结构SiO SiO SiOSiRRRRCH3CH3H3CCH3CH3CH3nCH3CH2CH2CH2CNCH2CH2CF3R =methyl( (甲甲基基) )cyanopropyl( (腈腈丙丙基基) )trifluor

5、opropylphenyl ( (苯苯基基) )( (三三氟氟丙丙基基) )四、分离系统四、分离系统 按化学结构分类按化学结构分类 硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固定液定液，使用温度范围宽，使用温度范围宽(50(50350)350)，硅氧，硅氧烷类经不同的基团修饰可得到不同极性的固烷类经不同的基团修饰可得到不同极性的固定相。定相。3 3、固定液的分类、固定液的分类四、分离系统四、分离系统聚乙二醇类固定相结构聚乙二醇类固定相结构HO CH2CH2O Hn温度稳定性比聚硅氧烷类差；温度稳定性比聚硅氧烷类差；最高使用温度低于聚硅氧烷类固定液。最高使用温度低于聚硅氧

6、烷类固定液。四、分离系统四、分离系统固定相组成固定相组成J&WSGE 极性极性100% 甲基硅氧烷甲基硅氧烷DB-1BP-1 非极性非极性5% 苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷DB-5BP-5 弱极性弱极性 聚乙二醇聚乙二醇DB-WaxBP-20 强极性强极性50% 苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷DB-17BP-17 中极性中极性 常用固定相常用固定相 非极性试样选用非极性固定液，组分沸点低非极性试样选用非极性固定液，组分沸点低的先流出；的先流出；极性试样选用极性固定液，极性小的先流出极性试样选用极性固定液，极性小的先流出非极性和极性混合物试样一般选用极性固定非极性和极性混合物试样一般选用极

7、性固定液，非极性组分先出；液，非极性组分先出；能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键型的固定液，不易形成氢键的先流出。型的固定液，不易形成氢键的先流出。4 4、固定液的选择、固定液的选择相似相溶原则相似相溶原则举例一举例一 分离正已烷和正庚烷分离正已烷和正庚烷 正已烷（正已烷（B.P 68B.P 68），）， 正庚烷（正庚烷（B.P 99B.P 99）。）。0 1 2 3 4 min正已烷正已烷 正庚烷正庚烷4 4、固定液的选择、固定液的选择 举例二举例二 分离正已烷和已醇分离正已烷和已醇0 1 2 3 4 min正已烷正已烷 已已醇醇4 4、固定液的选择

8、、固定液的选择举例三举例三 分离环已烷和苯，用何种柱子？分离环已烷和苯，用何种柱子？ 环已烷（环已烷（B.P 80.1B.P 80.1） 苯（苯（B.P 80.8B.P 80.8）0 1 2 3 4 min环已烷环已烷 苯苯4 4、固定液的选择、固定液的选择举例四举例四 分离甲醇和乙醇，用何种柱子？分离甲醇和乙醇，用何种柱子？ 0 1 2 3 4 min乙醇乙醇 甲醇甲醇4 4、固定液的选择、固定液的选择色谱柱厂家、型号色谱柱厂家、型号柱长、柱径，柱长、柱径，色谱柱类型色谱柱类型色谱柱温度：色谱柱温度：对分离度影响最大对分离度影响最大 5 5、参数设置、参数设置四、分离系统四、分离系统程序升温

9、：在一个分析周期内柱温程序升温：在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温做线性或非线性随时间由低温向高温做线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。离的目的。适用于沸点范围很宽的混合物。适用于沸点范围很宽的混合物。注意：注意：柱温不能高于色谱柱的最高柱温不能高于色谱柱的最高使用温度。使用温度。 5 5、参数设置、参数设置 五、气相色谱检测器五、气相色谱检测器 1.1.利用已知标准物质对照定性利用已知标准物质对照定性16-5 16-5 气相色谱法定性和定量分析气相色谱法定性和定量分析)( )( rr,stitsiABCDCABD16-5 16-5 气相色

10、谱法定性和定量分析气相色谱法定性和定量分析双柱比较法双柱比较法 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 标准标准 样品样品 DB-1 DB-1 柱柱1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 标准标准样品样品 DB-17 DB-17 柱柱 丁酮分析图谱丁酮分析图谱 碳数规律碳数规律： 2.2.用经验规律和文献值进行定性分析用经验规律和文献值进行定性分析 lg tR= A1n + C1沸点规律沸点规律： lg tR=A2T2+C2保留指数保留指数： ( (最有价值的文献定性数据最有价值的文献定性数据) )mi = fAi Ai mi = fhi hi2.2

11、.常用的定量方法常用的定量方法外标法外标法归一化法归一化法内标法内标法外标法外标法对进样量的准确性控制对进样量的准确性控制要求较高要求较高, ,操作条件变化对结果准操作条件变化对结果准确性影响较大确性影响较大, ,操作简单，适用于大批操作简单，适用于大批量试样的快速分析。量试样的快速分析。归一化法归一化法 仅适用于试样中所有组分全出峰的情况；仅适用于试样中所有组分全出峰的情况；操作条件的变动对测定结果影响不大；操作条件的变动对测定结果影响不大；归一化法简便、准确。归一化法简便、准确。 内标法（内标标准曲线法）内标法（内标标准曲线法） 内标法（内标标准曲线法）内标法（内标标准曲线法） 内标法（内标标准曲线法）内标法（内标标准曲线法） 内标法（内标标准曲线法）内标法（内标标准曲线法） 进样量进样量, ,操作条件的变化对结果没有操作条件的变化对结果没有影响影响, ,因此定量结果比较准确。因此定量结果比较准确。 该法适宜于低含量组分的分析，且不该法适宜于低含量组分的分析，且不受归一法使用上的局限。受归一法使用上的局限。内标法的优点：内标法的优点：气相色谱法小结气相色谱法小结2.2.哪类固定液在气相色谱法中最为常用哪类固定液在气相色谱法中最为常用? ?3.3.气相色谱