气相培训-20130804.ppt

气相色谱分析 气相色谱的理论基础 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。 两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。 分配系数小的组分：在气相中停留时间短，较早流出色谱柱。 分配系数大的组分：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。 （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。 组分在色谱柱内运行的多路径及浓度梯度造成的分子扩散和组分在气、液两相间的质量传递不能瞬间达到平衡，是造成色谱扩张、柱效能下降的主要原因。 速率理论仍然沿用塔板高度这一概念，进一步把色谱的分配过程与分子扩散，组分在固定相和流动相中的传质过程联系起来。 速率理论不仅能解前面提到的一些色谱现象，而且对于如何选择合适的色谱分离条件也有指导意义。 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），对于空心柱r等于1，填充柱的r小于1 。 Dg—组分在气相中的扩散系数（单位为cm2·s-1），Dg与载气分子量的平方根成反比。 对高效快速色谱中Cg的影响是主要的。一般气相色谱中Cl的影响是主要的。 由于传质过程需要一定时间，传质阻力项越大，传质过程进行的越慢，色谱峰扩散也越严重。 （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 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处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 柱温：柱温不能高于固定液的最高温度，否则挥发流失。 柱温选择的原则： 在使最难分离的组分能尽可能好的分离前提下，尽可能采取较低的柱温，但以保留时间适度为宜，否则峰形易脱尾或者变宽。 （1）对于高沸点混合物（300～400℃）：超出固定液最高耐受温度，只能尽量缩短分析时间，以免固定液流失。 3、进样时间和进样量 进样时间在一秒以内。时间过长，试样原始宽度变大，半缝宽必将变宽，甚至峰变形。 进样量：一般液体试样 0.1～5μL 气体样 0.1～10mL 进样量太多，会使几个峰叠在一起，分离不好。 进样量太少，含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰。 最大进样量应控制在峰面积或峰高与进样量的线性范围内 （1）担体 载体应是一种化学惰性、多孔型的固体颗粒，它的作用是提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面上。对担体的要求： ①表面是化学惰性的，表面没有吸附性或很弱，更不能与被测物起化学反应； ②多孔性，即表面积大，使固定液与试样接触面积大； 红色担体——0201红色担体，2011红色担体，C-22保温砖等； 表面孔穴密集，孔径较小，表面积大（比表面积40cm2·g-1），平均孔径1μm。 一般用于分析非极性或弱极性物质。 白色担体——101白色担体 机械强度不如红色担体。表面孔径较大约8～9μm，比表面积1.0cm2·g－1。一般适用于分析极性物质。 对固定液的要求 ①挥发性小 操作温度下有较低蒸气压，以免流失； ②热稳定性好 操作温度下不发生分解； ③对试样各组分有适当的溶解能力。 ④具有高的选择性 对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的溶解能力； ⑤化学稳定性好 不与被测物质起化学反应。 ②分离强极性样品 选用强极性固定液——β