沈阳药科大学分析化学课件第十九章 气相色谱法.ppt

第十九章 气相色谱法gas chromatography，GC 发展 英国Martin等人于1941年首次提出了用气体作流动相； 1952年第一次用气相色谱法分离测定复杂混合物； 1955年第一台商品气相色谱仪； 近年电子计算机技术。 第一节 气相色谱法的分类和一般流程 一、分类 按固定相的聚集状态: GSC、GLC 按分离原理： GSC属于吸附色谱，GLC属于 分配色谱。 按色谱操作形式：柱色谱（分填充柱色谱 毛细管柱色谱） 二、特点： 高效能：neff可达103—106 高选择性：特别复杂试样 高灵敏度：可以检测10?11~10?13g物质 分析速度快、操作简单：色谱操作及数据处理自动化 应用广泛：气体和易挥发或可衍生化为气体 弱点：受试样蒸气压限制和定性困难。 三、气相色谱法的一般流程 载气系统（carrier gas system） 第二节 气相色谱固定相和流动相 一、气液色谱固定相 对固定液的要求 固定液的分类 化学分类：依据结构分类 烃类：烷烃与芳烃，角鲨烷（异卅烷、C30H62) ，标准非极性固定液。 硅氧烷类：甲基、苯基、氰基、氟硅氧烷等，最通用 聚醇：如聚乙二醇PEG?20M ，氢键型 聚酯：丁二酸二乙二醇聚酯 ( PDEGS或DEGS) 极性分类 用相对极性 P 来表示 相对极性Px分类： β,β -氧二丙腈：P =100 角鲨烷： P =0 其余：Px=0---100 分为5级 0—20 0或1 非和弱极性 角鲨烷、甲基硅 橡胶 21—40 2 中等极性 DNP、OV-17 41—60 3 中等极性 氰基硅橡胶 61—80 4 极性 聚乙二醇 81—100 5 极性 β,β -氧二丙腈 麦氏常数分类法: 以物质m在待测固定液和非极性固定液 (通常是沙鱼烷) 中的保留指数之差值作为该固定液相对极性强弱的度量 保留指数 (I) ： 例 在Apiezon L柱上，柱温100℃，用正庚烷及正辛烷为参考物质对，测得t0=30.0?，正庚烷的tR=204.0?，乙酸正丁酯的tR=340.0?及正辛烷的tR=403.4?。 麦氏常数 苯、丁醇、戊酮-2、硝基丙烷、吡啶五种物质在被测固定液与角鲨烷柱上保留指数的差值,分别以x ’ ，y’，z ’ ，u’，s ’表示. 苯: ΔI=I被测－I角鲨烷= x 代表不同类型的作用力， 这五个ΔI以及它们的平均值，可以作为固定液极性的标度。其值越大，极性越强。 固定液的选择——相似性原则 固定液的选择——主要差别 组分极性差别较大：选用极性固定液。 沸点差别较大：选用非极性固定液。 例：苯与环己烷 (苯80.1℃，环己烷80.7℃) 。苯为弱极性，环己烷为非极性，极性差别是主要矛盾。 非极性固定液很难分开。 中等极性的固定液，如用邻苯二甲酸二壬酯，则苯的保留时间是环己烷的1.5倍。 固定液的选择——麦氏常数 根据作用力 例 正丁基乙基醚中杂质正丙醇的检查。希望正丙醇先出。醚是质子受体，醇是质子给体， z ’值越大，固定液对质子受体（戊酮-2）的作用力越强，y’值越小，固定液对质子给体（丁醇）作用力越弱。 应选择z ’值大于y’值，即具有高z ’ /y’值的固定液。 载体（担体） 要求： 载体的钝化 除去载体表面的Al2O3等酸性作用点。 用于分析胺类等碱性化合物。 二、气固色谱固定相 吸附剂、分子筛、高分子多孔微球及化学键合相等 高分子多孔微球（GDX） --具有吸附、分配及分子筛三种作用 耐高温，最高使用温度为200℃~300℃； 峰形好，一般不拖尾； 无柱流失现象，柱寿命长； 一般按分子量顺序分离的特点 三、流动相（载气） 氢气 氮气 第三节 检测器 将流动相中组分的浓度或量信号转变成电信号。 一、检测器的性能指标 灵敏度（sensitivity） 浓度型检测器Sc ：为1ml载气携带1mg的某组分通过检测器时，产生的电压，V?ml/mg； 质量型检测器Sm：每秒有1g的某组分被载气携带通过检测器，产生的电压或电流值，mV?s/g或A?s/g。 噪音（noise；N）和漂移（drift；d） 检测器的性能指标 检测限（detectability；D） 某组分的峰高恰为噪音的两倍（2N）时，单位时间内载气引入检测器中该组分的质量