第9章气相色谱讲述.ppt

第9章 气相色谱法Gas Chromatography;9.1 概述;2、色谱法特点 (1)高选择性：可用在性质极为相似物质（如同位素、同系物、烃类异构体等）的分离与测定。 (2)高效能：可以分析极为复杂的物质，如：石油烃、燃烧产物等 (3)高灵敏度：可检测出10-11～10-13 g 的物质量，因而可对痕量组分进行分析。如：大气污染监测10-9～10-12级的毒物；农副产品、水果、食品、水质中的10-6～10-9 g 的农药残留量。 (4)分析气体和沸点较低的化合物 高沸点、热稳定性差、摩尔质量大的物质，目前主要采用高效液相色谱法进行分离和分析。 ;3、色谱法分类;9.2 气相色谱分离的基本理论;当试样由流动相携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附。 随着流动相的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附， 挥发或脱附下的组分随着流动相向前移动时又再次被固定相溶解或吸附。 随着流动相的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。;2、分配系数K 和分配比 分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之间反复多次地溶解---挥发过程 吸附色谱的分离是基于反复多次地吸附----脱附过程 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。 在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数，用K 表示，即：;一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。;分配比k 它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配 在固定相和流动相中的质量比。即 ;容量因子越大，保留时间越长。 可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系： ;分配系数K与分配比k的关系 ;9.3 气相色谱分析流程和装置;9.4 色谱流出曲线和基本术语;从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息： ; 2、基线--柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录???稳定的基线应该是一条水平直线． 3、峰高--色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示， 4、色谱峰的区域宽度 色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数，它反映了色谱操作条件的动力学因素．度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：;（1）标准偏差σ 0．607倍峰高处色谱峰宽的一半， （2）半峰宽Y1/2 峰高一半处对应的峰宽 与标准偏差σ的关系是： W1/2 = 2.354σ （3）峰底宽度Wb 色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距 与标准偏差的关系是： W = 4σ 5、峰面积A 峰与基线所包围的面积;6、保留值 （1）死时间tM --不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间 （2）死体积 VM ---指色谱柱在填充后，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．当后两项很小而可忽略不计时，死体积可由死时间与流动相体积流速F0（L／min）计算 VM = tM·F0 ;（3）保留时间tR ---试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间，称为保留时间，它相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间 （4）保留体积 VR 指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间t。的关系如下： VR = tR·F0 （5）调整保留时间tR′---某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即tR′ = tR-tM ; ;组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，两 峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即 与色谱过程的热力学性质有关。 两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此 重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是由组分在色 谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程的动力 学性质有关。;9.5 色谱柱效能-塔板理论;该理论假定： （i）在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间迅速达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。 （ii）以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。 （iii）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。 （iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。 ;理论塔板高度（H）即：; ;塔板理论用热力学观点 描述了溶质在色谱柱中的分配平衡 导出了分离过程的流出曲线数学模型 解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位