气相色谱法蚊香液PPT课件

1、色谱法分离原理 色谱法是一种分离方法，它利用被分离的诸物质在互不相溶互不相溶的两相中分配系数的微小差异进行分离。当两相作相对移动相对移动时，使被测物质在两相之间进行反复反复多次分配多次分配，使原来微小的差异累加产生了很大的效果，形成差速迁移差速迁移，使各组分在柱内移动的同时逐渐分离，以达到分离、分析及测定一些物理化学常数的目的。第1页/共52页色谱法的特点1分离效率高：可在很短的时间内分离多达二、三百个组分的复杂物质，柱效能可达106的理论板。2检测能力强：可以检测出10-1110-15克级的痕量组分，能满足环境检测、农药残留等大量日常检测分析的需要。3样品用量少：样品用量一般为微升级，少的可

2、达纳克级。4适用范围广：几乎所有与化学有关的领域都有其用武之地。第2页/共52页气相色谱多用高沸点的有机化合物涂渍在惰性载体上作为固定相，一般只要在450以下有1.5KPa-10KPa的蒸汽压且热稳定性好的有机及无机化合物都可用气液色谱分离。由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用价值。第3页/共52页气相色谱仪的结构气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、控温系统以及检测和记录系统。第4页/共52页第5页/共52页1. 气路系统 气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。它的

3、气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响，因此必须注意控制。 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空气。第6页/共52页第7页/共52页2. 进样系统 进样系统包括进样器和气化室两部分。 （1 1）进样器: :将样品引入气相色谱系统内, ,液体样品的进样一般采用微量注射器。第8页/共52页 （2 2）气化室: :气化室的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。 为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要求气化室热容量大，无催化效应。为了尽量减少柱前谱峰变宽，气化室的死体积应尽可能小。第9页/共52页3. 分离系统 分

4、离系统由色谱柱组成,色谱柱是色谱分析的心脏 色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。 （1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为2 4mm，长1 3 m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。 （2）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、多孔层和涂载体空心柱。空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为0.2 0.5mm，长度30 300m，呈螺旋型。第10页/共52页气液色谱固定液1. 1. 对固定液的要求 固定液一般为高沸点的有机物，能做固定相的有机物必须具备下列条件： 第一，热稳定性好，在操作温度下，不发生聚合、 分解或交联等现象，且有较低的蒸汽压，以免固定液流失。通常，固定液有一个“最高使用

5、温度”。第11页/共52页 第二，化学稳定性好，固定液与样品或载气不能发生不可逆的化学反应。 第三，固定液的粘度和凝固点低，以便在载体表面能均匀分布。 第四，各组分必须在固定液中有一定的溶解度，否则样品会迅速通过柱子，难于使组分分离。第12页/共52页 2. 固定液和组分分子间的作用力 固定液为什么能牢固地附着在载体表面上，而不为流动相所带走？为什么样品中各组分通过色谱柱的时间不同？这些问题都涉及到分子间的作用力。前者，取决于载体分子与固体分子间作用力的大小；后者，则与组分、固定液分子相互作用力的不同有关。 第13页/共52页 分子间的作用力是一种极弱的吸引力，主要包括静电力、诱导力、色散力和

6、氢键力等。 如在极性固定液柱上分离极性样品时，分子间的作用力主要是静电力。被分离组分的极性越大，与固定液间的相互作用力就越强，因而该组分在柱内滞留时间就越长。第14页/共52页 又如存在于极性分子与非极性分子之间的诱导力。由于在极性分子永久偶极矩电场的作用下，非极性分子也会极化产生诱导偶极矩。它们之间的作用力叫诱导力。极性分子的极性越大，非极性分子越容易被极化，则诱导力就越大。当样品具有非极性分子和可极化的组分时，可用极性固定液的诱导效应分离。例如，苯（）和 环己烷（ ）沸点接近，偶极矩为零，均为非极性分子，若用非极性固定液却很难使其分离。但苯比环己烷容易极化，故采用极性固定液，就能使苯产生诱

7、导偶极矩，而在环己烷之后流出。固定液的极性越强，两者分离 得越远。第15页/共52页3. 固定液的分类 目前用于气相色谱的固定液有数百种，一般按其化学结构类型和极性进行分类，以便总结出一些规律供选用固定液时参考。（1）按固定液的化学结构分类 把具有相同官能团的固定液排在一起，然后按官能团的类型不同分类，这样就便于按组分与固定液“结构相似”原则选择固定液时参考。（2）按固定液的相对极性分类 极性是固定液重要的分离特性，按相对极性分类是一种简便而常用的方法第16页/共52页4. 固定液的选择在选择固定液时，一般按“相似相溶”的规律选择，因为这时的分子间的作用力强，选择性高，分离效果好。在应用中，应

8、根据实际情况并按如下几个方面考虑：第一，非极性试样一般选用非极性固定液。非极性固定液对样品的保留作用，主要靠色散力。分离时，试样中各组分基本上按沸点从低到高按沸点从低到高的顺序流出色谱柱的顺序流出色谱柱；若样品中含有同沸点的烃类和非烃类化合物，则极性化合物先流出。第17页/共52页 第二，中等极性的试样应首先选用中等极性固定液。在这种情况下，组分与固定液分子之间的作用力主要为诱导力和色散力。分离时组分基本上按沸点从低到高的顺序流出色谱柱，但对于同沸点的极性和非极性物，由于此时诱导力起主要作用，使极性化合物与固定液的作用力加强，所以非极性组分先流出。 第三，强极性的试样应选用强极性固定液。此时，

9、组分与固定液分子之间的作用主要靠静电力，组分一般按极性从小到大的顺序流出；对含有极性和非极性的样品，非极性组分先流出。第18页/共52页 第四，具有酸性或碱性的极性试样，可选用带有酸性或碱性基团的高分子多孔微球，组分一般按相对分子质量大小顺序分离。此外，还可选用极性强的固定液，并加入少量的酸性或碱性添加剂，以减小谱峰的拖尾。 第五，能形成氢键的试样，应选用氢键型固定液，如腈醚和多元醇固定液等。各组分将按形成氢键的能力大小顺序分离。 第六，对于复杂组分，可选用两种或两种以上的混合液，配合使用，增加分离效果第19页/共52页1.甲苯 92/110.6 2.己醇 102/156 3.苯酚 94/18

10、2 4.癸烷 142/174 5.萘 128/218 6.十二烷 170/216 强色散力无偶极力 弱氢键力100% 甲基50% 苯基024681012141613456202468101214161243650246810121416124365第20页/共52页4. 控制温度系统 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。控制温度主要制对色谱柱炉、气化室、检测室的温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。 对于沸点范围很宽的混合物，一般采用程序升温法进行。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。第21页/

11、共52页5.5.检测和放大记录系统（1）检测系统 根据检测原理的差别，气相色谱检测器可分为浓度型和质量型两类。 浓度型检测器测量的是载气中组分浓度的瞬间变化，即检测器的响应值正比于组分的浓度。如热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）。第22页/共52页质量型检测器测量的是载气中所携带的样品进入检测器的速度变化，即检测器的响应信号正比于单位时间内组分进入检测器的质量。如氢焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD）。第23页/共52页FID第24页/共52页FID结构图第25页/共52页（2）记录系统 记录系统是一种能自动记录由检测器输出的电信号的装置。第26页/共52页归一化法(

12、Normalized %) 将样品中所有组份的含量之和定为100%。计算其中某一组份百分含量的定量方法： 其中：xi试样中组份I的百分含量 fi组份I的校正因子 Ai组份I的峰面积或峰高100%)(iiiiAfAfix第27页/共52页 将称为内标物的物质s 加入到样品中，进行色谱分析后，用组分i 和内标物Bs各自的相对校正因子校准其峰值，按下式计算组分i 质量百分含量的方法，就是内标定量法。 式中xi、Ai 、fi 分别为试样中组分i 的质量百分含量、峰面积和相对校正因子， m s、 As、 fs 分别为内标物s 的质量、峰面积和相对校正因子、m 为试样的质量。第28页/共52页第29页/共

13、52页第30页/共52页第31页/共52页第32页/共52页第33页/共52页第34页/共52页第35页/共52页第36页/共52页第37页/共52页第38页/共52页第39页/共52页第40页/共52页第41页/共52页蚊香液有效成分分析 蚊香液由杀虫剂、稳定剂、增效剂、溶剂组成。杀虫剂可使用无毒高效的除虫菊素等；稳定剂为抗氧化且具有挥散调整作用的酚类物质，如：BHT（2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚）、连苯三酚、异丙基甲酚等，可单独使用，也可复配作用；增效剂可为增效胺、增效醚；溶剂为常用的溶剂，如正十四烷等；还可含有香料。第42页/共52页 其各组份的重量百分比为： 杀虫活性成分0.6%2.

14、44%； 溶剂88%97%； 增效剂1%10%； 添加剂04%； 各组份重量百分比总和为100%。第43页/共52页某品牌电热蚊香液各成分百分比 60%的除虫菊素精油 1.67%； 溶剂IOSPAR 94.83%； 增效剂MGK-264 1.8%； 无水乙醇 1%； 稳定剂2,6二叔丁基对甲酚0.2%； 香精 0.5% 。第44页/共52页蚊香液的有效成分：各种菊酯第45页/共52页第46页/共52页第47页/共52页蚊香液有效成分分析 取金鹿牌电热蚊香液10ul，用100PPM DAP/正己烷溶液稀释100倍第48页/共52页分离条件 仪器：Agilent 4890D 色谱柱：HP-5 25m0.32mm0.52um 载气：H2，柱头压5psi 气化室 250，FID 300 柱温：140保持3min，以20/min速度升到240,以10/min速度升到260,以20/min速