仪器分析(第四版版)第二章-气相色谱法课件演示教学.ppt

第二章 气相色谱分析(Gas Chromatography);色谱分析示意图:;2．按分离机理分类 ;3．按固定相的形式分类;4.按固定相材料分类 ;;气相色谱法简介;气相色谱仪;;GC工作过程;1.气路系统; 2. 进样系统 (进样器，气化室) 液体样品的进样通常采用微量注射器，气体样品的进样通常采用医用注射器或六通阀。;气化室;3.分离系统:分离样品（色谱柱，控制温度系统）;控制温度系统;Temperature Programming;;4.检测系统和数据处理系统;气相色谱仪可以大致分为以下几大部分： 1.气路系统 2.进样系统 3.分离系统 4.检测系统 5.数据处理系统 ;色谱流出曲线及有关术语 流出曲线和色谱峰 ;基本术语 (1) ;3. 保留时间tR; 某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即 tR′ = tR-tM; ; 从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间tR的关系如下：  VR = tR·F0 ; 某组份的保留体积扣除死体积后，称该组份的调整保留体积，即 VR′= VR- VM; 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示，如图中B′A ;9、区域宽度; ;线速度;色谱曲线之用途; ; 分配色谱的分离是基于样品组分在固定相/流动相之间反复多次地分配过程，即组分在固定相上的溶解--挥发或吸附--解吸过程, 这种分离过程可用样品分子在两相间的分配系数来描述。 分配系数:在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比值 ;分配系数与分离性能;分配比k (容量因子);基本保留方程:; ;精馏塔示意图;把色谱柱比作精馏塔，视作由许许多多小段(塔板)组成,且塔板与塔板之间不连续;塔板之间无分子扩散。 组分在每块塔板的两相间的分配平衡瞬时达到，达到一次分配平衡所需的最小柱长称为理论塔板高度 H。 一个组分在每块塔板上的分配系数相同 流动相以不连续的形式加入，即以一个一个的塔板体积加入，连续的色谱过程视作一个塔板中的两相平衡过程的重复。 塔板数越多，组分在柱内两相间达到分配平衡的次数也越多，柱效越高，分离就越好。 理论塔板数为:; ;塔板理论之推导结论:;理论塔板数(注意单位) ;例：在柱长2m、5%阿皮松柱、柱温100OC、记录纸速为2.0cm/min的实验条件下，测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.20cm。求此色谱柱的理论塔板高度。 ;解：依据： =1.2×103 H=2000/1.2×103=1.7（mm）; 对于一个色谱系统来讲，理论塔板数越多，理论塔板高度越小，色谱峰越窄，表明柱效越高。 因此，理论塔板数可以用来 1、比较色谱仪的性能――用两台不同的色谱仪测定同一个物质，比较塔板数 2、比较色谱柱的性能――用同一台色谱仪;塔板理论之局限性;二 速率理论;A.涡流扩散项(Eddy diffusion) ;涡流扩散与填充物的平均直径dp的大小和填充不规则因子λ有关，与流动相的性质、线速度和组分性质无关。 为了减少涡流扩散，提高柱效，使用细而均匀的颗粒，并且填充均匀是十分必要的。对于空心毛细管，不存在涡流扩散。因此A＝0。 ;B. 纵向扩散（longitudinal diffusion） ;γ为弯曲因子，它反映了固定相颗粒的几何形状对自由分子扩散的阻碍情况,一般小于1 Dg为组分在流动相中扩散系数。 Dg随柱温升高而增加，与柱压成反比; Dg与流动相的相对分子质量M的关系为Dg ?M-1/2，故在GC中，若用氢气作流动相产生的纵向分子扩散要比用氮气时严重。;C. 传质阻力 ;D. 液相传质阻力;Van Deemter方程: ;流动相线速度,分子扩散项和传质阻力项对板高的贡献;2-3 色谱分离条件的选择1.分离度 ;[例] 已知某色谱柱的理论塔板数为3600,组分A和B在该柱上的保留时间为27mm和30mm,求两峰的半峰宽和分离度. ;R值越大，表明相邻两组分分离越好。 R＝1时，分离程度可达97.7％(两个峰高相同) 对于两个峰高相同的对称峰，达到基线分离时，R=1.5，此时，两组分的分离程度达99. 7%,故常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。;不同分离度时色谱峰分离的程度;;;色谱分离操作条件的选择:;［例] 在一根1m长的色谱柱上测得两组分的分离度为0.68,要使它们完全分离,则柱长应为多少？解:根