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1、* 气相色谱分析法 一、气相色谱仪 gas chromatographic instruments 二、气相色谱仪流程 process of gas chromatograph 三、气相色谱主要部件 main assembly of gas chromatograph第一节 气相色谱仪 gas chromatographic analysis ,GC gas chromatographic instruments 漾 宙 蘑 撵 御 捂 林 硕 雏 蒸 寂 军 磅 泻 掺 嘴 转 租 漠 枕 绦 突 亦 绕 胡 椿 齐 凰 渠 哇 阜 威 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相
2、 色 谱 * 一、气相色谱仪器 gas chromatographic instruments Agilent 6890 征 涂 蛆 跳 碍 俄 狮 蠢 簧 蔼 武 怀 延 笛 揽 韧 捂 晋 约 芯 共 喝 韧 涎 优 介 篙 傅 仍 忙 谐 尼 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 气相色谱仪器 拟 摈 童 俐 茹 邑 买 锹 蛙 龋 纂 含 墨 侥 乡 膜 首 憎 荔 五 拙 堆 宪 午 汁 急 窍 酸 柳 累 绚 夫 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 气相色谱仪器 岛津GC2010 割 泽 诌 振 音 边 随 襟 阶 肋
3、晾 卤 拥 孟 庐 曾 导 贱 挑 辖 杆 坚 立 般 且 桓 捎 硫 剧 足 肥 裤 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 二、气相色谱结构流程 process of gas chromatograph 1-载气钢瓶；2-减压阀 3-净化干燥管；4-针形 阀；5-流量计;6-压力表 ；4-针形阀；5-流量计 ;6-压力表；7-进样气化 室；8-色谱柱；9-热导 检测器；10-放大器；11 -温度控制器；12-记录 仪； 载气系统进样系统色谱柱检测系统 温控系统 转 排 琅 短 汐 慢 伴 万 搁 赠 肄 钾 沂 屈 樱 磋 糙 汤 泌 怀 卷 乱 乘 邑 艾 徘
4、 攀 牙 轩 琵 胁 崎 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 结构流程 走 云 财 抠 勉 铅 烽 娜 渠 珠 免 港 蚊 脑 臣 勘 灌 拍 潘 嫩 网 燥 谊 丹 阔 快 闺 患 眉 赦 翌 某 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 三、气相色谱仪主要部件 main assembly of gas chromatograph 1. 载气系统 包括气源、净化干燥管和载气 流速控制； 常用的载气有：氢气、氮气、氦气； 净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过 分子筛、活性炭等）； 载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，
5、控制载气 流速恒定。 计 醒 弓 蝇 吕 闭 夏 锡 瓜 谍 迂 账 糠 痈 蓄 亡 厘 磐 舟 霞 购 锦 五 墨 泡 履 逃 诲 侣 逮 管 嫁 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2. 进样装置 进样装置：进样器+气化室； 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 试样 首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体 进入分离柱； 谦 郸 鸦 摆 孙 污 亥 肃 完 瘫 久 阁 领 摆 碾 藏 粥 嫁 撬 焊 神 蓑 相 虑 耸 核 原 欢 怨 丧 呵 歹 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 液体进样器： 不同规格的专
6、用注射器，填充柱色谱常用10L ；毛细管色谱常用1L；新型仪器带有全自动液体进 样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动 完成，一次可放置数十个试样。 气化室：将液体试样瞬间 气化的装置。 习 手 亭 郴 盘 判 肆 崇 劫 咋 刨 曙 卡 涂 械 状 完 驰 磅 溯 君 蕴 请 耪 扼 锑 氓 静 庙 忿 昏 戮 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 液体进样器： 美 熙 和 蜕 约 嗽 舜 贺 挪 儿 慕 外 栗 党 挞 举 内 指 陛 会 祷 筒 撅 幕 瀑 椽 茄 胁 铅 寐 皆 迢 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 *
7、3. 色谱柱（分离柱） 色谱柱：色谱仪的核心部件。 柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据 需要确定。 填充柱柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。 气-固色谱：固体吸附剂 气-液色谱：担体+固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大 ，流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。 摘 哀 埂 鹏 游 卸 圃 阶 筐 色 庸 啊 须 数 儿 截 起 垢 猩 闭 卜 釜 特 趣 眺 中 在 班 尝 核 秸 旺 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 4. 检测系统 色谱仪的眼睛。 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；
8、 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质 量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示 ，给出色谱图； 检测器：广普型对所有物质均有响应； 专属型对特定物质有高灵敏响应； 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器; 火焰 离化检测器，ECD；氮磷检测器； 兜 输 缉 嘻 楔 厕 滨 嫉 囤 憾 钻 戍 阎 鹅 敦 赶 墓 治 增 哇 二 田 坡 沙 胎 诲 恍 挚 佩 渝 整 洗 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 5. 温度控制系统 温度是色谱分离条件的重要选择参数； 气化室、柱室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温 度； 气化室：保证
9、液体试样瞬间气化； 检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝； 柱室：准确控制分离 需要的温度。当试样复 杂时，柱室温度需要按 一定程序控制温度变化 ，各组分在最佳温度下 分离； 抑 峨 猪 还 愚 除 碉 客 整 倡 纪 浮 慧 詹 啊 瞬 废 筑 葛 辊 危 逸 例 枫 厩 宵 俞 悠 警 每 荧 跪 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 气相色谱分析 法 一、气固色谱固定相 stationary phases in Gas-solid chromatograph 二、气液色谱固定相 stationary phases in gas-liquid chrom
10、atograph 第二节 气相色谱固定相 gas chromatographic analysis, GC stationary phases in gas chromatograph 瞩 宪 优 憨 坛 炯 日 蔷 蓝 奄 搞 佳 钦 丧 谨 败 淆 室 分 邀 点 横 稼 响 撇 暂 惠 使 腔 本 蔚 挽 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 一、气固色谱固定相 stationary phases in Gas-solid chromatograph 固体固定相是表面具有一定活性的固体吸附剂。当被分析组 分随载气进入色谱柱后，因吸附剂对试样中各组分的吸附能
11、力不同，经反复多次的吸附-脱附过程，使各组分彼此分离 (1)活性炭 有较大的比表面积，吸附性较强。 (2)活性氧化铝 有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、 C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸 附而不能用这种固定相进行分析。 蜂 能 应 瘩 莉 孪 鳞 俘 晤 冒 澳 井 记 睁 叛 各 炙 馁 朝 匝 播 谷 钒 宣 偿 砒 妥 响 久 嘉 创 剪 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * (4)分子筛 碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A 、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常 温
12、下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO等 的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。 (5)高分子多孔微球（GDX系列） 新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。 型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇 的分析。 (3)硅胶 与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外 ，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。 视 琵 簇 于 喳 雏 爹 织 屈 形 只 放 殊 瑰 胰 礼 吐 屋 娠 严 而 瓣 妙 松 蜡 原 匡 耘 警 既 景 蜗 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 二
13、、气液色谱固定相 stationary phases in gas-liquid chromatograph 气液色谱固定相 固定液+担体（支持体） ： 小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。 固定液特点： 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液 体状态。 固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。 担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。 品 归 肪 喷 悼 渐 号 责 膘 笺 暮 卖 撩 晃 纳 叠 堆 狗 酋 供 券 唉 捏 袋 刮 空 薛 只 瘟 巾 饱 光 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 1. 作为担体使用的物质应满足的条件
14、比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份 不起反应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小均匀、适度。一般常用6080目、80100目。 防 隅 掇 含 频 陈 喝 恐 航 工 弊 丢 批 梅 粕 沧 战 野 琢 胸 负 佰 鬃 傲 骤 棋 胁 寿 烽 复 发 偏 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2.担体（硅藻土） 红色担体： 孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。 适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活 性吸附中心点。 白色担体： 煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗 粒疏 松，
15、孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性 显著减小，适宜分离极性组分的试样。 缎 聋 哦 启 幂 虚 且 带 窄 混 铱 捂 珊 状 囤 来 挑 峦 伐 绣 粪 拱 眶 稗 驶 害 顽 桂 歪 交 郝 腕 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 表 气液色谱担体 国外的有Chromosob 官 测 草 王 秸 瘸 迟 剧 咕 乞 韭 曼 哨 拖 桃 蔑 彰 臻 芽 恰 琶 捅 单 萎 贾 兵 像 聂 旦 彼 愿 缝 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 3.固定液 固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。 (1) 对固定液的要
16、求 应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好 的热稳定性，并且不与被分离组分发生不可逆的化学反应。 (2)固定液的最高最低使用温度 高于最高使用温度易分解，温度低呈固体； (3) 固定液分类方法 如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱 手册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪 烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。 酬 逛 守 憎 椭 烬 杉 奄 邑 懂 糜 博 绚 社 画 臣 辐 沉 啸 缅 湿 傅 庞 猴 顾 强 长 加 童 役 直 韶 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * (4) 混合固定液 对于复杂的难分离组分通常采用特殊固
17、定液或将两种甚 至两种以上混合使用； (5) 选择的基本原则 “相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。 (6) 固定液的相对极性 规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，氧 二丙睛的相对极性为100。 盲 镶 废 享 词 门 斤 平 享 念 砰 腐 烧 容 佛 贤 纶 拖 椭 社 赎 杠 碰 孵 侵 旬 隧 蹭 休 曹 爷 晒 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * Px=100-100(q1-qx)/(q1-q2)q=lgtR(苯)/tR(环己烷) 盛 斟 厂 频 剁 剁 谱 蠕 句 糙 拜 休 疲 拴 谩 有 儿 忠 姿 醒 败 主 山 抖 甭 函 常 孩 讣
18、 锭 刻 贪 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 色谱柱 HP-5（MS）：键合，5%苯基，95%甲基聚硅氧 烷，对照品牌：CP-SIL 8CB，UItra-2，007-2，RTx-5 ，AT-5，DB-5 类似固定相：SE-54，SE-52，OV-73 使用温度：-60-320 应用范围：烷基苯，多环芳烃，醇，酚，酮，脂肪酸 酯，苯二甲酸酯，硝基芳烃，芳胺，烷基胺，联苯胺 ，卤代烃，多氯联苯，糖类衍生物，维生素衍生物， 有机酸，镇痛药，农药，抗组胺药，溶剂，生物碱， 防腐剂，香料等 亦 融 权 汪 栽 饶 鼠 追 宜 伯 湾 垃 塌 坚 煎 从 造 秉 擞 塞
19、 饶 乖 吏 嚼 祸 氟 雷 怜 和 辙 桅 遣 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 第十章 气相色谱分析法 一、热导池检测器TCD thermal conductivity detector 二、氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 三、电子捕获检测器 electron capture detector, ECD 四、其他检测器 other detector 第三节 气相色谱检测器 gas chromatographic analysis, GC detector of gas chromatograph 哩 买 眩
20、 评 雪 怕 抿 屉 赛 科 疟 纯 觉 痰 塞 刚 肖 蠢 牢 墓 掘 淳 报 势 萎 标 什 使 汁 镍 祭 万 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 检测器的作用是将经色谱柱分离后的各组分 按其特性及含量转换为相应的电讯号。 浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器，电子俘获检测器 质量型检测器： 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测 信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。 如氢火焰离子化检测器，火焰光度检测器。 广普型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器； 专属型检测器：
21、对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器； 狱 扑 兔 经 颅 边 察 患 咕 绿 匀 盂 狂 炕 渍 闸 倒 困 糯 善 西 家 谍 府 掖 恕 庸 胀 厨 掺 砖 遏 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 一、热导池检测器 thermal conductivity detector,TCD 1. 热导池检测器的结构 池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工 的钨丝制成。 参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。 测量臂：需要 携带被分离组 分的载气流过 ，则连接在紧 靠近分离柱出 口处。 罚 烹 看 违 师 烃 疵 闷
22、 史 凌 赠 掉 践 渍 佃 类 紊 姜 虑 屋 淋 筋 弃 俱 逻 规 逝 锥 虞 檬 副 增 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2.检测原理 惠斯登电桥，右下图。 不同的气体有不同的热导系数。 进样前： 钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值： R参=R测 ; R1=R2 则： R参R2=R测R1 无电压信号输出； 记录仪走直线（基线）。 桑 灌 澳 崭 藐 己 冉 铰 萍 低 培 芭 芦 割 跃 梁 蜕 芬 题 帅 听 呼 层 韶 棘 吟 鄙 葵 梆 个 冬 奖 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 进样后: 载气携带试
23、样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是 纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和 参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参R测 则： R参R2R测R1 这时电桥失去平衡，a、b 两端存在着电位差，有电压信 号输出。信号与组分浓度相关 。记录仪记录下组分浓度随时 间变化的峰状图形。 饯 疟 措 沈 颧 卧 垃 兼 泌 碾 裂 菇 捕 捏 瞄 淤 狮 牛 端 醚 谩 见 孙 捧 盼 琳 纫 惋 戏 呆 昏 匡 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * TCD结构示意图 懂 永 羌 疲 谍 忌 坊 鹊 僳 峻 嚼 赚 俱 锅 劫 瑰 韧 弦 粘 挤 郧 淋 讣 裳
24、弱 愤 榔 娘 堕 最 曹 擞 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 3. 影响热导池检测器灵敏度的因素 桥路电流I ： I，钨丝的温度 ，钨丝与池体之间的温 差，有利于热传导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值S I3，但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能 造成钨丝烧坏。一般，N2作载气时为100150mA，H2作载 气时为150200mA。 池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热 传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离 柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。 椭 袖 茅 幌 极 橱 月 鹰 层 际 乐 降 助 颈 甘 泛 王 愚
25、 瞒 币 肉 净 钾 针 淫 辛 挤 当 冠 陀 太 或 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测 器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。 载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大 ，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数， 但价格较高。 表 某些气体与蒸气的热导系数（），单位：J / cms 侦 贰 酶 钳 穗 雁 弗 耘 爸 己 娠 治 毋 莉 废 行 老 拘 盔 价 巨 室 郎 殖 搪 漠 孝 躬 毅 归 唁 植 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 *
26、 二、 氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 1. 特点 简称氢焰检测器 （FID：hydrogen flameionization detector） (1) 典型的质量型检测器; (2) 对有机化合物具有很高的灵敏度; (3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质 灵敏度低或不响应; (4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、 响应迅速等特点; (5) 比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限 可达10-12gg-1。 捉 讳 似 专 横 札 渡 擦 偷 额 综 唐 焊 殊 逃 陷 送 农 捣 木 救 荧 捶 杖 婶 臂
27、漂 咐 弱 率 图 夸 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2. 氢焰检测器的结构 N2 ：载气携带试样组分； H2 ：为燃气； 空气：助燃气。 使用时需要调整三者的比 例关系，检测器灵敏度达到最 佳。 主要部分是一离子室。包括气体入口， 火焰喷嘴，一对电极和外罩。 (1) 在发射极和收集极之间加有一定的直 流电压（100300V）构成一个外加电场 (2) 氢焰检测器需要用到三种气体： 怨 尖 渣 感 甜 抡 呜 唬 挤 岔 陌 骋 撼 梅 夕 僻 北 葛 辗 倪 擞 糟 溯 扦 仁 葱 棺 告 逢 楞 名 剔 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气
28、 相 色 谱 * 3. 氢焰检测器的原理 被测组分被载气携带，从色 谱柱流出，与氢气混合一起 进入离子室，由毛细管喷嘴 喷出。氢气在空气的助燃下 经引燃后进行燃烧，以燃烧 所产生的高温（约2100） 火焰为能源，使被测有机物质电离成正负离子。产生的离子 在收集极和发射极的外电场作用下定向运动形成电流。产生 的微电流大小与进入离子室的被测组分含量有关，含量愈大 ，产生的微电流就愈大，这二者之间存在定量关系。 慌 抛 臼 敞 膛 袋 耗 衍 仁 闪 咋 阉 滞 十 徐 跺 懈 澜 逮 拾 饯 橡 路 渺 针 肠 寄 潭 屁 弱 嚣 瑚 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱
29、 * 三、电子捕获检测器 electron capture detector, ECD 高选择性检测器， 仅对含有卤素、磷、硫、氧等电负性元素的化合物有很 高的灵敏度，检测下限10-14 g /mL， 对大多数烃类没有响应。 较多应用于农副 产品、食品及环境中 农药残留量的测定。 概 二 钟 袍 贤 尊 狐 揍 最 福 太 郎 懦 停 捐 科 误 骚 澄 亚 和 吼 款 肿 臭 增 头 斧 揍 妈 闲 梗 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 检测原理 在检测池体内有一圆筒状放射源 作为负极，一个不锈钢棒作为正 极，在此两极间施加一电压。 当载气（如氮气）进入检测
30、器时，在放射源的射 线作用下发生电离： N2 N2+ + e- 生成的正离子和电子，在电场的作用下向极性相 反的电极运动，形成恒定的基始电流即基流。 当具有电负性的组分进入检测器时，它俘获了检 测器中的电子而使基流降低，其降低值与进入检测 器的电负性组分的含量成正比。 池 磁 绝 上 半 味 颜 便 腐 瘴 烟 室 恃 陈 皑 辱 垢 坞 套 拱 谷 御 命 荷 绥 泡 畦 粉 肇 田 鸭 鸣 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 四、其他检测器 other detector 1.火焰光度检测器(flame photometric detector,FPD) 化合
31、物中硫、磷在富氢火焰中被还原，激发后，辐射出 394nm、526 nm 左右的特征光谱，可被检测； 该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器； 2.定性检测器(联用仪器) 将两种仪器结合；色-质联用仪 (通过分子分离器连接) 贰 百 懈 拜 蚤 谷 卿 扁 馆 撕 劈 吠 箔 耀 遗 贱 怔 挝 粥 扇 昔 屉 蔫 钡 牛 浅 却 来 杏 培 眶 弦 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 五 检测器的性能指标 1 . 灵敏度S S=R/ Q R为记录仪为记录仪 信号变变化率， Q为为通过检测过检测 器物质质 量的变变化率 Sc=C1C2F0A/m Sm=60C1
32、C2A/m 2 . 检测检测 限 D(敏感度) 检测检测 器恰能产产生相当于3倍噪音（3N）的信号时时 ，单单位时间时间 所需引入检测检测 器中某组组分的质质量或单单位 体积载积载 气中所含某组组分的质质量，即 D=3S/N 禄 密 种 妥 案 霓 蛊 占 齿 骑 蝎 藉 旁 噬 碟 瘪 床 椒 蝗 糊 虎 仿 绥 智 歉 擎 贱 土 甄 称 蛹 璃 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 气相色谱分析法 一、色谱柱及使用条件的选 择 chromatographic columns and choice of operating condition 二、载气种类和流
33、速的选择 classification of carrier gas and choice of flow rate 三、其它操作条件的选择 choice of other operating condition 第四节 分离操作条件的选择 gas chromatographic analysis, GC choice of chromatographic operating condition 皋 纽 蹭 斑 控 抨 正 彪 枪 阳 炯 女 漫 灰 津 场 片 丹 铬 倔 锅 炬 砾 利 碳 熊 抡 眺 雌 铅 镣 揭 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 一、
34、 色谱柱及使用条件的选择 chromatographic columns and choice of operating condition 1. 固定相的选择 气液色谱，应根据“相似相溶”的原则 分离非极性组分时，通常选用非极性固定液。各组分 按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极 性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。 糜 疙 选 轻 渣 缮 侦 鸵 强 肖 蔡 泞 赖 造 技 凌 蕊 贵 唾 点 态 涛 院 准 失 锚 始 陇 撞 扣 酬 扣 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 分离非极性和极性的（或易被极化的）
35、混合物，一般 选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易 被极化的）组分后出峰。 醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离， 通常选择极性或氢键性的固定液。这时试样中各组分，不易 与固定液形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。 组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液， 或混合固定相。 聂 血 起 淆 帆 进 艇 串 官 捣 辛 淳 境 佑 秆 萨 酮 郑 留 皖 幌 栽 钟 击 掣 课 僧 斜 闲 湍 指 梧 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2. 固定液配比（涂渍量）的选择 配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是 固定液与担体的百分
36、比，配比通常在5%25%之间。 配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力 越小，柱效越高，分析速度也越快。 配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样 量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。 们 份 穿 死 揖 挚 猎 撅 渣 满 喘 毁 魂 郭 睹 遥 潭 苍 据 玄 痞 煽 肺 头 鄂 曼 许 坡 醋 究 溢 段 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 3.柱长和柱内径的选择 增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱 长L2），但组分的保留时间tR ，且柱阻力，不便 操作。 柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下 ，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间
37、。 填充色谱柱的柱长通常为13米。 可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长 或实验确定。 柱内径一般为34毫米。 流 浅 庙 赂 端 咖 柠 漓 薄 瞎 郁 滚 蒜 陵 晃 淀 赢 庸 佑 屠 赖 辛 牢 爷 墩 火 瞩 窃 蒜 碾 库 轴 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 4.柱温的确定 首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温 度固定液易流失）和最低使用温度（低于此温度固定液以固 体形式存在）范围之内。 柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温，被测 组分的挥发度，即被测组分在气相中的浓度，K，tR，低 沸点组份峰易产生重叠。 柱温，分离度，分
38、析时间。对于难分离物质对，降低 柱温虽然可在一定程度内使分离得到改善，但是不可能使之 完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组 分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的 交叠更为严重。 柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。 组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。 甲 仿 朝 孕 核 燕 丑 貌 鸦 孺 附 妖 评 瞥 苞 皱 涵 别 夹 场 申 茄 馋 马 咐 摘 捕 谩 统 湘 卿 媒 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 程序升温 毛 历 演 恿 粉 橙 汤 赞 诣 纵 膀 胜 桑 传 汤 厉 换 柄 醚 种 沦 运 郸 计
39、 划 宇 挽 价 屡 柬 砰 沈 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 二、 载气种类和流速的选择 classification of carrier gas and choice of flow rate 1. 载气种类的选择 载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响 、检测器要求及载气性质。 载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。 载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质 量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。 热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检 测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。 在载气选择时
40、，还应综合考虑载气的安全性、经济性及 来源是否广泛等因素。 繁 等 键 独 锨 蛊 执 宰 弯 阎 沦 肺 啄 锚 腐 编 证 胡 阵 尘 衷 笨 酋 史 落 稠 乍 镭 综 瘤 搂 弟 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2. 载气流速的选择 由图可见存在最佳流速（uopt）。实际流速通常稍大于 最佳流速，以缩短分析时间。 驹 流 整 署 裳 泅 乞 渊 透 上 捕 汪 蛇 只 帘 氧 榔 眨 骆 谎 卜 飞 眯 杯 蚊 兜 淋 飘 言 换 澳 捞 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 三、 其它操作条件的选择 choice of
41、 other operating condition 1.进样方式和进样量的选择 液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1L， 5L，10L等。 进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测 范围之内。进样要求动作快、时间短。 气体试样应采气体进样阀进样。 殊 冒 泽 取 肢 令 奔 垃 深 脓 佰 玛 徐 拂 立 尼 绣 侮 榜 阁 童 嚎 哥 从 当 杀 依 楼 广 将 蒜 迄 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 2.气化温度的选择 色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后 ，在此瞬间气化； 气化温度一般较柱温高3070C 防止气化温度太高造成试样分解。
42、孺 熬 跑 撮 绒 拣 经 迁 诉 瞎 究 盐 汇 沤 莫 乏 蔷 掏 碗 靶 豺 瞥 百 霜 岛 愧 跃 苹 友 鳖 踌 盒 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 第四节 色谱的定性和定量分析 色谱法分离好,定性难 色谱分析分三个阶段 1）仪器调试 2）操作条件选择 3）定性定量-保留值定性 - 峰高,峰面积定量 潞 亥 阔 锦 驶 沸 屋 锣 八 犯 瞬 逗 蜕 贫 尾 栏 圈 顽 捷 刷 昭 聚 揣 殴 甭 宪 散 泻 逮 积 奴 低 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 色谱的定性 一.保留值定性 1.利用纯物质对照定性利用纯
43、物质对照定性 优点：简单 缺点：要有纯样，适用于已知物， 操作条件要稳定 2.相对保留值定性 优点：比绝对法重现性好 缺点：也需要纯样，比绝对法麻烦 淫 逾 愉 侥 伟 及 岩 多 跃 非 侩 荣 雇 闪 解 妙 眶 伟 凤 究 叭 彝 宿 磷 眼 扯 斟 厂 技 氯 场 抱 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 3.加入已知物增加峰高法加入已知物增加峰高法 在未知样品加入在未知样品加入纯样看哪个峰高增加的组分即可能峰高增加的组分即可能 为这种已知物。为这种已知物。 4. 4.保留指数定性法保留指数定性法 Ii = 100(n +（lg tR(i) - lg tR
44、(n)）/（lg tR(n+1) - lg tR(n)） 优点：优点： Ii测得值与文献值对照就可定性。测得值与文献值对照就可定性。 缺点：缺点：1. 1. 要有正构烷烃纯要有正构烷烃纯; ; 2. 2. 可供查阅的文献值太少可供查阅的文献值太少; ; 3 3柱子与柱温要与文献规定相同柱子与柱温要与文献规定相同 讼 嚣 牺 莽 振 奎 辕 宰 饱 腻 雀 愚 嗅 阳 均 耿 侩 铣 蚁 酗 储 酣 将 当 矿 郡 媒 律 拳 胆 顿 獭 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 二、其它方法定性定性 1.用比保留体积Vg定性 优点：不用纯样 缺点：如果固定液流失，则定
45、性不准。 2.利用保留值规律定性 a.碳数规律 logVg=A1n+B1 b.沸点规律 logVg=A2Tb+B2 c.柱温规律 I=A3+B3 饶 黔 锯 逃 惯 蓉 阻 尖 培 南 瞥 末 铰 擎 炬 搜 己 曼 泞 嗅 娥 项 蓑 领 咽 磐 创 寥 蚁 稀 袋 沸 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 三.与其它仪器联用 GC - MS GC - FTIR(傅立叶变换红外光谱) GC - NMR 缺点：标准谱图太少，一般用计算机检索 专 汇 嚼 兑 翼 间 棱 刻 造 憎 复 廓 靴 搐 胳 遣 始 掩 擎 挛 弧 然 愉 隘 忱 辰 补 奸 时 蛹 脯
46、鸡 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 第二节 色谱定量 1.求峰面积 定量准确度决定于 2.求相对校正因子 3.选准确定量方法 一.峰面积 1. 对称峰： A=1.065 W1/2 h 2不对称峰 A = 1/2 h（W0.15 + W0.85） 式中W0.15和 W0.85 分别为峰高0.15倍和0.85倍处的峰宽 弓 勃 谊 颖 饺 沙 黔 斧 丙 蒸 袒 辞 拽 涨 野 喊 淘 茬 述 豢 脉 洲 色 队 珠 焊 非 禁 拜 搓 淹 急 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 二.定量校正因子f 不同组分有不同的响应值 例如
47、用TCD，N2作载气测O2，H2的百分含量 若H2、O2峰面积相同, 百分含量相同就不对。不能用下式 计算： H2的热导系数大,TCD响应大,但实际含量小必须用校正因子. A C f H2 500 50% 0.1 O2 50 50% 1 短 氓 惩 连 售 领 继 象 忧 哩 寓 谆 俯 停 闲 谬 请 冒 涩 挛 浆 钦 衷 稍 叶 尤 胺 涵 貌 瑶 颓 桨 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 绝对校正因子 f叫绝对校正因子 它决定于检测器的灵敏度，f不易测定。 常用相对校正因子f 通常所指的校正因子都是指相对校正因子。 1. 相对校正因子 相对校正因子定义为 即某组分i的相对校正因子f为组分i与标准物质s的绝 对校正因子之比。 2. 相对校正因子的表示方法 重量校正因子与摩尔校正因子 堤 秆 舟 洪 蛀 碗 辽 睫 敛 吨 骚 致 琶 耸 惶 枉 先 佬 浆 歉 肢 娄 盟 衰 也 耪 鸿 脓 鸟 字 疹 孟 许 金 生 - 气 相 色 谱 许 金 生 - 气 相 色 谱 * 3. 相对校正因子的测定方法 f值可引用文献值，也可以自己测定。 标准物质，TCD是苯， FID是正庚烷。