中職儀器分析技術項目十三 任務四教學課件

1、正版可修改PPT課件(中職）儀器分析技術項目十三 任務四教學課件儀器分析技術項目十三 氣相色譜法測定化學試劑丙酮中水、甲醇、乙醇任務四 選擇色譜分析條件任務引入氣相色譜分析條件主要包括：1.載氣流速的選擇2.柱溫的選擇3.氣化室溫度的選擇4.檢測器溫度的選擇任務四 選擇色譜分析條件任務目標會選擇載氣流速會選擇柱溫會調(diào)整分離度大小能說出固定相類型能說出色譜分析條件選擇方法活動1 實驗條件的初步設置由于儀器的不同及實驗條件的差別，標準中表達的操作條件并不是唯一的，需要根據(jù)實際情況選擇最佳條件，先按標準要求進行初步設置操作條件。檢測器：熱傳導檢測器載氣及流速：氫氣，40mL/min溫度設置：柱溫度：

2、110 氣化室溫度：170 檢測器溫度：150進樣量：3L活動2 試樣的定性分析1.儀器穩(wěn)定后，分別注入 0.2L 丙酮、水、甲醇、乙醇標準樣品，記錄保留時間。2.注入1L未知樣品，記錄保留時間和半峰寬。3.確定未知樣品各個峰所代表的物質(zhì)。知識鏈接定性分析 采用氣相色譜法進行定性分析，就是利用合理的方法確定色譜圖中每個色譜峰各表示何種組分。采用氣相色譜法進行定性分析，就是利用合理的方法確定色譜圖中每個色譜峰各表示何種組分。 在一定的色譜條件下，每一種物質(zhì)都有各自確定的的保留值，并且不受其他組分的影響。利用保留值定性 利用保留值定性是最基本的定性方法，其基本依據(jù)是：兩個相同的物質(zhì)在相同的色譜條件

3、下應該具有相同的保留值。因此，通過比較標準物和未知物的保留值即可確定未知物是何種物質(zhì)。利用已知純物質(zhì)直接對照進行定性時是利用保留時間（tR）直接比較，這時要求載氣的流速，載氣的溫度和柱溫度一定要恒定。載氣流速的微小波動，載氣溫度和柱溫度的微小變化，都會使保留值（tR）改變，從而對定性結果產(chǎn)生影響。這時可以選擇利用相對保留值定性。知識鏈接用相對保留值定性 由于相對保留值是被測組分與加入的參比組分（其保留值應與被測組分相近）的調(diào)整保留值之比，因此，當載氣的流速和溫度發(fā)生微小變化時，被測組分與參比組分的保留值同時發(fā)生變化，而它們的比值相對保留值則不變。也就是說，相對保留值只受柱溫和固定相性質(zhì)的影響，

4、而柱長，固定相的填充情況（即固定相的緊密情況）和載氣的流速均不影響相對保留值（ )。因此在柱溫和固定相一定時，相對保留值（ )為定值，可作為較為可靠的定性參數(shù)。 氣相色譜法除以上定性分析方法外，還有利用與化學反應相結合定性，與紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法等結合的定性分析，已成為先進有力的定性分析手段。活動3 柱溫的選擇 在柱溫分別在 110，120，130，140，150，重復測定未知樣品，記錄測定結果。注意：1.改變柱溫和流速后，待儀器穩(wěn)定后再進樣。2.控制柱溫的升溫速率，切忌過快，以保持色譜柱的穩(wěn)定性。知識鏈接 操作溫度的選擇1.氣化室（進樣口）溫度 氣化溫度越高對分離越有利，一般選

5、擇比柱溫高（3070）。進樣量大的話一般比柱溫高（50100）。氣體樣品本身不需要氣化，但為了防止水分凝結，習慣設置在100以上。 正確選擇液體樣品的氣化溫度十分重要，尤其對高沸點和易分解的樣品，要求在氣化溫度下，樣品能瞬間氣化而不分解。一般儀器的最高氣化溫度為（350420），有的可達450，大部分氣相譜儀應用的氣化溫度在400以下。知識鏈接 2.柱溫 柱溫是影響分離最重要的因素，選擇柱溫主要是考慮試樣沸點和對分離的要求，控制柱溫的注意事項如下：（1）應使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液會流失）和最低使用溫度（低于該溫度固定液以固體形式存在）之間。（2）柱溫升高，分離度會下降

6、，色譜峰變窄變高，柱溫越高組分揮發(fā)度越大，低沸點組分的色譜峰易出現(xiàn)重疊。柱溫越低，分離度越大，但保留值也變大，一定程度上可以改善組分的分離。（3）柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點的溫度。（4）對于組分復雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。知識鏈接 3.檢測器溫度 氣相色譜儀檢測器和氣化室各有獨立的恒溫調(diào)節(jié)裝置，其溫度控制及測量和色譜柱的恒溫箱類似，不同種類的檢測器溫度控制精度要求相差很大。 一般要求檢測器溫度比柱溫高（2050），對于FID檢測器，為了防止水蒸汽將在檢測器中冷凝成水，減小靈敏度，增加噪聲。所以，要求FID檢測器溫度必須在120以上?；顒? 載氣流速的選擇 流速調(diào)整為10，20

7、，30，40，50，60 mL/min，重復測量未知樣品，柱溫恒定在活動3中最佳溫度，記錄測定結果。知識鏈接 載氣流速的選擇 氣相色譜根據(jù)速率理論，載氣流速高時，傳質(zhì)阻力項是影響柱效的主要因素，流速越高，柱效越低。當載氣流速低時，分子擴散項是影響柱效的主要因素，流速越高，柱效越高。由于流速對這兩項完全相反的作用，流速對柱效的總影響產(chǎn)生一個最佳流速值，以塔板高度H對應流速u作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速。最佳流速使板高H最小，柱效能最高。最佳流速一般通過實驗來選擇。使用最佳流速雖然柱效高，但分析速度慢，因此實際工作中，為了加快分析速度，同時又不明顯增加塔板高度的情況下，一般采用比u 最佳稍大

8、的流速進行測定?；顒? 選擇最佳操作條件1.根據(jù)以上的實驗結果，選擇最佳的柱溫和載氣流速。2.實驗結束后，關閉氫氣氣源、空氣壓縮機，關閉加熱系統(tǒng)。待柱溫降至室溫后關閉總電源和載氣，關閉色譜數(shù)據(jù)處理機。知識鏈接 其他操作條件的選擇1.進樣量的選擇 在進行氣相色譜分析時，進樣量要適當。若進樣量過大超過柱容量，將致使色譜峰峰形不對稱程度增加、峰變寬、分離度變小、保留值發(fā)生變化。峰高和峰面積與進樣量不成線性關系，無法定量。若進樣量太小，又會因檢測器靈敏度不夠，不能準確檢出。一般對于內(nèi)徑（34）mm，固定液用量為3%15%的色譜柱，檢測器為TCD時液體進樣量為（0.110）L；檢測器為FID時進樣量一般

9、不大于1L。2.檢測器的選擇 一般以FID居多，對于FID不能檢測的無機氣體及水的分析常選擇TCD。拓展知識固定相的類型 氣相色譜分析中，混合組分分離得好壞，在很大程度上取決于固定相的選擇是否合適。毛細管色譜柱最常用的是聚硅氧烷和聚乙二醇，另外還有一類是小的多孔粒子組成的聚合物或沸石（例如氧化鋁、分子篩等）。1.聚硅氧烷固定相 聚硅氧烷由于其用途廣泛、性能穩(wěn)定，是最常用的固定相。最基本的聚硅氧烷是由100%甲基取代的，相應的柱子牌號有：HP-1、BP-1、DB-1、SE-30等。若有其他取代基取代甲基時，牌號相應成為：HP-5、BP-5、DB-5、SE-54等，表示有5%的甲基被取代。2.聚乙

10、二醇固定相 聚乙二醇是另外一類廣泛應用的固定相。有些被稱之為“WAX”或“FFAP”。聚乙二醇的穩(wěn)定性、使用溫度范圍都比聚硅氧烷要差一些。常見的牌號有：FFAP、HP-Wax、DB-Wax、Carbowax-10、OV-351等。拓展知識3.氣-固固定相 另外一類由小的多孔粒子組成的聚合物或沸石的固定相稱為氣-固固定相。最常用的PLOT柱固定相有苯乙烯衍生物、氧化鋁和分子篩等。相應的柱子牌號有：HP PLOTA12O3、HP PLOTA12O3“KCl”、HP PLOTQ、HP PLOTU等。4.鍵合和交聯(lián)固定相 為了改善柱子的性能，常采用鍵合和交聯(lián)的方式。交聯(lián)是將多個聚合物鏈單體通過共價鍵進

11、行連接，鍵合是將其再通過共價鍵與擔體表面或毛細管管壁表面相連。思考與練習一、選擇題1.在一定的柱溫下, 下列哪個參數(shù)的變化不會使保留值發(fā)生改變（ ）？A改變檢測器性質(zhì) B改變固定液種類 C改變固定液用量 D增加載氣流速2.氣-液色譜柱中，與分離度無關的因素是（ ）。A.增加柱長 B.改用更靈敏的檢測器C.調(diào)節(jié)流速 D.改變固定液的化學性質(zhì)3.啟動氣相色譜儀時，若使用熱導池檢測器，有如下操作步步驟：1-開載氣；2-氣化室升溫；3-檢測室升溫；4-色譜柱升溫；5-開橋電流；6-開記錄儀，下面哪個操作次序是絕對不允許的（ ）。A.234561 B.l23456C.123465 D.1324654.下

12、列因素中，對色譜分離效率最有影響的是( )。 A柱溫 B載氣的種類 C柱壓 D固定液膜厚度5.氣相色譜儀分離效率的好壞主要取決于何種部件（ ）。A.進樣系統(tǒng) B.色譜柱 C.熱導池 D.檢測系統(tǒng)思考與練習6氣相色譜中進樣量過大會導致（ ）。 A有不規(guī)則的基線波動 B出現(xiàn)額外峰CFID熄火 D基線不回零7在一定實驗條件下組分i與另一標準組分s的調(diào)整保留 時間之比稱為（ ）。A死體積 B調(diào)整保留體積 C相對保留值 D保留指數(shù)8兩個色譜峰能完全分離時的R值應為（ ）。A R1.5 B R1.0 C R1.5 D R1.09氣液色譜中選擇固定液的原則是（ ）。A相似相溶 B極性相同 C官能團相同 D活性相同10氣相色譜分析中，氣化室的溫度宜選為（ ）。A試樣中沸點最高組分的沸點 B試樣中沸點最低組分的沸點C試樣中各