第十一章 气相色谱法优秀PPT.ppt

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1、第十一章气相色谱法第一页，本课件共有64页 气相色谱法（气相色谱法（GCGC）是英国生物化学家是英国生物化学家 Martin A T PMartin A T P等人在研究液液分配色谱的基础等人在研究液液分配色谱的基础上，于上，于19521952年创立的一种极有效的分离方法，它年创立的一种极有效的分离方法，它可分析和分离复杂的多组分混合物。目前由于使可分析和分离复杂的多组分混合物。目前由于使用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处用了高效能的色谱柱，高灵敏度的检测器及微处理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、灵理机，使得气相色谱法成为一种分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法敏度高、应用

2、范围广的分析方法第二页，本课件共有64页 气固色谱气固色谱（GSC）：n多孔性固体为固定相，多孔性固体为固定相，n分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物。气液色谱气液色谱（GLC）n固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上。固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上。n由于可供选择的固定液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。由于可供选择的固定液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。第三页，本课件共有64页第 一 节 气相色谱仪第四页，本课件共有64页一一 结构流程结构流程第五页，本课件共有64页气路系统气路系统进样系统进样系统分离系统分离系统检

3、测和检测和记录系统记录系统温控系统温控系统一一 结构流程结构流程GC工作过程工作过程第六页，本课件共有64页（一）气路系统（一）气路系统1、气相色谱对载气的基本要求：、气相色谱对载气的基本要求：（1）纯净）纯净通过装有活性炭、硅胶或分子筛等的净化器，除去载气通过装有活性炭、硅胶或分子筛等的净化器，除去载气中的烃类物质、水分、氧等有害杂质。中的烃类物质、水分、氧等有害杂质。（2）稳定）稳定采用稳压阀和针形阀调节气体的压力和流量。采用稳压阀和针形阀调节气体的压力和流量。（3）常用的载气）常用的载气氮气氮气 氢气氢气 氦气氦气 氩气氩气第七页，本课件共有64页2 2、气路结构、气路结构单柱单气路单柱

4、单气路：适用于恒温分析。：适用于恒温分析。双柱双气路双柱双气路：可以补偿气流不稳定及固定液流失对检测器：可以补偿气流不稳定及固定液流失对检测器的干扰，特别适合于的干扰，特别适合于程序升温程序升温。程序升温程序升温：指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作：指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离的目的。目的。第八页，本课件共有64页第九页，本课件共有64页（二）进样系统（二）进样系统包括包括进样装置进样装置和和气化室气化室。1 1、进样器：微量注射器（液体），六通阀（气体）、进样器：微量注射器（液

5、体），六通阀（气体）2 2、气化室：液体样品引入后需要瞬间气化而不分解、气化室：液体样品引入后需要瞬间气化而不分解 温度比柱温高出温度比柱温高出10105050 对对气化室的要求气化室的要求是是：（1 1）体积小；（）体积小；（2 2）热容量大；）热容量大；（3 3）对样品无催化作用）对样品无催化作用第十页，本课件共有64页载气入口接色谱柱散热片加热块气化室示意图气化室示意图第十一页，本课件共有64页取样位置取样位置 试样导入色谱柱试样导入色谱柱旋转式六通阀进样器旋转式六通阀进样器第十二页，本课件共有64页（三）分离系统三）分离系统(色谱柱色谱柱)分离系统即色谱柱，是分离系统即色谱柱，是分离系

6、统即色谱柱，是分离系统即色谱柱，是色谱仪的心脏色谱仪的心脏色谱仪的心脏色谱仪的心脏。主要有两类：填充柱和毛细管柱。主要有两类：填充柱和毛细管柱。主要有两类：填充柱和毛细管柱。主要有两类：填充柱和毛细管柱。1 1 1 1）填填填填充充充充柱柱柱柱 填填填填充充充充柱柱柱柱由由由由不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢或或或或玻玻玻玻璃璃璃璃材材材材料料料料制制制制成成成成，内内内内装装装装固固固固定定定定相相相相，一一一一般般般般内内内内径径径径为为为为2 24 4 mmmm，长长长长1 11010mm。填填填填充充充充柱柱柱柱的的的的形形形形状状状状有有有有U U型型型型和和和和螺旋型二种。螺旋形直径与柱内

7、径比一般为螺旋型二种。螺旋形直径与柱内径比一般为螺旋型二种。螺旋形直径与柱内径比一般为螺旋型二种。螺旋形直径与柱内径比一般为15:125:115:125:1第十三页，本课件共有64页2 2）毛毛毛毛细细细细管管管管柱柱柱柱 毛毛毛毛细细细细管管管管柱柱柱柱又又又又叫叫叫叫空空空空心心心心柱柱柱柱，可可可可以以以以是是是是不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢、玻玻玻玻璃璃璃璃或或或或石石石石英英英英。内内内内径径径径0.0.l l0.5 0.5 mmmm，柱柱柱柱长长长长30 30 300300mm。毛毛毛毛细细细细管管管管色色色色谱谱谱谱柱柱柱柱渗渗渗渗透透透透性性性性好好好好，分分分分离离离离效效效效率

8、率率率高高高高（理理理理论论论论塔塔塔塔板板板板数数数数可可可可达达达达10106 6）、分分分分析析析析速速速速度度度度块块块块。但但但但柱柱柱柱容容容容量量量量低低低低，进进进进样样样样量小、要求检测器的灵敏度高，并且制备较难。量小、要求检测器的灵敏度高，并且制备较难。量小、要求检测器的灵敏度高，并且制备较难。量小、要求检测器的灵敏度高，并且制备较难。第十四页，本课件共有64页（四）控制温度系统（四）控制温度系统在气相色谱测定中，温度是重要的指标，它直接影响色在气相色谱测定中，温度是重要的指标，它直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制

9、温度主要指对控制温度主要指对色谱柱炉色谱柱炉，气化室气化室，检测器检测器三处三处的温的温度控制。色谱柱的温度控制方式度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温有恒温和程序升温二种。二种。对于对于沸点范围很宽的混合物沸点范围很宽的混合物，往往采用，往往采用程序升温程序升温法进行分法进行分析。析。第十五页，本课件共有64页控温系统作用控温系统作用恒温恒温程序升温程序升温提高温度程序升温 k k是热力学常数，随温度变化，温度越高，是热力学常数，随温度变化，温度越高，K K值越小，因此保留值越小，因此保留时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。时间越短，据此，可通过柱温调节分离程度。第十六页，本课件

10、共有64页恒温和程序升温分析烃类化合物恒温和程序升温分析烃类化合物第十七页，本课件共有64页（五）检测系统（五）检测系统 作用：作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电 信号，然后记录下来。信号，然后记录下来。要求：要求：灵敏度高；噪音低；线性范围宽；死体积小；灵敏度高；噪音低；线性范围宽；死体积小；响应速度快；结构简单；通用性强响应速度快；结构简单；通用性强。常用检测器：常用检测器：热导池检测器；氢火焰离子化检测器；热导池检测器；氢火焰离子化检测器；电子捕获检测器；火焰光度检测器等。电子捕获检测器；火焰光度检测器等。第十八页，本课件共有64页1

11、检测器的分类检测器的分类 （l）浓浓度度型型检检测测器器 测测量量的的是是载载气气中中某某组组分分浓浓度度瞬瞬间间的的变变化化，即即检检测测器器的的响响应应值值和和组组分分的的浓浓度度成成正正比比。如如热热导导检检测测器器和和电电子捕获检测器。子捕获检测器。（2）质质量量型型检检测测器器 测测量量的的是是载载气气中中某某组组分分进进入入检检测测器器的的速速度度变变化化，即即检检测测器器的的响响应应值值和和单单位位时时间间内内进进入入检检测测器器某某组组分分的的量量成正比。如成正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。第十九页，本课件共有64页 （1）灵敏度

12、灵敏度 单位浓度（或质量）的组分通过检测器时所产生信号的大小称单位浓度（或质量）的组分通过检测器时所产生信号的大小称为检测器对该组分的灵敏度为检测器对该组分的灵敏度。2.检测器的性能指标检测器的性能指标浓度型检测器灵敏度浓度型检测器灵敏度：1ml载气中含有载气中含有1mg(ml)试样时，检测器给试样时，检测器给出的出的mV数，单位为数，单位为A：峰面积，峰面积，cm2F0：载气体积流速，载气体积流速，ml min-1C1：记录仪灵敏度，记录仪灵敏度，mV cm-1C2：记录纸转速，记录纸转速，cm min-1m：进样量，进样量，ml(mg)第二十页，本课件共有64页质量型检测器灵敏度质量型检测

13、器灵敏度：1s内有内有1g试样进入检测器时产生的毫伏试样进入检测器时产生的毫伏或安培数。单位：或安培数。单位：（2）检测限（敏感度）检测限（敏感度）D指检测器恰能产生相当于指检测器恰能产生相当于3倍噪音（倍噪音（3RN）的信号时，单位体的信号时，单位体积或单位时间需向检测器送入的试样质量或体积。积或单位时间需向检测器送入的试样质量或体积。RN：mVD：mg ml-1或或 g s-1如何降低如何降低D？第二十一页，本课件共有64页3.常用常用检测系统检测系统（1）热导池检测器热导池检测器(TCD)参比参比测量测量R1R2ABR1*R参比参比=R2*R测量测量只有载气通过时只有载气通过时载气载气+

14、组分组分R1*R参比参比R2*R测量测量测量依据：利用载气与组分热导系数的差异进行测量测量依据：利用载气与组分热导系数的差异进行测量a.测量电路：惠斯顿电桥测量电路：惠斯顿电桥第二十二页，本课件共有64页b.影响热导检测器灵敏度的因素影响热导检测器灵敏度的因素桥路电流：桥路电流：但但I大，大，RN大，基线不稳，精密大，基线不稳，精密 度降低，且金属丝易氧化烧坏。度降低，且金属丝易氧化烧坏。载气：载气：导热系数大小：导热系数大小：H2HeN2 一般选一般选H2，因被测组份导热系数一般比较小因被测组份导热系数一般比较小第二十三页，本课件共有64页载气对载气对热导检测器灵敏度的影响热导检测器灵敏度的

15、影响某些气体与蒸气的热导系数某些气体与蒸气的热导系数/10-4J(cms)-1气体气体热导系数热导系数气体气体热导系数热导系数氢气氢气22.4甲烷甲烷4.56氦气氦气17.41乙烷乙烷3.06氮气氮气3.14丙烷丙烷2.64氧气氧气3.18甲醇甲醇2.30空气空气3.14乙醇乙醇2.22氩气氩气2.18丙酮丙酮1.76第二十四页，本课件共有64页c.TCD特点特点 结构简单，性能稳定，几乎对所有物质都有响应，结构简单，性能稳定，几乎对所有物质都有响应，通通用性好用性好，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广、最，而且线性范围宽，价格便宜，因此是应用最广、最成熟的一种检测器。成熟的一种检测器。

16、其主要缺点是其主要缺点是灵敏度较低灵敏度较低，多用于常量到，多用于常量到10 g ml-1以上以上组分的测定组分的测定。第二十五页，本课件共有64页（2）氢氢火焰离子化检测器火焰离子化检测器(FID)火焰离子化机理火焰离子化机理依据：气体的导电率与该气体中所含带电离子的浓度成正比。依据：气体的导电率与该气体中所含带电离子的浓度成正比。（不是热电离而是化学电离）（不是热电离而是化学电离）第二十六页，本课件共有64页 适用范围适用范围 含碳有机化合物含碳有机化合物 特点特点 结构简单，灵敏度高，死体积结构简单，灵敏度高，死体积小，响应快，线性范围宽，稳定性好，是目小，响应快，线性范围宽，稳定性好，

17、是目前常用检测器之一。前常用检测器之一。第二十七页，本课件共有64页（3）电子捕获检测器电子捕获检测器(ECD)第二十八页，本课件共有64页电子电子捕获机理捕获机理适用范围适用范围 卤素及亲电子物质卤素及亲电子物质 常分析痕量具有电负性元素组分，如食品、农副产品中的常分析痕量具有电负性元素组分，如食品、农副产品中的农药残留量、大气、水中痕量污染物等。农药残留量、大气、水中痕量污染物等。（基流）（基流）（基流下降（基流下降倒峰）倒峰）特点特点 高灵敏、高选择性。线性范围较窄高灵敏、高选择性。线性范围较窄（102 104）第二十九页，本课件共有64页（4）火焰光度检测器火焰光度检测器(FPD)硫磷

18、检测器硫磷检测器第三十页，本课件共有64页响应机理响应机理适用范围适用范围 含硫、磷化合物含硫、磷化合物含磷化合物含磷化合物含硫化合物含硫化合物第三十一页，本课件共有64页第 二 节 气相色谱固定相的选择第三十二页，本课件共有64页 固定相固定相固定液固定液担体担体(载体载体)液体固定相液体固定相固体固定相固体固定相第三十三页，本课件共有64页1.固定液固定液高沸点的有机化合物高沸点的有机化合物高沸点的有机化合物高沸点的有机化合物 对固定液的要求对固定液的要求a.热稳定性好热稳定性好，在操作温度下不发生聚合、分解在操作温度下不发生聚合、分解等反应；具有较低的蒸气压，以免流失。等反应；具有较低的

19、蒸气压，以免流失。b.化学稳定性好化学稳定性好，不与样品或载气发生不可逆的，不与样品或载气发生不可逆的化学反应。化学反应。c.粘度和凝固点低粘度和凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。以便在载体表面能均匀分布。d.对样品中的各组分有适当的溶解度。对样品中的各组分有适当的溶解度。第三十四页，本课件共有64页 组分与固定液分子间的相互作用组分与固定液分子间的相互作用a.静电力静电力极性分子之间的作用力极性分子之间的作用力 极性固定液与极性试样分子间作用力主要是静电力。静电力与绝对极性固定液与极性试样分子间作用力主要是静电力。静电力与绝对温度成反比。温度成反比。b.诱导力诱导力极性与非极性分子之间的作

20、用力极性与非极性分子之间的作用力试样具有非极性分子和可极化组分时，可用极性固定液的诱导试样具有非极性分子和可极化组分时，可用极性固定液的诱导效应分离。如苯（效应分离。如苯（B.P.80.1)和环已烷和环已烷(B.P.80.8).固定液极性固定液极性越强越强,两者分离得越远两者分离得越远.c.色散力色散力非极性分子之间的作用力非极性分子之间的作用力.非极性和弱极性分子间主非极性和弱极性分子间主要是色散力要是色散力.d.氢键力氢键力氢原子与电负性很大的原子氢原子与电负性很大的原子(如如F、O、N等等)之间的作之间的作用力用力.COOR、-NH2、=NH等官能团时，对含等官能团时，对含F、O、N化合

21、物常化合物常有显著的氢键作用力。有显著的氢键作用力。第三十五页，本课件共有64页 按按固定液的相对极性固定液的相对极性P分类分类（P380表表143）常用固定液极性数据常用固定液极性数据第三十六页，本课件共有64页 固定相的选择固定相的选择固定相的选择固定相的选择气体和低沸点烃类试样，选固体固定相；大多有机物试样，用液体气体和低沸点烃类试样，选固体固定相；大多有机物试样，用液体气体和低沸点烃类试样，选固体固定相；大多有机物试样，用液体气体和低沸点烃类试样，选固体固定相；大多有机物试样，用液体固定相完成分离。固定相完成分离。固定相完成分离。固定相完成分离。1 1 1 1、固定液的选择、固定液的选

22、择、固定液的选择、固定液的选择（1 1 1 1）“相似相溶相似相溶相似相溶相似相溶”原理原理原理原理（i i i i）分离非极性物质（如烃类），一般选用非极性固定液，如）分离非极性物质（如烃类），一般选用非极性固定液，如）分离非极性物质（如烃类），一般选用非极性固定液，如）分离非极性物质（如烃类），一般选用非极性固定液，如角鲨烷、阿皮松等。分离时试样中各组分按沸点从低到高顺角鲨烷、阿皮松等。分离时试样中各组分按沸点从低到高顺角鲨烷、阿皮松等。分离时试样中各组分按沸点从低到高顺角鲨烷、阿皮松等。分离时试样中各组分按沸点从低到高顺序流出，若有同沸点烃类和非烃类化合物，则极性化合物先序流出，若有同沸

23、点烃类和非烃类化合物，则极性化合物先序流出，若有同沸点烃类和非烃类化合物，则极性化合物先序流出，若有同沸点烃类和非烃类化合物，则极性化合物先流出。流出。流出。流出。第三十七页，本课件共有64页（iiii）分离中等极性试样，应选中等极性固定液，如邻苯二甲）分离中等极性试样，应选中等极性固定液，如邻苯二甲酸二壬酯、聚乙二醇已二酸酯等。组分和固定液分子间作用力酸二壬酯、聚乙二醇已二酸酯等。组分和固定液分子间作用力主要是色散力和诱导力。组分基本上按主要是色散力和诱导力。组分基本上按沸点顺序流出沸点顺序流出，同沸，同沸点的极性组分后流出。点的极性组分后流出。第三十八页，本课件共有64页（iiiiiiii

24、iiii）分分分分离离离离强强强强极极极极性性性性组组组组分分分分试试试试样样样样，选选选选择择择择强强强强极极极极性性性性固固固固定定定定液液液液，如如如如 ,_氧氧氧氧二二二二丙丙丙丙腈腈腈腈，聚聚聚聚丙丙丙丙二二二二醇醇醇醇已已已已二二二二酸酸酸酸酯酯酯酯等等等等。组组组组分分分分与与与与固固固固定定定定液液液液间间间间的的的的作作作作用用用用力力力力主主主主要要要要是是是是静静静静电电电电力力力力，组组组组分主要按分主要按分主要按分主要按极性顺序极性顺序极性顺序极性顺序分离，非极性组分首先流出，极性强的后流出。分离，非极性组分首先流出，极性强的后流出。分离，非极性组分首先流出，极性强的

25、后流出。分离，非极性组分首先流出，极性强的后流出。（vivivivi）分分分分离离离离非非非非极极极极性性性性和和和和极极极极性性性性混混混混合合合合物物物物时时时时，一一一一般般般般选选选选用用用用极极极极性性性性固固固固定定定定液液液液，这这这这时时时时非非非非极极极极性性性性组组组组分分分分先先先先流流流流出出出出，极极极极性性性性组组组组分分分分或或或或易易易易被被被被极极极极化化化化的的的的组组组组分分分分后后后后流流流流出出出出。分分分分离离离离比比比比较较较较复复复复杂杂杂杂的的的的试试试试样样样样时时时时，当当当当试试试试样样样样各各各各组组组组分分分分的的的的沸沸沸沸点点点点

26、差差差差别别别别很很很很大大大大时时时时，可可可可选选选选非非非非极极极极性性性性固固固固定定定定液液液液；当各组分之间极性差别很显著时，则可选择极性固定液分离。当各组分之间极性差别很显著时，则可选择极性固定液分离。当各组分之间极性差别很显著时，则可选择极性固定液分离。当各组分之间极性差别很显著时，则可选择极性固定液分离。第三十九页，本课件共有64页对载体的要求对载体的要求a.具有多孔性，即比表面积大。具有多孔性，即比表面积大。b.化学惰性，表面没有活性，有较好的浸润化学惰性，表面没有活性，有较好的浸润性。性。c.热稳定性好。热稳定性好。d.有一定的机械强度，使固定相在制备和填有一定的机械强度

27、，使固定相在制备和填充过程中不易粉碎。充过程中不易粉碎。2 载体（担体）载体（担体）第四十页，本课件共有64页硅藻土硅藻土红色红色白色白色非硅藻土非硅藻土担体担体(载体载体)红色载体（含少量氧化铁）特点红色载体（含少量氧化铁）特点：强度大，比表面积大，有一定的催化：强度大，比表面积大，有一定的催化活性，适用于涂渍高含量固定液，分离非极性。活性，适用于涂渍高含量固定液，分离非极性。白色载体（含助熔剂碳酸钠，呈白色）特点白色载体（含助熔剂碳酸钠，呈白色）特点：比表面积小，孔径较大，：比表面积小，孔径较大，催化活性小，适用于涂渍低含量固定液，分离极性化合物。催化活性小，适用于涂渍低含量固定液，分离极

28、性化合物。非硅藻土载体非硅藻土载体有有机玻璃微球载体，氟载体，高分子多孔微球等。这有有机玻璃微球载体，氟载体，高分子多孔微球等。这类载体常用于特殊分析，如氟载体用于极性样品和强腐蚀性物质类载体常用于特殊分析，如氟载体用于极性样品和强腐蚀性物质HF、Cl2等分析。等分析。第四十一页，本课件共有64页 硅藻土载体的预处理硅藻土载体的预处理a.酸洗浓盐酸浸泡，除去碱性作用基团酸洗浓盐酸浸泡，除去碱性作用基团b.碱洗氢氧化钾甲醇溶液浸泡，除去酸碱洗氢氧化钾甲醇溶液浸泡，除去酸 性作用性作用基团基团c.硅烷化除去担体表面的氢键作用力硅烷化除去担体表面的氢键作用力二甲基二二甲基二氯硅烷氯硅烷第四十二页，本

29、课件共有64页3 气固色谱固定相气固色谱固定相永久性气体永久性气体惰性气体惰性气体低沸点有机化合物低沸点有机化合物分离对象分离对象硅胶强极性硅胶强极性氧化铝弱极性氧化铝弱极性活性炭非极性活性炭非极性分子筛分子筛强极性（特殊吸附作用）强极性（特殊吸附作用）固体吸附剂固体吸附剂第四十三页，本课件共有64页a.高分子多孔微球高分子多孔微球适用：适用：特别适于分离测定有机物中的痕量水，特别适于分离测定有机物中的痕量水，也可用于多元醇、脂肪酸、腈类、胺类的分析。也可用于多元醇、脂肪酸、腈类、胺类的分析。4.合成固定相合成固定相极性：极性：苯乙烯二乙烯苯共聚物苯乙烯二乙烯苯共聚物 中引入极性官能团中引入极

30、性官能团非极性：非极性：苯乙烯二乙烯苯共聚物苯乙烯二乙烯苯共聚物特点：特点：颗粒均匀，填充均匀，数据重现性好，无液膜存在，颗粒均匀，填充均匀，数据重现性好，无液膜存在，即无流失问题，适于程序升温。即无流失问题，适于程序升温。b.键合固定相键合固定相第四十四页，本课件共有64页第 三 节 气相色谱分离条件的选择第四十五页，本课件共有64页1.载气及其线速的选择载气及其线速的选择载气及其线速的选择载气及其线速的选择选择分离时最佳操作条件，能提高柱效、增大分离度。选择分离时最佳操作条件，能提高柱效、增大分离度。最低点：最低点：第四十六页，本课件共有64页最佳最佳 传质阻力项（传质阻力项（C）是影响板

31、高的主要因素，）是影响板高的主要因素，应采用相对分子量较小的载气，如应采用相对分子量较小的载气，如H2、He。若分离是主要矛盾，宜采用若分离是主要矛盾，宜采用最佳 但分析时间往往过长；但分析时间往往过长；若分析速度是主要矛盾，流速稍若分析速度是主要矛盾，流速稍高于最佳流速。高于最佳流速。选择选择载气载气时，还应考虑时，还应考虑与与所所用用检测器相适应检测器相适应。第四十七页，本课件共有64页2.柱温柱温的选择的选择改变柱温产改变柱温产生的影响生的影响柱效柱效增加柱温可加快气增加柱温可加快气相、液相的传质速相、液相的传质速率，有利于降低塔率，有利于降低塔板高度，改善柱效；板高度，改善柱效；但同时

32、又会加剧纵但同时又会加剧纵向扩散，从而导致向扩散，从而导致柱效下降。柱效下降。分离度分离度柱温升高，柱温升高，K 减小，分离度下减小，分离度下降。降。分析时间分析时间降低柱温，分析降低柱温，分析时间增加时间增加柱温不能高于固定液的最高使用温度，柱温不能高于固定液的最高使用温度，否则造成固定液大量挥发流失；否则造成固定液大量挥发流失；必须高于其熔点，以有效发挥其作用必须高于其熔点，以有效发挥其作用宽沸程混合物，宜采用程序升温法进行分析。宽沸程混合物，宜采用程序升温法进行分析。第四十八页，本课件共有64页程序升温程序升温50250，8/min恒温恒温150 正构烷烃恒温和程序升温色谱图比较正构烷烃

33、恒温和程序升温色谱图比较程序升温不仅可以改善分离，而且可以缩程序升温不仅可以改善分离，而且可以缩短分析时间。短分析时间。第四十九页，本课件共有64页3.柱长和内径的选择柱长和内径的选择 柱径：柱径：增加柱内径，可增加分离的样品量，但纵向扩散路径增加柱内径，可增加分离的样品量，但纵向扩散路径 增加，增加，会使柱效降低，一般内径为会使柱效降低，一般内径为 3 6 mm。柱长：柱长：在其它条件相同情况下在其它条件相同情况下 增加柱长，可增大分离度，但延长分析时间。在满足一定增加柱长，可增大分离度，但延长分析时间。在满足一定分离度条件下，尽可能使用短柱子，一般分离度条件下，尽可能使用短柱子，一般 2

34、6 m第五十页，本课件共有64页 4.载体粒度载体粒度 粒度粒度涡流扩散、传涡流扩散、传质阻力质阻力粒度减小，柱效明粒度减小，柱效明显提高显提高载体的直径约为柱内径的载体的直径约为柱内径的1/201/25为宜。为宜。如如4mm内径柱，选用内径柱，选用6080目载体为好。目载体为好。粒度过细时，阻力明显粒度过细时，阻力明显增加，操作不便增加，操作不便A中中的影响：载体粒度均匀，形状规则，可降低的影响：载体粒度均匀，形状规则，可降低，提高柱效。提高柱效。第五十一页，本课件共有64页 5.进样量和进样时间的选择进样量和进样时间的选择 进样量进样量柱柱效效进样量过大，使色进样量过大，使色谱柱超载，柱效

35、急谱柱超载，柱效急剧下降，峰形变宽剧下降，峰形变宽检测器检测器 进样量过大，峰高或进样量过大，峰高或峰面积与进样量的线峰面积与进样量的线性关系被破坏性关系被破坏 进样量应控制在柱容量允许范围进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内及检测器线性检测范围之内进样时间进样时间进样速度必须很快，否则进样速度必须很快，否则试样原始宽度变大，峰易试样原始宽度变大，峰易变形。（变形。（1s以内）以内）第五十二页，本课件共有64页第 四 节 气相色谱法应用第五十三页，本课件共有64页一一 定性分析定性分析1 用已知纯物质用已知纯物质 对照定性对照定性单柱比较法单柱比较法双柱比较法双柱比较法峰高增加

36、法定性峰高增加法定性第五十四页，本课件共有64页 单柱比较法单柱比较法单柱比较法单柱比较法是在相同的色谱条件下分别对已是在相同的色谱条件下分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析得到两张色谱图，知纯样及待测试样进行色谱分析得到两张色谱图，然后比较其保留参数。当两者的数值相同时，即可然后比较其保留参数。当两者的数值相同时，即可认为待测试样中有纯样组分存在认为待测试样中有纯样组分存在 双柱比较法双柱比较法双柱比较法双柱比较法是在两个极性完全不同的色谱住上，在是在两个极性完全不同的色谱住上，在是在两个极性完全不同的色谱住上，在是在两个极性完全不同的色谱住上，在各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其

37、上的保各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其上的保各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其上的保各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其上的保留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样相同的物质存在。由于有些不同的化合物会在某一固定相相同的物质存在。由于有些不同的化合物会在某一固定相相同的物质存在。由于有些不同的化合物会在某一固定相相同的物质存在。由于有些不同的化合物会在某一固定相上表现出相同的热力学性质，故双柱法定性比单柱

38、法更为上表现出相同的热力学性质，故双柱法定性比单柱法更为上表现出相同的热力学性质，故双柱法定性比单柱法更为上表现出相同的热力学性质，故双柱法定性比单柱法更为可靠。可靠。可靠。可靠。第五十五页，本课件共有64页(2)相对保留值相对保留值第五十六页，本课件共有64页(3)保留指数（科瓦茨指数）保留指数（科瓦茨指数）I规定：正构烷烃的保留指数规定：正构烷烃的保留指数I为其碳数乘为其碳数乘100。测定其它物质测定其它物质I：将将 n 和和 n+1 的正构烷烃加于试样的正构烷烃加于试样X中分析。中分析。第五十七页，本课件共有64页3 联机定性联机定性GC/MS(气相色谱气相色谱-质谱质谱)例：川桂皮挥发

39、油的化学成分分析例：川桂皮挥发油的化学成分分析色谱柱：色谱柱：SE54(30m0.25mm0.25m)色谱操作条件色谱操作条件载气：氦气，流速载气：氦气，流速1mL/min柱温：初温柱温：初温60保持保持1min，8 /min升温至升温至150，6 /min升温至升温至190，8 /min升升温至温至250，保持，保持1min第五十八页，本课件共有64页总离子流色谱图总离子流色谱图6号峰的质谱图号峰的质谱图GC/FTIR(气相色谱气相色谱-傅里叶红外傅里叶红外)等。等。第五十九页，本课件共有64页二二 定量分析定量分析定量基础定量基础或或严格控制操作条件下，严格控制操作条件下，Er为为1%3%

40、第六十页，本课件共有64页三三 应用应用（一）分离分析中的应用（一）分离分析中的应用气体、易挥发的物质及可转化为易挥气体、易挥发的物质及可转化为易挥发化合物的液体或固体物质发化合物的液体或固体物质适用对象适用对象第六十一页，本课件共有64页石油和石油化工分析：石油和石油化工分析：石油和石油化工分析：石油和石油化工分析：油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料油气田勘探中的化学分析、原油分析、炼厂气分析、模拟蒸馏、油料分析、单质烃分析、含硫分析、单质烃分析、

41、含硫分析、单质烃分析、含硫分析、单质烃分析、含硫/含氮含氮含氮含氮/含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪含氧化合物分析、汽油添加剂分析、脂肪烃分析、芳烃分析。烃分析、芳烃分析。烃分析、芳烃分析。烃分析、芳烃分析。环境分析：环境分析：环境分析：环境分析：大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。大气污染物分析、水分析、土壤分析、固体废弃物分析。食品分析：食品分析：食品分析：食品分析：农药残留分析、香精香料分析、添加剂分

42、析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料农药残留分析、香精香料分析、添加剂分析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料农药残留分析、香精香料分析、添加剂分析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料农药残留分析、香精香料分析、添加剂分析、脂肪酸甲酯分析、食品包装材料分析。分析。分析。分析。药物和临床分析：药物和临床分析：药物和临床分析：药物和临床分析：雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中雌三醇分析、儿茶酚胺代谢产物分析、尿中孕二醇和孕三醇分析、血浆中睾丸激素分析、血液中

43、乙醇睾丸激素分析、血液中乙醇睾丸激素分析、血液中乙醇睾丸激素分析、血液中乙醇/麻醉剂及氨基酸衍生物分析麻醉剂及氨基酸衍生物分析麻醉剂及氨基酸衍生物分析麻醉剂及氨基酸衍生物分析。农药残留物分析：农药残留物分析：农药残留物分析：农药残留物分析：有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分有机氯农药残留分析、有机磷农药残留分析、杀虫剂残留分析、除草剂残留分析等。析等。析等。析等。精细化工分析：精细化工分析：精细化工分析：精细化工分析：添加剂分

44、析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。添加剂分析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。添加剂分析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。添加剂分析、催化剂分析、原材料分析、产品质量控制。第六十二页，本课件共有64页（二）化学研究中的应用（二）化学研究中的应用1.通过测定保留时间，研究某些化学平衡性质，通过测定保留时间，研究某些化学平衡性质，如溶解热、活度系数、熵变及焓变等如溶解热、活度系数、熵变及焓变等2.通过测定色谱峰柱后扩宽程度，研究某些动通过测定色谱峰柱后扩宽程度，研究某些动力学过程，如测定液体和气体的扩散系数、反力学过程，如测定液体和气体的扩散系数、反应速率常数等应速率常数等3.

45、根据保留体积或峰面积，测定相对分子质根据保留体积或峰面积，测定相对分子质量、表面积、孔率分布及液膜厚度等物化性量、表面积、孔率分布及液膜厚度等物化性质质第六十三页，本课件共有64页气路系统气路系统进样系统进样系统分离系统分离系统(色谱柱色谱柱)控制温度系统控制温度系统控制温度系统控制温度系统检测系统检测系统气相色谱仪器气相色谱仪器气相色谱固定相气相色谱固定相的选择的选择液体固定相液体固定相固体固定相固体固定相气相色谱分离条件气相色谱分离条件的选择的选择载气及其线速的选择载气及其线速的选择载气及其线速的选择载气及其线速的选择柱温柱温柱温柱温的选择的选择柱长和内径的选择柱长和内径的选择 载体粒度载体粒度 进样量和进样进样量和进样时间的选择时间的选择 第六十四页，本课件共有64页