氣相色譜法演示文稿

氣相色譜法演示文稿目前一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點（優(yōu)選）氣相色譜法目前二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點35.1色譜法概述5.1.1歷史MichaelTswett研究植物色素分離，提出色譜法的概念A(yù)+BA+BBAABtSchromatographychromagraphein希臘語colortowrite目前三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點45.1色譜法概述5.1.1歷史1941Martin和Synge提出液-液色譜理論；1952James和Martin發(fā)展了氣相色譜；1956VanDeemter提出速率理論；AJPMartinandRLMSynge:Nobelprizewinnersin19521967Kirkland等研制高效液相色譜法；1937-1972:12Nobelprizewinnersfromchromatography吸附柱色譜1906GC1950年代GC-MS1950年代末HPLC1960年代毛細管電泳和毛細管電動色譜等一系列新的色譜法1980年代中期目前四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點55.1色譜法概述5.1.2色譜法分類按流動相分氣相色譜（GC）液相色譜（LC）超臨界流體色譜（SFC）按機理分吸附色譜（adsorption）分配色譜（partition）離子交換色譜（ionexchange）排阻色譜（sizeexclusion）正相色譜反相色譜目前五頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點65.1色譜法概述5.1.2色譜法分類按固定相在支持體中的形狀分柱色譜平板色譜紙色譜薄層色譜新型色譜微柱色譜毛細管電動色譜目前六頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點75.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語1色譜流出曲線或色譜圖（chromatogram）指樣品注入色譜柱后，信號隨時間變化的曲線。W1/2目前七頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點85.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語2基線無組分通過色譜柱時，檢測器的噪音隨時間變化的曲線3峰寬峰底寬Wi

峰半寬W1/2

標準偏差Gaussian分布曲線的特征：目前八頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點94保留值 保留時間tR——進樣到出現(xiàn)色譜峰的時間 保留體積VR——進樣到出現(xiàn)色譜峰時消耗 的流動相體積 死時間tM——流動相流過色譜柱的時間 死體積VM——色譜柱的空隙體積5.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語校正保留時間校正保留體積流動相流動線速度目前九頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點105.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語5相對保留值，選擇性系數(shù)6分配系數(shù)和分配比（容量因子）分配系數(shù)K： 一定溫度與壓力下兩相達平衡后， 組分在固定相和流動相濃度的比值分配比（容量因子）k：一定溫度與壓力下兩相達平衡后，組分在固定相和流動相量的比值流速一定！目前十頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點11K與k的關(guān)系：5.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語7容量因子k與保留值的關(guān)系色譜基本保留方程目前十一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點12證明色譜保留方程：當(dāng)組分一半流出色譜柱時5.1色譜法概述5.1.3基本概念和術(shù)語目前十二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點135.1色譜法概述5.1.4分離效能指標1選擇性（相對保留值）selectivityfactor相對保留值由兩組分的熱力學(xué)性質(zhì)（k）決定，與色譜柱的長短粗細（峰寬）無關(guān)。2峰寬度3分離度resolutionR<1.0

兩峰明顯重疊R=1.0

兩峰達97.7%分離R1.5

基線分離目前十三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點14小結(jié)色譜法研究的核心：選擇最適合的色譜體系和條件，在最短的時間達到最佳的分離效果。目前十四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點155.2色譜法理論目的——從理論上得到描述色譜流出曲線的方程，并通過這一方程各參數(shù)來研究影響分離的因素。5.2.1塔板理論假設(shè) （1）色譜柱存在多級塔板;

（2）組分通過時在每級塔板兩相間達到一次平衡;目前十五頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點165.2.1塔板理論目前十六頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點175.2色譜法理論5.2.2速率理論不足：指出了理論板數(shù)n或理論板高度H對色譜柱效率的影響，未指出影響塔板高度的因素，不能從理論上指導(dǎo)如何裝柱，不能指導(dǎo)如何從實驗上提高色譜柱的效率。1塔板理論的特點目前十七頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點182VanDeemter方程1956年VanDeemter提出速率方程，指出了提高柱效率的途徑5.2色譜法理論5.2.2速率理論目前十八頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點195.2.2速率理論塔板理論研究的是平衡態(tài)速率理論從動態(tài)角度出發(fā)，提出改變色譜條件，控制流速，提高分離效率色譜峰變寬是由于某些粒子的移動速度較慢造成的。目前十九頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點20渦流擴散示意圖12分子1擴散路徑長，到達柱出口的時間晚色譜峰變寬5.2.2速率理論目前二十頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點215.2.2速率理論（2）B/u——縱向分子擴散項，longitudinaldiffusion指分子沿色譜柱軸向擴散引起的色譜譜帶展寬式中：——彎曲因子，填充柱 空心柱

——組分在流動相中的擴散系數(shù)

由于組分在液相中的擴散系數(shù)只有氣體中的1/105，因此在液相色譜中B可以忽略。目前二十一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點22（2）B/u——縱向分子擴散項，longitudinaldiffusion

分子沿色譜柱軸向擴散引起的色譜譜帶展寬目前二十二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點235.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)色譜柱填充柱（2-6mm直徑，1-6m長）毛細管柱（直徑,幾十米長）packedcolumncapillarycolumn目前二十三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點243分離系統(tǒng)填充柱和毛細管柱目前二十四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點255.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)（1）固體固定相：固體吸附劑，包括活性碳、硅膠、Al2O3、分子篩等；用于H2、O2、N2、CO、CO2、C1-C4的分離；固定相固體固定相：固體吸附劑液體固定相：由擔(dān)體和固定液組成目前二十五頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點26（2）液體固定相擔(dān)體固定液固定液的選擇原則：相似相容5.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)目前二十六頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點275.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)聚乙二醇目前二十七頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點28（A）非極性組分分離——非極性固定液，組分出峰的順序由蒸汽壓決定，沸點高保留時間長（B）中等極性組分分離——中等極性固定相，沸點與分子間力同時起作用（C）強極性組分分離——強極性固定相，分子間力起作用，按極性大小出峰（D）極性+非極性組分分離——極性固定相5.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)目前二十八頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點295.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)例如：苯和環(huán)己烷的色譜分離 苯 沸點 80.10C

環(huán)己烷 沸點 80.70C采用非極性固定液，出峰順序由蒸汽壓決定，所以分不開；但是苯容易極化 tR(苯）/tR（環(huán)己烷）（1）用弱極性的鄰苯二甲酸二辛酯 1.5（2）用極性的聚乙二醇-400 3.9（3）用，’氧二丙氰 6.3目前二十九頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點305.3.1氣相色譜儀3分離系統(tǒng)固定液極性測量：以丁二烯、正丁烷為分析對象，選,’-氧二丙氰和角沙烷為固定液的色譜柱:求出q(,’-氧二丙氰)、q(角沙烷)、q(x)固定液的相對極性：目前三十頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點31當(dāng)qx=qj

Px=0當(dāng)

qx=q,’ Px=100其它固定液的極性介于0-100之間0——————————100+1 +2 +3 +4 +5非——————————極性固定液極性5.3.1氣相色譜儀目前三十一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點325.3.1氣相色譜儀4控溫系統(tǒng)K是熱力學(xué)常數(shù)，隨溫度變化。溫度越高，K值越小，因此保留時間越短，據(jù)此，可通過柱溫調(diào)節(jié)分離程度。目前三十二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點334控溫系統(tǒng)5.3.1氣相色譜儀恒溫和程序升溫對分離的影響一般，柱溫比平均沸點稍高組分沸點分布寬，用程序升溫目前三十三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點345.3.1氣相色譜儀5檢測器作用：將色譜分離后的各組分的量轉(zhuǎn)變成可測量的電信號指標：靈敏度、線性范圍、響應(yīng)速度、結(jié)構(gòu)、通用性

目前三十四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點35熱導(dǎo)檢測器，TCD(Thermalconductivitydetector)氫火焰離子化檢測器，F(xiàn)ID(Flameionizationdetector)電子捕獲檢測器，ECD(Electroncapturedetector)火焰光度檢測器，F(xiàn)PD(Flamephotometricdetector)原子發(fā)射檢測器，AED(Atomicemissiondetector)GC-MSGC-FTIR……5.3.1氣相色譜儀5檢測器目前三十五頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點365檢測器(1)

熱導(dǎo)檢測器，TCD載氣和樣品氣的導(dǎo)熱系數(shù)不同產(chǎn)生響應(yīng)載氣與樣品氣導(dǎo)熱系數(shù)差別越大越好目前三十六頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點37通用性；靈敏度低TheTCDisnotassensitiveasotherdetectorsbutitisnon-specificandnon-destructive5檢測器TCD的特點目前三十七頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點385檢測器(2)氫火焰離子化檢測器，F(xiàn)ID目前三十八頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點39有機物在火焰中電離形成離子流，根據(jù)離子流的大小進行分析。離子化過程:C6H66CH6CH+3O26

CHO++6e-CHO++6H2O6CO+6H3O+離子數(shù)與進入檢測器的碳原子數(shù)成正比流動相流速對檢測器響應(yīng)影響小(2)氫火焰離子化檢測器，F(xiàn)ID目前三十九頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點40不能檢測惰性氣體、空氣、水、CO、CO2、NO、SO2等靈敏度高，線性范圍寬5檢測器FID的特點目前四十頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點415檢測器FID的特點目前四十一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點42FID的應(yīng)用例目前四十二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點435檢測器(3)電子捕獲檢測器ECD陰極目前四十三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點445檢測器(3)電子捕獲檢測器ECD載氣在-射線源的照射下發(fā)生電離，形成穩(wěn)定的基流。鹵素等電負性大的原子捕獲電子生成穩(wěn)定的負離子，并與載氣正離子結(jié)合，使基流信號下降，根據(jù)信號是否降低和降低程度，可檢測組分。目前四十四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點45線性范圍較窄5檢測器ECD的特點目前四十五頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點46(4)火焰光度檢測器FPD5檢測器2RS SO2SO2+H2S2*

S2+hvS——394nmP——526nm燃燒目前四十六頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點47(5)原子發(fā)射檢測器AED5檢測器Fordifferentelements目前四十七頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點48檢測器靈敏度比較目前四十八頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點49檢測器性能指標濃度型(TCD) :

mVml/mg;Aml/mg質(zhì)量型(FID):mVs/g; As/g靈敏度單位濃度（或質(zhì)量）的物質(zhì)通過檢測器時所產(chǎn)生信號的大小。目前四十九頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點50Linearrange指檢測器信號與樣品濃度（或量）之間成正比關(guān)系的范圍檢測器性能指標檢測限和線性范圍DetectionLimit時該方法可以檢測的最低濃度或量⊿R=3N（3倍噪音）時⊿Q=D目前五十頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點515.3.2氣相色譜分析方法1分析條件的選擇

1)色譜柱,固定液(相似相容原則)2)汽化溫度(高于柱溫5-10C)3)柱溫恒溫：稍高于沸點程序升溫4)載氣流量Vandeemter方程5)進樣量

目前五十一頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點522定性分析（1）保留時間定性（已知物對照法）

在相同色譜條件下，未知物的保留時間與標準物質(zhì)相同時，可以初步認為是同一物質(zhì)。改變色譜條件（分離柱、流動相、柱溫等）在樣品中添加標準物質(zhì)為了提高定性分析的可靠性，可以：如果被測物的保留時間仍然與標準物質(zhì)一致，可認為是同一物質(zhì)。目前五十二頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點53（2）保留指數(shù)（I）定性以正構(gòu)烷烴為參考標準，某一未知組分的保留行為用兩個相鄰的標準物質(zhì)（正構(gòu)烷烴）來標定：正構(gòu)烷烴：I=100N N為碳原子數(shù)其他物質(zhì)保留指數(shù)計算式N，n為參考正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)n=1or2IA與文獻值對照定性。2定性分析目前五十三頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點54（3）與其他儀器聯(lián)用定性將具有定性能力的分析儀器如紅外（IR）、核磁（NMR）、質(zhì)譜（MS）、原子光譜（AAS、AES等儀器）作為色譜儀的檢測器獲得比較準確的定性信息。由于保留值（保留時間、保留指數(shù)等）定性受溫度影響，因此應(yīng)嚴格控制溫度；當(dāng)兩個化合物的保留值相同或相近時，容易出現(xiàn)錯判。2定性分析目前五十四頁\總數(shù)五十九頁\編于十九點553定量分析定量依據(jù)：被測物質(zhì)