chapter 2气相色谱分析.ppt

§2-1 气相色谱法概述 色谱法(chromatography)：以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱法。 色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：（stationary phase） 管内保持固 定、起分离作用的填充物。 流动相：（mobile phase）流经固定相的空 隙和表面的冲洗剂。 按固定相的几何形式分类： 1.柱色谱法， 2.纸色谱法， 3.薄层色谱法 。 按两相所处的状态分类 ： 气相色谱仪通常由五部分组成 Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气 控制阀门和仪表。 Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、记录仪、 色谱工作站。 色谱图（chromatogram）： 试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线， 常用术语： 基线： 在操作条件下，仅有纯流动相进 入检测器时的流出曲线。 峰高与峰面积：色谱峰顶点与峰底之间的 垂直距离称为峰高(peak height)。用h表示。 峰与峰底之间的面积称为峰面积(peak area)，用A表示。 保留值: 1) 保留时间?：从进样至被测组分出现浓度最大值时所需时间tR。 2) 保留体积 ：从进样至被测组分出现最大浓度时流动相通过的体积，VR。 死时间： 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时所需的时间称为死时间(dead time)，tM。 死体积: 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时流动相通过的体积称为死体积(dead volume) ，VM。（F0为柱尾载气体积流量） VM = tM F 0 调整保留值: 　1) 调整保留时间：扣除死时间后的保留时间。 tR?= tR – tM 　2) 调整保留体积：扣除死体积后的保留体积。 VR ? = VR – VM 或 VR ? = tR ? F0 相对保留值（relative retention） 在相同的操作条件下，待测组分与参比组分的调整保留值之比，用ri，s 表示 色谱分析的实验依据： 　１、根据色谱峰的位置（保留时间）可以进行定性分析。 2、根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析。 3、根据色谱峰的展宽程度，可以对某物质在实验条件下的分离特性进行评价。 由此可知：相对保留值应该与柱长、柱径、填充情况、流动相流速等条件无关，而仅与温度、固定相种类有关。 当ri，s =1时两个组分不能分离。 §2-2 气相色谱分析理论基础 一、分配平衡的几个参数： 1、分配系数（distribution coefficient） 在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比值，用K表示。 2、容量因子（capacity factor） 在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的质量比，称为分配比，也称容量因子，用k表示。 cs、cm分别为组分在固定相和流动相的浓度(g/ml)； Vs为色谱柱中固定相的体积， V m为色谱柱中流动相的体积，近似等于死体积 。 3、分配系数和分配比之间的关系 分配系数K 与柱中固定相和流动相的体积无关，而取决于组分及两相的性质，并随柱温、柱压变化而变化。 容量因子k 决定于组分及固定相的热力学性质，随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相及固定相的体积有关(相比) 。 理论上可以推导出： 滞留因子Rs 分配比k 值可直接从色谱图测得。设流动相在柱内的线速度为u，组分在柱内线速度为us，由于固定相对组分有保留作用，所以us＜u．此两速度之比称为滞留因子Rs。 二、色谱分离的基本理论 1、塔板理论（ Martin and Synge 1941） 塔板理论认为，一根柱子可以分为n段，在每段内组分在两相间很快达到平衡，