气相色谱C月学习教案.pptx

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1、会计学1气相色谱气相色谱C月月第一页，编辑于星期二：一点 二十七分。一、分离度（分辨率）及影响因素一、分离度（分辨率）及影响因素一、分离度（分辨率）及影响因素一、分离度（分辨率）及影响因素1分离度定义式 2影响分离的因素（分离方程，分离度计算式）第1页/共53页第二页，编辑于星期二：一点 二十七分。1 1分离度定义式分离度定义式分离度定义式分离度定义式分离度分离度分离度分离度：相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍相临两组分间峰顶间距离是峰底宽平均值的几倍 （衡量色谱分离条件优劣的参数）（衡量色谱分离条件优

2、劣的参数）（衡量色谱分离条件优劣的参数）（衡量色谱分离条件优劣的参数）讨讨论论：第2页/共53页第三页，编辑于星期二：一点 二十七分。2 2影响分离的因素（计算式）影响分离的因素（计算式）影响分离的因素（计算式）影响分离的因素（计算式）前提前提前提前提定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设定义式基础上，相邻两组分的峰宽一致（假设W1W1 W2W2）柱选择项柱选择项柱选择项柱选择项柱容量项柱容量项柱容量项柱容量项柱效项柱效项柱效项柱效项-基本分离方程第3页/共53页第四页，编辑于星期二：一点 二十七分。a a a

3、a柱效项及其影响因素：柱效项及其影响因素：柱效项及其影响因素：柱效项及其影响因素：影响色谱峰的宽窄主要取决于色谱柱性能及载气流速第4页/共53页第五页，编辑于星期二：一点 二十七分。续前续前续前续前 讨讨论：论：vv 增加柱效是提高分离度的一个直接有效手段vv 提高柱效、改善分离的途径：增加柱长；降低板高vv 根据速率理论，降低板高、提高柱效的方法是：1）采用粒度较小、均匀填充的固定相（A项）2）分配色谱应控制固定液液膜厚度（C项）3）适宜的操作条件：流动相的性质和流速，柱温等等（B项）选用分子量较大、线速度较小的载气N2气，控制较低的柱温第5页/共53页第六页，编辑于星期二：一点 二十七分。

4、b b柱选择项及其影响因素：柱选择项及其影响因素：柱选择项及其影响因素：柱选择项及其影响因素：影响峰的间距 主要受固定相性质，以及柱温影响第6页/共53页第七页，编辑于星期二：一点 二十七分。续前续前续前续前讨论：讨论：vv 增大柱选择性是改善分离度的最最有有力力手段手段vv 气相色谱中，柱选择性取决于固固定定相相性性质质（影响K值）和柱柱温温（K是温度的函数）选择合适的固定相使与不同组分的作用产生差别 才能实现分离 一般说，降降低低柱柱温温可可以以增增大大柱柱的的选选择择性性第7页/共53页第八页，编辑于星期二：一点 二十七分。c c柱容量项及其影响因素：柱容量项及其影响因素：柱容量项及其影

5、响因素：柱容量项及其影响因素：影响峰位影响峰位主要受固定相用量、柱温的影响主要受固定相用量、柱温的影响第8页/共53页第九页，编辑于星期二：一点 二十七分。续前续前续前续前讨论：讨论：综合考虑分离度、分离时间和峰检测几项因素 控制k的最佳范围 25GC中，增加固定液用量和降低柱温可以增加 k第9页/共53页第十页，编辑于星期二：一点 二十七分。图示图示图示图示k k 影响峰位影响峰位影响峰位影响峰位n n 影响峰宽窄影响峰宽窄影响峰宽窄影响峰宽窄 影响两峰间距影响两峰间距影响两峰间距影响两峰间距p449第10页/共53页第十一页，编辑于星期二：一点 二十七分。二、实验条件的选择：二、实验条件的

6、选择：二、实验条件的选择：二、实验条件的选择：P497P497 色谱条件包括分离条件和操作条件 分离条件是指色谱柱 操作条件是指载气流速、进样条件及检测器1色谱柱的选择2柱温的选择3载气与流速的选择4进样条件的选择第11页/共53页第十二页，编辑于星期二：一点 二十七分。1 1色谱柱的选择（以气液分配色谱为主）色谱柱的选择（以气液分配色谱为主）色谱柱的选择（以气液分配色谱为主）色谱柱的选择（以气液分配色谱为主）（1）固定相的选择（2）柱长的选择第12页/共53页第十三页，编辑于星期二：一点 二十七分。（1 1）固定相的选择）固定相的选择）固定相的选择）固定相的选择固定液的选择：固定液的选择：1

7、）按“相似相溶”原则：极性相似或官能团相似 2）按组分性质主要差别：沸点相差大的选非极性固定液 沸点相差小的选极性固定液 3）柱温 1.5选择L，一般较短(0.66m)不可以无限延长柱子难分离组分毛细管柱第15页/共53页第十六页，编辑于星期二：一点 二十七分。练习练习练习练习例：两组分在1 m长柱子上的分离度为0.75，问使用 多长柱子可以使它们完全分离？解：第16页/共53页第十七页，编辑于星期二：一点 二十七分。练习练习练习练习例：两组分A,B，柱长2 m，空气保留时间30秒，A保留时间230秒，B保留时间250秒，B峰宽30秒，求柱理论塔板数，分离度；若完全分开，柱长至少多少米？解：第

8、17页/共53页第十八页，编辑于星期二：一点 二十七分。2 2柱温的选择柱温的选择柱温的选择柱温的选择原则：1）在能保证R的前提下，尽量使用低柱温，但应保证适宜的tR及峰不拖尾，减小检测本底 2）根据样品沸点情况选择合适柱温 柱温应低于组分沸点501000C 宽沸程样品应采用程序升温第18页/共53页第十九页，编辑于星期二：一点 二十七分。续前续前续前续前程程序序升升温温好好处：处：改 善 分 离效果 缩 短 分 析周期 改善峰形 提 高 检 测灵敏度第19页/共53页第二十页，编辑于星期二：一点 二十七分。3 3载气与流速的选择载气与流速的选择载气与流速的选择载气与流速的选择n n选择载气应

9、与检测器匹配选择载气应与检测器匹配选择载气应与检测器匹配选择载气应与检测器匹配 TCDTCD选选H H2 2，HeHe（u u 大，粘度小）大，粘度小）FIDFID选选N N2 2（u u 小，粘度大）小，粘度大）n n选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响第20页/共53页第二十一页，编辑于星期二：一点 二十七分。4 4进样条件的选择进样条件的选择进样条件的选择进样条件的选择 气化室温度一般稍高于样品沸点（一般不高于500C），保证样品全部气化。一

10、般稍高于柱温。检测室温度应高于柱温30500C，防止样品冷凝于检测器。进样量不可过大，一般0.1n ，否则造成拖尾峰注：注：检测器灵敏度足够检测器灵敏度足够进样量尽量小进样量尽量小最大允许进样量最大允许进样量使理论塔板数降低使理论塔板数降低10%10%的进样量的进样量第21页/共53页第二十二页，编辑于星期二：一点 二十七分。讨论：讨论：讨论：讨论：tR H R 流速加倍流速加倍 1/2 t1/2 tR R 增大增大 变小变小 柱温加倍柱温加倍 变小变小 -变小变小 柱长加倍柱长加倍 2t2tR R 不变不变 1.414R1.414R 固定液用量加倍固定液用量加倍 2 t2 tR R -记录仪

11、纸速加倍记录仪纸速加倍 不变不变 不变不变 不变不变 第22页/共53页第二十三页，编辑于星期二：一点 二十七分。练习练习练习练习例：已知物质例：已知物质A A和和B B在一根在一根30.0cm30.0cm长的柱上的保留时间分别为长的柱上的保留时间分别为 16.4016.40和和17.63min17.63min，不被保留组分通过该柱的时间为，不被保留组分通过该柱的时间为1.30min1.30min，峰底宽为峰底宽为1.111.11和和1.21min1.21min，试计算，试计算 （1 1）柱的分离度（）柱的分离度（2 2）柱的平均塔板数（）柱的平均塔板数（3 3）塔板高度）塔板高度 （4 4）

12、达）达1.51.5分离所需柱长分离所需柱长解：第23页/共53页第二十四页，编辑于星期二：一点 二十七分。续前续前续前续前第24页/共53页第二十五页，编辑于星期二：一点 二十七分。第六节第六节 定性定量分析定性定量分析n n一、定性分析一、定性分析一、定性分析一、定性分析n n1.1.己知物对照法己知物对照法己知物对照法己知物对照法n n未知物未知物未知物未知物n n对照物对照物对照物对照物 同一柱同一柱同一柱同一柱 t tR R相同相同相同相同 可能为同一物质可能为同一物质可能为同一物质可能为同一物质n n2.2.相对保留值相对保留值相对保留值相对保留值 柱温与固定相与文献相同柱温与固定相

13、与文献相同柱温与固定相与文献相同柱温与固定相与文献相同n n3.3.两谱联用定性两谱联用定性两谱联用定性两谱联用定性n nGC-MSGC-MS联用仪联用仪联用仪联用仪 GC-IRGC-IRn n 1未知物2标准物注意注意：程序升温时保留时间有变化，常用调整保留时间与保留温度定性第25页/共53页第二十六页，编辑于星期二：一点 二十七分。二、定量分析二、定量分析二、定量分析二、定量分析 P504 P504 n n1.1.峰面积测量峰面积测量峰面积测量峰面积测量 A=1.065*h*W A=1.065*h*W 0.50.5n n2.2.校正因子校正因子校正因子校正因子 n n 绝对校正因子绝对校正

14、因子绝对校正因子绝对校正因子 fi=mi/Aifi=mi/Ain n 需准确体积进样需准确体积进样需准确体积进样需准确体积进样n n 相对校正因子相对校正因子相对校正因子相对校正因子 fi=fi/fsfi=fi/fsn n标准物标准物标准物标准物s TCD s TCD 苯苯苯苯 FID FID 正庚烷正庚烷正庚烷正庚烷 n n 相对质量校正因子相对质量校正因子相对质量校正因子相对质量校正因子 n n n n n n 进样量不需淮确进样量不需淮确进样量不需淮确进样量不需淮确n n 操作条件变化关系不大操作条件变化关系不大操作条件变化关系不大操作条件变化关系不大第26页/共53页第二十七页，编辑于

15、星期二：一点 二十七分。3.3.定量方法定量方法定量方法定量方法 RSD2%RSDttR1R1)n n9.n=(t9.n=(tR R/)2 2=5.54(t=5.54(tR R/W/W1/21/2)2 2=16(t=16(tR R/W)/W)2 2,n n H=L/n n H=L/n n有效有效有效有效=（t tR R/）2 2 n n11.R=(t11.R=(tR2 R2 t t R1 R1)/(W/(W1 1+W+W2 2)/2)/2)R=R=(n n1/2 1/2 /4/4 )*()*(1)/1)/1)/1)/)*(k)*(k)*(k)*(k2 2 2 2 /(1+k/(1+k2 2)n

16、 n12.R12.R12.R12.R1 1 1 12 2 2 2/R/R/R/R2 2 2 22 2 2 2 =L=L=L=L1 1 1 1/L/L/L/L2 2 2 2第46页/共53页第四十七页，编辑于星期二：一点 二十七分。差速迁移差速迁移差速迁移差速迁移 在色谱中，不同的组分要有不在色谱中，不同的组分要有不在色谱中，不同的组分要有不在色谱中，不同的组分要有不n n同的迁移速度，（根据公式同的迁移速度，（根据公式同的迁移速度，（根据公式同的迁移速度，（根据公式t tR R=t=tMM(1+K*V(1+K*VS S/V/Vmm)n n应应应应 有不同的有不同的有不同的有不同的K K或或或或

17、k k，调整保留时间。，调整保留时间。，调整保留时间。，调整保留时间。要改变要改变要改变要改变k k，主要通过选择合适的固定相和流，主要通过选择合适的固定相和流，主要通过选择合适的固定相和流，主要通过选择合适的固定相和流动相来达到目的。动相来达到目的。动相来达到目的。动相来达到目的。在在在在GCGC中，载气的选择余地不大，主要通过选中，载气的选择余地不大，主要通过选中，载气的选择余地不大，主要通过选中，载气的选择余地不大，主要通过选择合适的固定相。择合适的固定相。择合适的固定相。择合适的固定相。塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论 重点掌握重点掌握重点掌握重点掌握n,Hn,H的计算，峰形窄，理的计

18、算，峰形窄，理的计算，峰形窄，理的计算，峰形窄，理论塔板数高，板高小，柱效高。论塔板数高，板高小，柱效高。论塔板数高，板高小，柱效高。论塔板数高，板高小，柱效高。第47页/共53页第四十八页，编辑于星期二：一点 二十七分。n n速率理论速率理论速率理论速率理论 Van Deemter Van Deemter 方程式方程式方程式方程式 n n 简式简式简式简式 H=A+B/u+C/u(H=A+B/u+C/u(填充柱填充柱填充柱填充柱)H=B/u+C/u(H=B/u+C/u(空心柱空心柱空心柱空心柱)详细式详细式详细式详细式 H=2H=2d*p+2d*p+2Dm/u Dm/u +(2*k)/(3*

19、(1+k)+(2*k)/(3*(1+k)2 2)*d)*df f2 2/D/DL L*u*u 了解各项，各符号的含义，了解各项，各符号的含义，了解各项，各符号的含义，了解各项，各符号的含义，理理理理解分离条件的解分离条件的解分离条件的解分离条件的 选择，即填充均匀度，填料的平均颗粒直选择，即填充均匀度，填料的平均颗粒直选择，即填充均匀度，填料的平均颗粒直选择，即填充均匀度，填料的平均颗粒直径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱效及分径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱效及分径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱效及分径，液膜厚度，载气的性质及流速，柱温等对柱效及分离的影响。离的影

20、响。离的影响。离的影响。从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，为从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，为从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，为从范氏曲线理解最小板高和最佳线速度的含义，为了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大于最了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大于最了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大于最了减少分析时间，常用最佳实用线速度，其数值大于最佳线速度。佳线速度。佳线速度。佳线速度。第48页/共53页第四十九页，编辑于星期二：一点 二十七分。三仪器三仪器n n 仪器主要部件仪器主要部件仪器主要部件仪器主要部件 载气钢瓶载气钢瓶载气钢瓶载气钢瓶 气化

21、室气化室气化室气化室 色谱色谱色谱色谱n n柱柱柱柱 检测器检测器检测器检测器 记录仪记录仪记录仪记录仪 n n填充柱填充柱填充柱填充柱 气气气气-固色谱柱固色谱柱固色谱柱固色谱柱 气气气气-液色谱柱液色谱柱液色谱柱液色谱柱 n n气气气气-液色谱柱由固定液和载体组成，液色谱柱由固定液和载体组成，液色谱柱由固定液和载体组成，液色谱柱由固定液和载体组成，n n固定液按极性分类可分为非极性，中等固定液按极性分类可分为非极性，中等固定液按极性分类可分为非极性，中等固定液按极性分类可分为非极性，中等n n极性、极性以及氢键型固定液。极性、极性以及氢键型固定液。极性、极性以及氢键型固定液。极性、极性以及

22、氢键型固定液。第49页/共53页第五十页，编辑于星期二：一点 二十七分。一一 TCD TCD 浓度型浓度型浓度型浓度型 载气与组分有差别载气与组分有差别载气与组分有差别载气与组分有差别 HH2 2 H He e 开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，开气相色谱仪时，必须先开载气，后开电源，加热。关机时，最后关载气。加热。关机时，最后关载气。加热。关机时，最后关载气。加热。关机时，最后关载气。FID FID 质量型质量型质量型质量型 含含含含C C化合物化合物化合物化合物 NN2 2 H H2 2 Air Air

23、n n具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点具有灵敏度高，检测限小，死体积小等优点n n好的检测器，应灵敏度好的检测器，应灵敏度好的检测器，应灵敏度好的检测器，应灵敏度S S大，检测限（大，检测限（大，检测限（大，检测限（D=2N/SD=2N/S）小，线性范围宽，死体积小，响应快。小，线性范围宽，死体积小，响应快。小，线性范围宽，死体积小，响应快。小，线性范围宽，死体积小，响应快。第50页/共53页第五十一页，编辑于星期二：一点 二十七分。小小小小 结结结结 1 1 了解气相色谱的分类及一般流程。了解气相色谱的分类及一

24、般流程。了解气相色谱的分类及一般流程。了解气相色谱的分类及一般流程。2 2 基本理论：基本理论：基本理论：基本理论：差速迁移差速迁移 t tR R,k,K,k,K,等等 要改变要改变 K,K,主要改变固定液。主要改变固定液。塔板理论：重点掌握塔板理论：重点掌握n,Hn,H的计算（理论一般了解），分离的计算（理论一般了解），分离 度的计算。度的计算。速率理论：速率理论：掌握掌握 H=A+B/H=A+B/+C+C 填充柱填充柱 H=B/H=B/+C+C 空心柱空心柱 各项的解释各项的解释 H H 与与 的关系；的关系；HH与柱温的关系。与柱温的关系。第51页/共53页第五十二页，编辑于星期二：一点 二十七分。3 3 仪器及实验条件仪器及实验条件：了解：固定液，担体，液担比等选择（高分子多孔小球等）了解：固定液，担体，液担比等选择（高分子多孔小球等）掌握两种检测器掌握两种检测器:浓度型浓度型 TCDTCD 质量型质量型 FIDFID 了解灵敏度和检测限的意义。了解灵敏度和检测限的意义。4 4 掌握定性定量分析方法掌握定性定量分析方法:全出峰用归一法全出峰用归一法 不全出峰用内标法，外标法。不全出峰用内标法，外标法。作业作业:p511 3:p511 3、4 4、5 5第52页/共53页第五十三页，编辑于星期二：一点 二十七分。