仪器分析_气相色谱法基础选编.ppt

第二章 气相色谱法(1);;气相色谱质谱联用仪 GCMS-QP2010E ;1. 色谱法的产生 色谱法是一种分离技术，它是俄国植物学家茨维特(M.Tswett)1906年创立的。他分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充CaCO3粉末（CaCO3 有吸附能力)，用纯石油醚洗脱（淋洗）。;色素受两种作用力影响: 柱内填充CaCO3 ，其吸附作用使色素在柱中停滞下来；;样品溶液;2. 定义;液相色谱：液体作流动相，传统的液相色谱，由 于流速慢，分析速度很慢。通过加 压， 使其流速加快，1969年HPLC发 展（高压液相色谱），液相色谱被广 泛应用。; 随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物质的分离，因而，“色谱”名称中的“色”失去了原有的意义，但“色谱”这一名称沿用至今。;1. 按??动相和固定相状态分类 气体作流动相 气相色谱（GC） （1）气固色谱：气体作流动相，固体吸附剂作固 定相。 （2）气液色谱：气体作流动相，固定液作固定相。;2. 按固定相的固定方式分类; 3. 按分离原理分类;三、色谱分析法的特点;3. 分析速度快 几分钟、几十分钟可完成一个分析周期，一次分析可以同时多个组分。;四、色谱分离过程与常用术语;进样;（2）色谱分离过程;;2. 色谱图（流出曲线）;;3.色谱图中的基本术语;h;（4）色谱峰区域宽度 色谱峰的区域宽度是组分在色谱柱中谱带扩展的函数，它反应了色谱操作条件的动力学因素，常用表示方法有三种：;σ; B 峰底宽Wb 色谱峰两侧拐点所作切线在基线上的距离。 下图中IJ ;Wb; 色谱峰与基线延长线所包围的面积。 对于对称的色谱峰： 对于非对称的色谱峰： ; ;; ;C 调整保留时间;D 保留体积VR 组分从进样开始到色谱柱后出现最大值时所需流动相体积。 ;E 死体积VM (V0); ; ; 一般两组分的相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，与柱长、柱径、柱填充情况及载气流速等无关。; ;K值越大，与固定相亲合力越大，保留时间长，移动慢；;Vs：固定相体积。 Vm：流动相体积。;3. 保留值与分配比的关系;4. 保留值与分配系数K的关系;5. 色谱基本保留方程式;; ;; 在20世纪50年代，色谱技术发展的初期，由Martin、Synge等人提出。把色谱分离过程比作精馏过程，并把精馏中的半经验理论－塔板理论用于色谱分析法。 ;B 在每一个小段内，组分在流动相和固定相之间可以很 快达到分配平衡，这样达到分配平衡的一小段柱长称 为理论塔板高度H；;（2）塔板理论基本描述 A 理论塔板高度H 组分在柱内两相间达到一次分配平衡所需柱长。 B 理论塔板数 n 组分流经色谱柱时，在两相间进行平衡分配的总次数。 设柱长为L，则： ; 可见，组分保留时间tR越长，色谱峰宽度越小，n值越大，H越小，色谱柱效率越高。;D 有效塔板数 计算;E 有效塔板数 与理论塔板数关系;（3）塔板理论的成功与局限; 所以，用塔板理论来说明色谱柱内各组分的分离过程并不完全合理，因为色谱柱内并没有塔板。当同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度变化时，得到不同的色谱图。测得的 n 和 H 也不同，充分说明塔板理论不足以说明色谱柱的分离过程，根源在于塔板理论把色谱过程看成纯粹的热力学过程，是不合理的。;2. 速率理论; ; 范第姆特方程式提出了影响Ｈ的三项因素：涡流扩散项、分子扩散项、 传质阻力项。 在流动相流速一定时： 当Ａ、Ｂ、Ｃ小时，Ｈ小，n 才高，柱效高。 当Ａ、Ｂ、Ｃ大时，Ｈ大，n 才少，柱效低。;Ⅰ产生原因; Ⅱ涡