第2章气相色谱.pptx

第2 章 气相色谱分析Gas Chromatography; 1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 采用填充有固体CaCO3 细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素)加于柱顶端，然后以石油醚淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱。 静止不动的一相（固体或液体）称为固定相 运动的一相（气体、液体或超临界流体）称为流动相 装有固定相的柱子称为色谱柱 叶绿素分离.swf;2.1.1色谱分类方法： 按固定相外形分： 柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱(薄层色谱和纸色谱)。 2. 按组份在固定相上的分离机理分： 吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。;3. 按两相???态分 ;*概念：迎头色谱、顶替色谱和洗脱色谱;2.1.2 线性洗脱色谱及相关术语色谱分离.swf;色谱流出曲线.swf 一、基线：在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基线，S/N 二、峰高：色谱峰顶点与基线的距离。 三、保留值(Retention value） ;a.死时间(Dead time, tM)：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相近。据tM可求出流动相平均线流速 b.保留时间tR：试样从进样到出现一个峰极大值时的时间。它包括组分随流动相通过柱子的时间和组分在固定相中滞留的时间。 ;c.调整保留时间tR’：某组分的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组分在固定相中的滞留时间。即 tR′= tR ? tm d.保留体积VR：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。 ;e.死体积VM ; f.调整保留体积； g.相对保留值g2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。 γ2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC 中广泛用于定性的依据！ 选一对最难分离的物质，此时以a表示分离因子： ;h.分配系数(K)： 描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数。 K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。 i. 分配比(k)： 在一定温度和压力下，组分在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比(或摩尔数比），称为分配比,又称保留因子。;VM 流动相体积，Vs为固定相体积;;K 与k 的关系： b称为相比，它也是反映色谱柱柱型特点的参数。对填充柱， b=0.02-0.5；对毛细管柱， b=0.002-0.02。 选择因子α与k,K之间的关系： ;a和k是计算色谱柱分离效能的重要参数： K 或k 反映的是某一组分在两相间的分配；而a是反映两组分间的分离情况 当两组分K 或k相同时，a=1 时，两组分不能分开； 当两组分K 或k 相差越大时，a越大，分离得越好。 即两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件。 ;四、区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。通常有三种表示方法： 标准偏差σ：0.607 倍峰宽处的一半。 半峰宽Y1/2：峰高一半处的峰宽。Y1/2=2.354σ 峰底宽Y：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离(Y= 4σ) 若标准偏差以时间为单位， 用t 表示， s和t 的关系: ; (1) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所合组份的最少个数． (2) 根据色谱峰的保留值可以进行定性分析． (3) 根据色谱峰下的面积或峰高可以进行定量分析． (4) 色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据． (5) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流动相)选择是否合适的依据;一、塔板理论 1952年，Martin等人提出塔板理论：将一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱中的分配行为。 是一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。;塔板理论假定： 1）塔板之间不连续； 2）塔板之间无分子扩散； 3）组分在各塔板内两相间的分配瞬间达至平衡，达一次平衡所需柱长为理论塔板高度H； 4）某组分在所有塔板上的分配系数K 相同； 5）流动相以不连续方式加入，即以一个一个的塔板体积加入。;分离过程;;色谱流出曲线的数学描述当塔板数n 较少时，组分在柱内达分配平