化学物质的实验室分析技术全解课件.ppt

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1、福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/121化学物质的实验室分析技术化学物质的实验室分析技术郑丽辉郑丽辉福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/122化学

2、物质的实验室分析技术化学物质的实验室分析技术第一节、原子吸收光谱法第一节、原子吸收光谱法第二节、原子荧光光谱法第二节、原子荧光光谱法第三节、电感耦合等离子体原子发射光谱法第三节、电感耦合等离子体原子发射光谱法 第四节、紫外可见分光光度法第四节、紫外可见分光光度法第五节、离子色谱法第五节、离子色谱法第六节、气相色谱法第六节、气相色谱法第七节、高效液相色谱法第七节、高效液相色谱法第八节、离子选择电极法第八节、离子选择电极法第九节、不分光红外分析法第九节、不分光红外分析法福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention a

3、nd Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/123第五节第五节 离子色谱法离子色谱法 离子色谱法（离子色谱法（IC）是利用色谱技术测定水溶液中带正）是利用色谱技术测定水溶液中带正电荷或负电荷的离子态物质的方法，属高效液相色谱法的电荷或负电荷的离子态物质的方法，属高效液相色谱法的一一种。根据分离机理不同，离子色谱（种。根据分离机理不同，离子色谱（IC）可分为）可分为离子交换色离子交换色谱（谱（HPIC）、离子排斥色谱（）、离子排斥色谱（HPIEC）和离子对色谱）和离子对色谱（MPIC）三种。三种。原理原理 用

4、于三种分离方式的填料的树脂骨架基本都是苯乙烯用于三种分离方式的填料的树脂骨架基本都是苯乙烯-二二乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基容量各不相同。乙烯基苯的共聚物，但树脂的离子交换功能基容量各不相同。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/124分析过程快速、方便：分析过程快速、方便：对常见的对常见的7种阴离子（种阴离子（F-、CL-、Br-、NO3-、NO2-、SO42

5、-、PO43-）和）和6种常见的阳离子种常见的阳离子（Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+）的平均分析时）的平均分析时间已分别小于间已分别小于8min。用高效快速分离柱对上述。用高效快速分离柱对上述7种常见种常见的阴离子达基线分离只需的阴离子达基线分离只需3min。灵敏度高：灵敏度高：直接进样直接进样25uL，电导检测器检测，对常见，电导检测器检测，对常见的阴离子检出限小于的阴离子检出限小于10ug/ml，用浓缩柱可达，用浓缩柱可达ng/L级级。优点优点福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention

6、and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/125选择性好：选择性好：根据无机和有机阴、阳离子的选择性来选根据无机和有机阴、阳离子的选择性来选择适当的分离方式、分离柱和检测器，运用相应的检择适当的分离方式、分离柱和检测器，运用相应的检测方法达到分离和分析物质的目的，针对性强。测方法达到分离和分析物质的目的，针对性强。可同时分析多种离子化合物：可同时分析多种离子化合物：可同时分析多种阴离子、可同时分析多种阴离子、阳离子（碱金属、碱土金属、有机胺和铵等）、有机阳离子（碱金属、碱土金属、有机胺和铵等）、有机化合

7、物（水溶性和极性化合物、有机酸、有机胺、糖化合物（水溶性和极性化合物、有机酸、有机胺、糖类、氨基酸等）。类、氨基酸等）。运行费用非常低，无需特殊试剂运行费用非常低，无需特殊试剂 分离柱的稳定性好，容量高分离柱的稳定性好，容量高优点优点福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1266种常见阴离子离子色谱图种常见阴离子离子色谱图福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学

8、中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/127适用范围适用范围代表化合物代表化合物方法标准号方法标准号方法名称方法名称三氧化硫和硫酸三氧化硫和硫酸GBZ/T160.33三氧化硫和硫酸的离子色谱法三氧化硫和硫酸的离子色谱法氟化氢氟化氢GBZ/T160.36氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法氯化氢、盐酸氯化氢、盐酸GBZ/T160.37氯化氢和盐酸的离子色谱法氯化氢和盐酸的离子色谱法草酸草酸GBZ/T160.59草酸的离子色谱法

9、草酸的离子色谱法碘碘GBZ/T160.85碘及其化合物离子色谱法碘及其化合物离子色谱法工作场所空气中有害物质的离子色谱检测方法工作场所空气中有害物质的离子色谱检测方法福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/128仪器组成仪器组成 离子色谱仪的构成与高效液相色谱相同，一离子色谱仪的构成与高效液相色谱相同，一般般由流动相输运系统、进样系统、分离系统、抑由流动相输运系统、进样系统、

10、分离系统、抑制或制或衍生系统、检测系统及数据处理系统等几部衍生系统、检测系统及数据处理系统等几部分组成（如图）。分组成（如图）。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/129电化学检测器：电化学检测器：电导检测器电导检测器、安培检测器、安培检测器光学检测器：紫外光学检测器：紫外-可见光分光光度检测器、荧光检测器可见光分光光度检测器、荧光检测器检测器检测器福建省职业病与化学中毒

11、预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1210抑制器的作用是降低流动相背景电导，同时增加被测物的电抑制器的作用是降低流动相背景电导，同时增加被测物的电导，从而提高灵敏度。抑制器可分为四种类型：导，从而提高灵敏度。抑制器可分为四种类型：树脂填充抑树脂填充抑制器、纤维抑制器、微膜抑制器、电解抑制器。制器、纤维抑制器、微膜抑制器、电解抑制器。电导检测器电导检测器作用原理：用两组电极测量水溶液中离子型溶

12、质的电导，由作用原理：用两组电极测量水溶液中离子型溶质的电导，由电导的变化确定洗脱液中被分离组分的浓度。电导的变化确定洗脱液中被分离组分的浓度。抑制器抑制器福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1211 首先应了解待测化合物的分子结构和性质以及样品的首先应了解待测化合物的分子结构和性质以及样品的基体情况，基体情况，如无机还是有机离子，离子的电荷数，是酸还如无机还是有机离子，

13、离子的电荷数，是酸还是碱，亲水还是疏水，是碱，亲水还是疏水，是否为表面活性化合物等。是否为表面活性化合物等。待测离子的疏水性和水合能是决定选用待测离子的疏水性和水合能是决定选用何种分离方式的主要因素何种分离方式的主要因素。水合能高和疏水性弱的离子，如水合能高和疏水性弱的离子，如 Cl-或或K+，最好用离子交换分离，最好用离子交换分离 水合能低和疏水性强的离子，如高氯酸（水合能低和疏水性强的离子，如高氯酸（ClO4-）或四丁）或四丁基铵，最基铵，最好用亲水性强的离子交换分离柱或离子对分离。好用亲水性强的离子交换分离柱或离子对分离。有一定疏水性也有明显水合能的有一定疏水性也有明显水合能的 pKa值

14、在值在17之间的离子，如乙之间的离子，如乙酸盐或丙酸盐，最好用离子排斥分离。酸盐或丙酸盐，最好用离子排斥分离。有些离子，既可用阴离子交换分离，也可用阳离子交换分离，如有些离子，既可用阴离子交换分离，也可用阳离子交换分离，如氨基酸，生物碱和过渡金属等，就要进行适用性的选择。氨基酸，生物碱和过渡金属等，就要进行适用性的选择。分离方式的选择分离方式的选择福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2

15、023/1/1212 对无紫外或可见吸收以及强离解的酸和碱，最好用电导检测器；对无紫外或可见吸收以及强离解的酸和碱，最好用电导检测器；具有在外加电压下可发生氧化或还原反应基团的化合物，可选用具有在外加电压下可发生氧化或还原反应基团的化合物，可选用直流安培或脉冲安培检测。直流安培或脉冲安培检测。对离子本身或通过柱后反应后生成的络合物在紫外可见有吸收或对离子本身或通过柱后反应后生成的络合物在紫外可见有吸收或能产生荧光的离子和化合物，最好用能产生荧光的离子和化合物，最好用UV/VIS或荧光检测器。或荧光检测器。对一些复杂样品，为了一次进样得到较多的信息，可将两种或三对一些复杂样品，为了一次进样得到较

16、多的信息，可将两种或三种检测器串联使用种检测器串联使用；若对所要解决的问题有几种方案可选择，分析方案的确定主要由若对所要解决的问题有几种方案可选择，分析方案的确定主要由基体的类型、选择性、过程的复杂程度以及是否经济来决定。基体的类型、选择性、过程的复杂程度以及是否经济来决定。检测方式的选择检测方式的选择 常见的在水溶液中以离子形态存在的离子，包括无机和有机离子，常见的在水溶液中以离子形态存在的离子，包括无机和有机离子，以弱酸的盐（以弱酸的盐（Na2CO3/NaHCO3）或强酸（）或强酸（H2SO4、甲基磺酸、甲基磺酸、HNO3、HCl）为流动相，阴离子交换或阳离子交换分离，电导检测，已是成熟）

17、为流动相，阴离子交换或阳离子交换分离，电导检测，已是成熟的方法，有成熟的色谱条件可参照和使用。的方法，有成熟的色谱条件可参照和使用。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1213分离和检测方式的选择分离和检测方式的选择 对近中性的水可溶的有机对近中性的水可溶的有机“大大”分子，分子，若待测化合物为弱酸，若待测化合物为弱酸，则由于弱酸在强碱性溶液则由于弱酸在强碱性溶液中会以阴

18、离子形态存在，因此选用较强的中会以阴离子形态存在，因此选用较强的碱为流动相，阴离子交换分离；碱为流动相，阴离子交换分离；若待测化合物为弱碱，则由于在强酸性溶液中会以阳离子形态若待测化合物为弱碱，则由于在强酸性溶液中会以阳离子形态存在，选用较强的酸作流动相，阳离子交换分离存在，选用较强的酸作流动相，阳离子交换分离 ；若待测离子的疏水性较强，由于与固定相之间的吸附作用而使若待测离子的疏水性较强，由于与固定相之间的吸附作用而使保留时间较长或峰拖尾，则可在流动相中加入适量有机溶剂，减弱保留时间较长或峰拖尾，则可在流动相中加入适量有机溶剂，减弱吸附，缩短保留时间、改善峰形和选择性吸附，缩短保留时间、改善

19、峰形和选择性 。对弱保留离子可选用高容量柱和弱淋洗液以增强保留，对强保对弱保留离子可选用高容量柱和弱淋洗液以增强保留，对强保留离子则反之留离子则反之 。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1214原理原理仪器试剂仪器试剂器材：多孔玻板吸收管，微孔滤膜，过滤装置。器材：多孔玻板吸收管，微孔滤膜，过滤装置。离子色谱仪：离子色谱仪：Ionpac AS 4A 阴离子色谱柱和阴离子

20、色谱柱和Ionpac AG 4A阴离子保护柱，阴离子保护柱，或同类型的柱；流动相：吸收液；流动相流量：或同类型的柱；流动相：吸收液；流动相流量：1.5ml/min。吸收液（流动相）：称取吸收液（流动相）：称取1.908g 碳酸钠碳酸钠和和1.428g 碳酸氢钠碳酸氢钠溶于溶于100ml 水中，水中，置冰箱内备用。临用前，取出置冰箱内备用。临用前，取出10ml，用水稀释至，用水稀释至1L。标准溶液：配制标准溶液：配制100g/ml 氟化钠标准贮备液。临用前，用吸收液稀释成氟化钠标准贮备液。临用前，用吸收液稀释成10.0g/ml氟标准溶液。或用国家认可的标准溶液配制。氟标准溶液。或用国家认可的标准

21、溶液配制。平行配制或购买另一份标准溶液，作为质控样。平行配制或购买另一份标准溶液，作为质控样。氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法 空气中氟化氢用装有碱性溶液的多孔玻板吸收管采集，经色谱柱空气中氟化氢用装有碱性溶液的多孔玻板吸收管采集，经色谱柱分离，电导检测器检测，保留时间定性，峰高或峰面积定量。分离，电导检测器检测，保留时间定性，峰高或峰面积定量。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning

22、2023/1/1215样品采集样品采集样品预处理样品预处理 用吸收管中的吸收液洗涤吸收管进气管内壁用吸收管中的吸收液洗涤吸收管进气管内壁3次，用微孔滤膜过滤入次，用微孔滤膜过滤入具塞刻度试管中，供测定。若样品液中待测物的浓度超过测定范围，可具塞刻度试管中，供测定。若样品液中待测物的浓度超过测定范围，可用吸收液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。用吸收液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法 在采样点，用一只装有在采样点，用一只装有5.0ml 吸收液的多孔玻板吸收管，以吸收液的多孔玻板吸收管，以1L/min 流量采集流量采集15min 空气样品。采样后，空气样品。采样后

23、，立即封闭吸收管的进出气口立即封闭吸收管的进出气口；置清；置清洁容器内运输和保存，在室温下样品可保存洁容器内运输和保存，在室温下样品可保存7d。对照试验：将一只装有对照试验：将一只装有5.0ml 吸收液的多孔玻板吸收管带至采样点，吸收液的多孔玻板吸收管带至采样点，除不连接空气采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为除不连接空气采样器采集空气样品外，其余操作同样品，作为样品的空样品的空白对照。白对照。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseas

24、es and Chemical Poisoning 2023/1/12161.标准曲线的绘制标准曲线的绘制2.样品的测定样品的测定 用测定标准系列的操作条件测定样品溶液和样品空白对照溶液。用测定标准系列的操作条件测定样品溶液和样品空白对照溶液。测得的样品峰高或峰面积值减去样品空白对照的峰高或峰面积值后，测得的样品峰高或峰面积值减去样品空白对照的峰高或峰面积值后，由标准曲线得氟的浓度（由标准曲线得氟的浓度（g/ml）。）。取取4 只具塞刻度试管，分别加入只具塞刻度试管，分别加入0.0、0.25、0.50、1.0ml 氟标准溶氟标准溶液，各加吸收液至液，各加吸收液至 5.0ml，配成，配成0.0、

25、0.50、1.00、2.00g/ml 氟标准系氟标准系列。按照仪器操作条件，将离子色谱仪调节至最佳测定条件，进样列。按照仪器操作条件，将离子色谱仪调节至最佳测定条件，进样 50L，分别测定标准系列，每个浓度重复测定，分别测定标准系列，每个浓度重复测定 3 次，以峰高或峰面积次，以峰高或峰面积均值对相应的氟浓度均值对相应的氟浓度(g/ml)绘制标准曲线。绘制标准曲线。样品测定样品测定氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupationa

26、l Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1217空气中氟的浓度：空气中氟的浓度：C空气中空气中氟氟的浓度，的浓度，mg/m3；c测得样品溶液中氟的含量，测得样品溶液中氟的含量，g/ml；5 吸收液的体积，吸收液的体积，ml；Vo标准采样体积，标准采样体积，L。参照参照GBZ159-2004将采样体积转化为标准采样体积。将采样体积转化为标准采样体积。结果计算结果计算氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of

27、 Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1218 本法的检出限为本法的检出限为0.05g/mL；最低检出浓度为；最低检出浓度为0.017 mg/m3(以采集以采集15L空气样品计空气样品计)。测定范围为（。测定范围为（0.052.0）g/mL；相对标准偏差分别为；相对标准偏差分别为3.0%6.1%。本法的采样效率本法的采样效率为为94 99。本法可以同时测定空气中的本法可以同时测定空气中的HF、HCl和和H2SO4。方法说明方法说明氟化氢的离子色谱法氟化氢的离子色谱法福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控

28、制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1219第六节第六节 气相色谱法气相色谱法分类分类气固色谱：固定相为固体吸附剂，属于吸附色谱，它是利用气固色谱：固定相为固体吸附剂，属于吸附色谱，它是利用吸附剂表面对不同组分吸附性能差异进行分离。吸附剂表面对不同组分吸附性能差异进行分离。气液色谱：固定相为液体（涂在固体担体上或毛细管壁上）气液色谱：固定相为液体（涂在固体担体上或毛细管壁上）属于分配色谱，它是利用不同组分在两相中分配系数不同进属于分

29、配色谱，它是利用不同组分在两相中分配系数不同进行分离。行分离。以气体为流动相的色谱法叫气相色谱法以气体为流动相的色谱法叫气相色谱法(GC),它利用物质的它利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱法是实验室最常用的有机化合物定量分析方法，法是实验室最常用的有机化合物定量分析方法，GBZ/T160系系列标准中几乎每一类有机化合物、农药都有使用气相色谱进行列标准中几乎每一类有机化合物、农药都有使用气相色谱进行分析检测分析检测的方法的方法。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian C

30、enter for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1220分离原理分离原理第六节第六节 气相色谱法气相色谱法 气相色谱法是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相气相色谱法是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相和固定相间的分配系数不同，在两相间进行反复多次的分和固定相间的分配系数不同，在两相间进行反复多次的分配（吸附脱附放出），从而实现分离。配（吸附脱附放出），从而实现分离。检测原理检测原理 当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器将检测当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检

31、测器将检测到的样品组分转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的到的样品组分转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。这些信号被放大并记录下来，就是气相色量或浓度成正比。这些信号被放大并记录下来，就是气相色谱图谱图 。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1221v分离效能高是指气相色谱法能分离分配系数很接近分离效能高是指气相色谱法能分离分配系数很接近 的组分，

32、对组分复杂难以分离的物质，经色谱柱进的组分，对组分复杂难以分离的物质，经色谱柱进 行反复多次的分配平衡，最后可达到分离的目的；行反复多次的分配平衡，最后可达到分离的目的；v选择性高是指气相色谱法具有很强的分离能力，可选择性高是指气相色谱法具有很强的分离能力，可 将物理、化学性质极为相近的组分分开，如恒沸混将物理、化学性质极为相近的组分分开，如恒沸混 合物、沸点相近的物质、各种异构体等。合物、沸点相近的物质、各种异构体等。气相色谱法的优点气相色谱法的优点福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Cont

33、rol of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1222福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1223v样品用量少样品用量少一次分析通常只需要几微升的溶液样品，一次分析通常只需要几微升的溶液样品，对气样也只需对气样也只需1毫升左右。毫升左右。v灵敏度高灵敏度高是指可分析几纳克的样品，检出限是指可分析几纳克

34、的样品，检出限FID可达可达 10-9g/L，ECD可达可达10-12g/L的浓度。的浓度。v分析操作简便、快速分析操作简便、快速通常完成一次复杂样品的分离分通常完成一次复杂样品的分离分 析，仅需几分钟到几十分钟。析，仅需几分钟到几十分钟。气相色谱法的优点气相色谱法的优点福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1224应用范围广：应用范围广：几乎可用于所有化合物的分离和测定，

35、包几乎可用于所有化合物的分离和测定，包括有机物、无机物、低分子或高分子化合物，甚至是生括有机物、无机物、低分子或高分子化合物，甚至是生物大分子。职业卫生检测中气相色谱法常用于以下几个物大分子。职业卫生检测中气相色谱法常用于以下几个方面：（方面：（1）气体分析：如车间空气监测；（）气体分析：如车间空气监测；（2）液体分）液体分析：如在有机化工生产中分析醇、醛、酸等；（析：如在有机化工生产中分析醇、醛、酸等；（3）固体）固体分析：如在冶金工业中分析金属及合金中的微量气体杂分析：如在冶金工业中分析金属及合金中的微量气体杂质。质。气相色谱法的优点气相色谱法的优点福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省

36、职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1225气相色谱法的局限性气相色谱法的局限性 没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照，没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照，不能从分离峰给出定性结果，需要与质谱连用才能达不能从分离峰给出定性结果，需要与质谱连用才能达到定性目的。到定性目的。不适用于沸点高于不适用于沸点高于450的难挥发物质和热稳定性的难挥发物质和热稳定性差的物质分析。差的物质分析。福建省职业病与化学

37、中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1226福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1227仪器结构组成仪器结构组成 气相色谱仪基本结构通常由气相色谱仪基本结构通常由气路

38、系统气路系统（载气、（载气、气体纯化器，减压阀气体纯化器，减压阀）、）、进样系统进样系统（进样器、气（进样器、气化室化室）、）、分离系统分离系统（色谱柱（色谱柱）、）、温控系统、检测温控系统、检测系统系统（检测器（检测器）、）、数据处理系统数据处理系统等组成。等组成。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/12281.气路系统气路系统气源即载气：气源即载气：要求化学惰性，不与

39、有关物质反应，并与所用要求化学惰性，不与有关物质反应，并与所用的检测器相配。常用的载气有氮气、氦气、氩气等。的检测器相配。常用的载气有氮气、氦气、氩气等。气体净化气体净化对于热导检测器，只用变色硅胶或分子筛除去载气对于热导检测器，只用变色硅胶或分子筛除去载气中的水蒸气即可；用氢火焰检测器时，还要用活性炭除去各中的水蒸气即可；用氢火焰检测器时，还要用活性炭除去各种气体中的碳氢化合物；用电子捕获器，则要用脱氧剂除去种气体中的碳氢化合物；用电子捕获器，则要用脱氧剂除去气体中的氧气，同时还要去除所含的卤素、硫、磷、铅等电气体中的氧气，同时还要去除所含的卤素、硫、磷、铅等电负性特别强的杂质。负性特别强的

40、杂质。气流控制气流控制用减压阀将气体压力降至合适范围。用减压阀将气体压力降至合适范围。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/12292.进样系统进样系统进样器：进样器：阀进样器适用于气体样品，如六通阀的定量进样；阀进样器适用于气体样品，如六通阀的定量进样；微量注射器一般用于液体样品。微量注射器一般用于液体样品。气化室气化室将液体样品气化成气体的装置，其温度一般根据检测将液体

41、样品气化成气体的装置，其温度一般根据检测物质的沸点来进行设定。物质的沸点来进行设定。3.分离系统分离系统由色谱柱组成，由色谱柱组成，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。4.温控系统温控系统温度直接影响色谱柱的选择分离，检测器的灵敏度和稳定性。温度直接影响色谱柱的选择分离，检测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要是控制温度主要是对柱箱、气化室、检测器的温度控制。对柱箱、气化室、检测器的温度控制。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational

42、Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1230福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1231 常见的检测器有常见的检测器有氢焰离子化检测器（氢焰离子化检测器（FID）、热导检测器（、热导检测器（TCD）、）、电子捕获检测器（电子捕获检测器（ECD）、火焰光度检测器（）、火焰光度检测器（FPD），氮磷检测器），氮磷检测器（NPD）。）。

43、FID:能检测绝大多数含碳有机物的通用型检测器，灵敏度高、死体能检测绝大多数含碳有机物的通用型检测器，灵敏度高、死体积小、响应快、稳定性好，是目前职业卫生领域常用的检测器；积小、响应快、稳定性好，是目前职业卫生领域常用的检测器；TCD:对无机、有机物都有响应，线性范围宽，但灵敏度较低；对无机、有机物都有响应，线性范围宽，但灵敏度较低；ECD:只对只对具有电负性的具有电负性的物质如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应，物质如含有卤素、硫、磷、氮的物质有响应，且电负性越强，灵敏度越高，选择性好，但线性范围较窄；且电负性越强，灵敏度越高，选择性好，但线性范围较窄；FPD:又称又称硫磷检硫磷检测器，只对含

44、硫、磷的化合物有响应，灵敏度高，测器，只对含硫、磷的化合物有响应，灵敏度高，选择性好。选择性好。NPD：对含氮、磷的化合物具有高选择高灵敏度的检测器。对含氮、磷的化合物具有高选择高灵敏度的检测器。5.检测系统（检测器）检测系统（检测器）福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/12326.数据处理系统数据处理系统数据处理系统首先取得检测器输出的信号（色谱图），其次数据处理系统首

45、先取得检测器输出的信号（色谱图），其次根据色谱图找出色谱峰的起点，最大值点和终点等，求出色根据色谱图找出色谱峰的起点，最大值点和终点等，求出色谱峰的保留时间、峰面积（或峰高）从保留时间进行组分的谱峰的保留时间、峰面积（或峰高）从保留时间进行组分的定性推断，从峰面积（或峰高）依定量计算方法算出组分定定性推断，从峰面积（或峰高）依定量计算方法算出组分定量的结果。量的结果。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical P

46、oisoning 2023/1/12331.载气及其流速的选择载气及其流速的选择分离分析条件的选择分离分析条件的选择 载气种类的选择主要取决于检测器类型。如载气种类的选择主要取决于检测器类型。如FID常选用常选用N2做载气，做载气，TCD一般要选择热导系数大一般要选择热导系数大H2和和He做载气。做载气。载气的流速影响分离效率和分离时间。流速快，分析时载气的流速影响分离效率和分离时间。流速快，分析时间短；流速慢，分析时间增长。检测时，一般都有一个最佳间短；流速慢，分析时间增长。检测时，一般都有一个最佳流速，可以使柱子的分离效果最好。在实际工作中为了加快流速，可以使柱子的分离效果最好。在实际工作

47、中为了加快分析速度，选择的流速往往稍高于最佳流速，但不影响分离。分析速度，选择的流速往往稍高于最佳流速，但不影响分离。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/12342.柱温的选择柱温的选择 柱温不得高于固定液的最高使用温度，否则固定液会因柱温不得高于固定液的最高使用温度，否则固定液会因挥发而流失。柱温升高，柱效升高，但如果柱温过高，会影挥发而流失。柱温升高，柱效升高，但如果

48、柱温过高，会影响柱子的分离度。但柱温太低，会使峰形变宽、柱效下降、响柱子的分离度。但柱温太低，会使峰形变宽、柱效下降、并延长了分析时间。因此柱温的选择原则：并延长了分析时间。因此柱温的选择原则：在对最难分离的在对最难分离的物质保持较好分离度的前提下，应尽可能采用较低柱温，但物质保持较好分离度的前提下，应尽可能采用较低柱温，但以保留时间适宜、峰型不拖尾为度以保留时间适宜、峰型不拖尾为度。柱温的选择还须从试样沸点和固定液配比综合考虑。柱温柱温的选择还须从试样沸点和固定液配比综合考虑。柱温一般选择在一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度接近或略低于组分平均沸点时的温度。对于组分。对于组分复杂、沸

49、程宽的试样，采用程序升温的方法，使低沸点和高复杂、沸程宽的试样，采用程序升温的方法，使低沸点和高沸点样品都能达到良好的分离。沸点样品都能达到良好的分离。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/1235程序升温程序升温程序升温是重要的色谱技术之一。在较低的初始温程序升温是重要的色谱技术之一。在较低的初始温度，沸点较低的组分即最早流出的峰可以得到良好度，沸点较低的组分即最早流出的

50、峰可以得到良好的分离；随着柱温的增加，较高沸点的组分也能较的分离；随着柱温的增加，较高沸点的组分也能较快的流出，并与低沸点组分一样得到良好的锐峰。快的流出，并与低沸点组分一样得到良好的锐峰。福建省职业病与化学中毒预防控制中心福建省职业病与化学中毒预防控制中心 Fujian Center for Prevention and Control of Occupational Diseases and Chemical Poisoning 2023/1/12363.柱长柱长L 加大柱长对分离有利，但将使各组分的保留时加大柱长对分离有利，但将使各组分的保留时间增加，分析时间延长。但柱过长，分析时间增加