分析化学 第十九章 气相色谱法.ppt

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1、第十九章第十九章气气 相相 色色 谱谱 法法第一节第一节 气相色谱法的分类和一般流程气相色谱法的分类和一般流程一、气相色谱法的分类和特点一、气相色谱法的分类和特点一、气相色谱法的分类和特点一、气相色谱法的分类和特点二、气相色谱法的一般流程二、气相色谱法的一般流程二、气相色谱法的一般流程二、气相色谱法的一般流程第二节第二节 气相色谱固定相和流动相气相色谱固定相和流动相 在气相色谱中，载气是惰性的，与组分没在气相色谱中，载气是惰性的，与组分没在气相色谱中，载气是惰性的，与组分没在气相色谱中，载气是惰性的，与组分没有亲和作用。混合物各组分能否被选择性地分有亲和作用。混合物各组分能否被选择性地分有亲和

2、作用。混合物各组分能否被选择性地分有亲和作用。混合物各组分能否被选择性地分离，很大程度上取决于固定相的选择。离，很大程度上取决于固定相的选择。离，很大程度上取决于固定相的选择。离，很大程度上取决于固定相的选择。一、气液色谱一、气液色谱固定相固定相固定液固定液固定液固定液1.1.1.1.对固定液的要求对固定液的要求对固定液的要求对固定液的要求：热稳定性好热稳定性好热稳定性好热稳定性好化学稳定性好化学稳定性好化学稳定性好化学稳定性好粘度和凝固点要低粘度和凝固点要低粘度和凝固点要低粘度和凝固点要低各组分必须在固定液中有一定的溶解度各组分必须在固定液中有一定的溶解度各组分必须在固定液中有一定的溶解度各

3、组分必须在固定液中有一定的溶解度(k k k k0)0)0)0)选择性好，对试样中各组分分离能力选择性好，对试样中各组分分离能力选择性好，对试样中各组分分离能力选择性好，对试样中各组分分离能力强。强。强。强。固定液的极性分类用相对极性来表示。固定液的极性分类用相对极性来表示。按相对极性分类按相对极性分类按相对极性分类按相对极性分类2.2.固定液的分类固定液的分类固定液的分类固定液的分类被测固定液的相对极性为：被测固定液的相对极性为：各种固定液相对极性都落在各种固定液相对极性都落在0 0100100之间，并之间，并分为五级，见书分为五级，见书P394P394表表19-119-1。按固定液的化学结

4、构来分按固定液的化学结构来分烃类、硅氧烷类、聚醇和聚酯类烃类、硅氧烷类、聚醇和聚酯类3.3.固定液的选择固定液的选择基本原则：相似相溶基本原则：相似相溶非极性试样选非极性的固定液非极性试样选非极性的固定液中等极性试样一般选中等极性固定液中等极性试样一般选中等极性固定液强极性试样选强极性固定液强极性试样选强极性固定液具有酸性和碱性的极性试样，可选带有酸性具有酸性和碱性的极性试样，可选带有酸性或碱或碱 性基团的高分子多孔微球。性基团的高分子多孔微球。能形成氢键的试样，应选氢键型固定液。能形成氢键的试样，应选氢键型固定液。对于复杂组分，可选用两种或两种以上的混合对于复杂组分，可选用两种或两种以上的混

5、合固定液。固定液。见见P395页页载体载体 可提供一个具有大表面积的惰性表面，且化学可提供一个具有大表面积的惰性表面，且化学稳定性和热稳定性好，不直接参与色谱分离，颗稳定性和热稳定性好，不直接参与色谱分离，颗粒均匀，有一定的强度。粒均匀，有一定的强度。1.对载体的要求对载体的要求2.硅藻土型载体硅藻土型载体(1)红色载体红色载体(2)白色载体白色载体3.载体的钝化载体的钝化二、气固色谱固定相二、气固色谱固定相常用的固体吸附剂有：常用的固体吸附剂有：非极性活性炭、非极性活性炭、特殊吸附作用的分子筛、弱极特殊吸附作用的分子筛、弱极性的氧化铝、性的氧化铝、强极性的硅胶等。强极性的硅胶等。特点：特点：

6、柱效低、活性中心易中毒。柱效低、活性中心易中毒。新型合成固定相新型合成固定相1 1、高分子多孔微球、高分子多孔微球 颗粒均匀，填充均匀，重现性好，适于程序颗粒均匀，填充均匀，重现性好，适于程序升温测定，特别适于有机物中痕量水的分析。升温测定，特别适于有机物中痕量水的分析。2 2、键合固定相（见液液色谱）、键合固定相（见液液色谱）三、流动相（载气）三、流动相（载气）见见P397页页第三节第三节 检检 测测 器（自学）器（自学）第四节第四节 分离条件的选择分离条件的选择一、气相色谱速率理论一、气相色谱速率理论1.涡流扩散项涡流扩散项填充柱色谱：填充柱色谱：空心毛细管柱：空心毛细管柱：2.分子扩散项

7、分子扩散项 Dg与组分的性质有关，还与载气性质、柱温、柱压等与组分的性质有关，还与载气性质、柱温、柱压等因素有关。因素有关。Dg与载气的分子量的平方根成反比，随柱温升高而增与载气的分子量的平方根成反比，随柱温升高而增大，随柱压增大而减小大，随柱压增大而减小n n采用分子量较大的载气，控制较低的柱温、采采用分子量较大的载气，控制较低的柱温、采采用分子量较大的载气，控制较低的柱温、采采用分子量较大的载气，控制较低的柱温、采用较高的载气流速，可以减小分子扩散，有利于用较高的载气流速，可以减小分子扩散，有利于用较高的载气流速，可以减小分子扩散，有利于用较高的载气流速，可以减小分子扩散，有利于分离。分离

8、。分离。分离。但分子量大时，粘度大，柱压低，因此载气线但分子量大时，粘度大，柱压低，因此载气线但分子量大时，粘度大，柱压低，因此载气线但分子量大时，粘度大，柱压低，因此载气线速度较低时用氮气，较高时用氦气或氢气。速度较低时用氮气，较高时用氦气或氢气。速度较低时用氮气，较高时用氦气或氢气。速度较低时用氮气，较高时用氦气或氢气。3.传质阻抗项传质阻抗项包括气相传质阻抗和液相传质阻抗：包括气相传质阻抗和液相传质阻抗：填充柱气相色谱中，填充柱气相色谱中，Cg很小，可以忽略不计，很小，可以忽略不计，CCl 载气流速对阻抗的影响很大，当载气流速增大时，传载气流速对阻抗的影响很大，当载气流速增大时，传质阻抗

9、项就增大，造成塔板高度质阻抗项就增大，造成塔板高度H增大，柱效较低。增大，柱效较低。由以上的讨论可以看出，色谱柱填充程度、由以上的讨论可以看出，色谱柱填充程度、由以上的讨论可以看出，色谱柱填充程度、由以上的讨论可以看出，色谱柱填充程度、载体的粒度、载气的流速和种类、固定液的液载体的粒度、载气的流速和种类、固定液的液载体的粒度、载气的流速和种类、固定液的液载体的粒度、载气的流速和种类、固定液的液膜厚度和柱温等因素都对柱效能产生直接的影膜厚度和柱温等因素都对柱效能产生直接的影膜厚度和柱温等因素都对柱效能产生直接的影膜厚度和柱温等因素都对柱效能产生直接的影响。分析时应全面考虑这些因素的影响，选择响。

10、分析时应全面考虑这些因素的影响，选择响。分析时应全面考虑这些因素的影响，选择响。分析时应全面考虑这些因素的影响，选择适宜的色谱操作条件。适宜的色谱操作条件。适宜的色谱操作条件。适宜的色谱操作条件。二、实验条件的选择二、实验条件的选择 在气相色谱中，固定液、柱温及载气的选择在气相色谱中，固定液、柱温及载气的选择是分离条件选择的三个主要方面，用于提高柱是分离条件选择的三个主要方面，用于提高柱效、降低板高，提高相邻组分离度。效、降低板高，提高相邻组分离度。分离方程：分离方程：acb(一一)提高提高和和k见见403页页（二（二)提高提高n n 各项因素对板高各项因素对板高H的影响的影响 1.载气及其线

11、速的选择载气及其线速的选择则：则：2.2.柱温的选择（见柱温的选择（见404404页）页）最高使用温度：控制在固定液的最高使用温度。最高使用温度：控制在固定液的最高使用温度。最低使用温度：使固定液不以固体形式存在。最低使用温度：使固定液不以固体形式存在。3.3.柱长和内径的选择柱长和内径的选择柱长应适当（填充柱柱长应适当（填充柱2 26m6m）。）。柱太长，增加保留时间，费时柱太长，增加保留时间，费时柱太短，达不到分离效果。柱太短，达不到分离效果。色谱柱内径常为色谱柱内径常为3 36mm6mm。增加内径，可增加分离增加内径，可增加分离样品量，但扩散，柱效低。样品量，但扩散，柱效低。4.4.其他

12、条件的选择其他条件的选择气化室温度气化室温度检测器温度检测器温度进样时间和进样量进样时间和进样量第五节第五节 毛细管气相色谱法毛细管气相色谱法一、一、毛细管气相色谱法的特点和分类毛细管气相色谱法的特点和分类毛细管气相色谱法的特点和分类毛细管气相色谱法的特点和分类（P406P406页）页）页）页）二、毛细管色谱速率理论和实验条件的选择二、毛细管色谱速率理论和实验条件的选择二、毛细管色谱速率理论和实验条件的选择二、毛细管色谱速率理论和实验条件的选择三、毛细管气相色谱系统三、毛细管气相色谱系统三、毛细管气相色谱系统三、毛细管气相色谱系统第六节第六节 定性与定量分析定性与定量分析一、定性分析方法一、定

13、性分析方法 1.已知物对照法已知物对照法 2.利用相对保留值利用相对保留值 3.利用保留指数利用保留指数 4.官能团分类测定法官能团分类测定法 5.两谱联用两谱联用二、定量分析方法二、定量分析方法定量校正因子定量校正因子定量校正因子定量校正因子1.1.绝对校正因子绝对校正因子绝对校正因子绝对校正因子 2.2.相对校正因子相对校正因子相对校正因子相对校正因子（二）定量方法（二）定量方法1.归一化法归一化法优点：优点：简便简便定量结果与进样量无关定量结果与进样量无关操作条件对结果影响较小操作条件对结果影响较小缺点：缺点：所有组分在一个分析周期内都流出色谱柱所有组分在一个分析周期内都流出色谱柱检测器

14、对所有组分有响应检测器对所有组分有响应不能用于微量杂质的含量测定不能用于微量杂质的含量测定2.外标法（外标一点法）外标法（外标一点法）外标法外标法外标一点法（比较法）外标一点法（比较法）外标法的优点外标法的优点：操作简便，不用校正因子操作简便，不用校正因子不用内标物不用内标物 分析结果的准确度主要取决于进样量的重复性和操作分析结果的准确度主要取决于进样量的重复性和操作条件的稳定性。条件的稳定性。3.内标法内标法内标物的选择原则：内标物的选择原则：(1)内标物应是试样中不存在的纯物质；内标物应是试样中不存在的纯物质；(2)加入的量应接近于被测组分的量；加入的量应接近于被测组分的量；(3)内标物色谱峰应位于被测组分附近。内标物色谱峰应位于被测组分附近。4.内标校正曲线法内标校正曲线法优点：不必测出校正因子，消除了操作条件的影响。优点：不必测出校正因子，消除了操作条件的影响。