气相色谱法案例分析.ppt

第二章 气相色谱分析 §2-3 气相色谱法的基本原理 二、气相色谱仪的组成及各部分的作用： 1、载气系统（包括气源、气体净化、气体流速 控制和测 量） 常用的载气，氨气、氮气 2、进样系统 包括进样器和汽化室 微量注射器：0.1，1，5，10，50μL 汽化室可控制温度为20～400℃ 汽化室的作用是将液体或固体样品瞬间气化为蒸气， 并很快被载气带入色谱柱。 4、检测系统： 检测器，控温装置 检测恒温箱中的温度，一般选择与柱温相同或略高于柱温。 5、记录系统： 放大器和记录器，数据处理装置。 三、气相色谱分析的理论基础 1、基本原理 气固色谱、气液色谱 气——固色谱中被分离物随着载气的流动，被测组分在吸附剂表面进行吸附，脱附，再吸附，再脱附……这样反复的过程，使不同物质在色谱柱中的保留时间不同而达到分离的目的。 气——液色谱中被分离物随着载气的流动，被测组分在固定液中进行溶解，挥发，再溶解，再挥发……的过程，使不同物质在色谱柱中的保留时间不同而达到分离的目的。 不同物质的分配系数相同时，它们不能分离。 色谱柱中不同组分能够分离的先决条件是其分配系数不等。 分配系数K小的组分：在气相中的浓度较大，移动速度快，在柱中停留时间短，较早流出色谱柱。 分配系数K大的组分：在气相中的浓度较小，移动速度慢，在柱中停留时间长，较迟流出色谱柱。 两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。 （1）基线（base line） 当色谱柱中没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反应检测器系统噪声随时间变化的线称为基线。 （2）保留值（retention value） 表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值，通常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。任何一种物质都有一定的保留值。 死体积（dead volume）Vm 指色谱柱在填完后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间。色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。当后两项很小忽略不计时， Vm=tmF0 F0——载气体积流速，mL·min-1 相对保留值（relative retention volume）r21 指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。 （3）区域宽度（peak width） i 标准偏差（standardard deviation）σ 即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半（图中EF） ii 半峰宽度（peak width at half-height）Y1/2 峰高一半处的宽度（GH）它与标准偏差的关系为： 3、分配比与保留时间的关系，分配比、分配系数与保留时间具有如下关系： tR=tm(1＋k)→推导过程见下： 若流动相（载气）在柱内的线速度为u，即一定时间里载气在柱中流动的距离（单位cm·s-1），由于固定相的作用（保留），所以组分在柱内的线速度us将小于u，则两速度之比称为滞留因子（retardation factor）Rs. （2）载气进入色谱柱，不是连续的而是脉动式的，每次进入为一个板体积； （3）试样开始时都加在0号塔板上，且试样沿色谱柱方向的扩散（纵向扩散）可略而不计； （4）分配系数在各塔板上是常数。 由塔板理论可导出n与色谱峰半峰宽或峰低宽度的关系： 由于进样在色谱柱内存在浓差而形成浓度梯度。 B＝2rDg r—载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数（弯曲因子） Dg—组分在气相中的扩散系数（单位为cm2·s-1） 当两组分色谱峰分离较差，峰低宽度难于测量时，可用半峰宽度代替峰低宽度：当两组分色谱峰分离较差，峰低宽度难于测量时，可用半峰宽度代替峰低宽度： k值大一些对分离有利，但并非越大越有利。表2-2数据（P18） k10时，k/k+1的改变不大，对R的改变不明显，反而分析时间大为延长。 k值的最佳范围是1k10，可得到大的R值。 在一定分离度下，大的α值可在有效理论塔板数小的色谱柱上实现分离。 当α值为1时，分离所需的有效理论塔板数为无穷大。故分离不能实现。 当α值相当小的情况下，特别是α1时