气相色谱法重点

1、上届气相色谱法重点气相色谱法：是以气体作为流动相的柱色谱分析方法。分类：一、按两相聚集状态(1) 按流动相的状态：液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱(2) 按固定相的状态：液固、液液：气固、气液二、按操作方式(1)柱色谱：填充柱、毛细柱(2)平面色谱：薄层色谱、纸色谱法三、按分离原理分吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，尺寸排阻色谱，亲和色谱气相色谱分离法的特点：先分离，后检测气相色谱应用范围：(1)易挥发有机物(2)可衍生化成易挥发物(3)无机气体气相色谱仪的结构及其作用：1、气路系统：包括载气气源，气体减压，稳压，稳流和净化装置2、进样系统：包括进样阀，气化室和控温部分3、分离系统：包括色谱

2、柱，柱室和控温部分，分离系统是气相色谱仪的核心部件4、检测系统：包括检测器和控温部分，5、记录系统：包括放大器，色谱工作站等色谱图：在气相色谱分析中， 柱后流出物流经检测器时，载气中各组分的量所产生的信号及时间的曲线称为色谱图流出曲线，又称为色谱图。色谱峰：色谱图中突出部分，是检测器对组分含量变化所输出信号的微分曲线。基线：仅有基线通过检测器时，仪器记录的响应信号曲线称为基线。基线的波动程度反映仪器检测系统噪声大小。保留值：是定性分析的指标保留时间：是组分从进样到出现信号最大值时的时间，tRo死时间：是不被固定相滞留组分的保留时间，tM,反映流动相通过色谱柱所需要的时间。调整保留时间：t

3、9;R,指组分的保留时间与死时间之差。相对保留值：在相同的操作条件下，组分 i的调整保留值与组分 s的调整保留值之比，称为 组分i对组分s的相对保留值，用ris表示。Ris只随柱温和固定相的改变而变化，ris的大小，反映色谱柱对不同组分的选择性。Ris不等于1,说明色谱柱对两个组分有选择性。分离度(分辨率)(Resolution, R):相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比。如果 R=1，W 92 =4仃 tR1 tR2 = Nr =4。称为4 b分离，峰分离达 98%如果 R=1.5 tR1 -tR2 = :t R =6-'称为6 b分离，峰分离达99.7%, R=1.5是两个

4、相邻色谱峰完全分离的标志。定量分析的依据：峰高，峰面积衡量色谱柱的效能：用峰宽 Wb,半峰宽 W1/2,标准偏差6 (0.067峰高处的峰宽的一半)来 衡量。6值的大小表示色谱柱后流出组分的分散程度，6越小，表明流出组分越集中，柱效越从流出曲线的形状我们可以得到以下信息：1、应用峰数：判断样品中的最少组分数量。2、保留值：进行定性分析。3、峰高或者峰面积：定量分析。4、结合保留值和区域宽度指标：可以评价色谱柱对组分的分离效能。5、根据峰间距离：可以评价所选择的固定相，流动相是否合理。分配系数：一定温度、压力条件下，组分在两相间达到分配平衡时，固定相中组分的浓度与流动相中组分的浓度之比。 K （

5、分配系数的大小由 组分和固定相的热力学性质 决定，与两相 体积无关。分配比：又称容量因子，表示在一定温度和压力下，两相平衡时，固定相中组分的质量与流动相中组分的质量之比。K （容量因子越大，固定相对组分的滞留作用越大）气相色谱的基本理论：塔板理论，速率理论塔板理论的四个基本假设：1、色谱柱由若干小段组成，每一段称为一个理论塔板，塔板的段长称为理论塔板高度，用 H表不。2、塔板中，下层是固定相，上层空间充满流动相，该空间称为板体积，载气脉冲式进入色 谱柱，每次进气一个板体积。3、组分在各塔板内的两相间迅速达到分配平衡，分配系数恒定不变，与组分浓度无关。4、开始时，试样组分全部加在第1块塔板上，试

6、样沿色谱柱方向的纵向扩散忽略不计。当n=5时，即第一个塔板进了 5个体积的气后，组分A开始流出柱出口， 进入检测器产生信 号，但此时组分 A含量很小，信号很弱。当n=8, 9时，柱出口流出量达最大值，之后又逐渐减小，相应产生的电信号由小到大，再由大到小。当n值趋向无穷大时，形成的峰形呈正态分布。柱效能指标：理论塔板数 n,理论塔板高度 H,有效塔板数neff。反映色谱柱对组分的分离 效能。理论塔板数n：主要由操作系数决定，组分流过色谱柱时在两相是进行平衡分配的总次数。n=16 （tR/Wb） A2塔板理论高度H: H=L/n （L为色谱柱的长度）计算题：比较薄的那本复印本上的186页色谱柱长L

7、 一定时，组分的H或Heff越小，n或者neff越大，表明色谱柱对该组分的作用 越大，柱效能直高。塔板理论的贡献与不足：贡献：（1）较好地解释了色谱峰形的正态分布规律（2）提出了评价柱效能指标：n和H不足：（1）没有考虑动力学因素对色谱过程的影响，不能解释载气流速u对理论塔板数 n的影响（2）不能回答色谱峰为什么发生变形（3）不能说明塔板高度受什么因素影响速率理论（Van Deemter方程） H=A+B/u+CuH有效塔板高度A涡流扩散项B/u分子扩散项Cu传质阻力项一、涡流扩散项A产生原因：随载气一起流动的组分由于固定相的阻碍而改变运动方向，形成“涡流”，导致不同的组分分子在柱中走过的路程

8、长短不一致，引起峰形的扩张。意义：填充柱填充越均匀规则，载体平均颗粒直径越小，则涡流扩散越小，色谱峰扩张变形小 二、分子扩散项 B/u（纵向扩散项）产生原因：组分被载气带入色谱柱后， 以“塞子”的形式存在于柱内很小一段空间中，在“塞子”的前后（纵向）存在着浓度差而形成浓度梯度，使运动着的分子产生纵向扩散 意义：选择分子量大的组分和载气，降低色谱柱温，分子扩散项小：气气压越高，分子扩散 程度越小，结论：减小涡流扩散、分子扩散、传质阻力，能够降低塔板高度，有利于提高柱效。气相色谱中固定液要满足以下要求：1、操作温度下呈液态 2、热稳定性好，有较宽的工作温度范围，适应宽沸程样品分析3、选择性好，对不

9、同组分有不同的溶解能力4、黏度小5、挥发性小，不易流失。固定液的选择：1、选用非极性固定液分离非极性物质2、选用极性固定液分离极性物质3、选用极性固定液，分离含有极性组分和非极性组分的混合试样4、选择氢键型或极性固定液，分离含有能形成氢键组分的试样5、选择两种或两种以上的混合固定液，分离复杂的，难分离的试样检测器分类：浓度敏感型检测器：热导检测器TCD电子捕获检测器 ECD质量敏感型检测器：氢火焰原子检测器 FID、火焰光度检测器 FPD灵敏度：又称为响应或应答值， 是用来评价检测器质量， 或比较不同类型检测器性能的要指标。检测限：或称敏感度，指某组分的峰高恰为基线噪声的2倍时，单位体积载气中

10、所含该组分的量。在相同灵敏度条件下，仪器噪声越小，检测限越小，检测器的性能越好。线性范围：线性范围虎宽越好。FID:（利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子，在外加的电场作用下，使离子形成离子流，根据离子流产生的电信号强度，检测被色谱柱分离出的组分）一般只能测定含 碳有机化合物。多用氮气作载气，氢气作燃气，空气作助燃气。ECD原理：（1）放射源的3射线将载气（N2或Ar）电离，产生次级电子和正离子，在 电场 作用下，电子向正极移动，形成 恒定基流。（2） 当载气带有电负性组分进入检测器时，电负性组分就能捕获这些低能量的 自由电子，形成稳定的负离子，负离子再与载气正离子复合成中性化合物， 使基流降低

11、而产生负信号一一倒峰。信号的大小与组分的浓度成正比。（常用氮气作载气）分离度方程：分离度与柱效能、柱选择性及柱容量的关系柱效能,Q柱容量 柱选择性一笠生一1、增加k影响峰位，使分离度增加，保留时间延长且峰明显变宽。2、增加n,通过改变峰的宽度而改善分离度，3、增加ris ,改善分离度，影响峰间距，但峰的宽度不变。t容量因子行），柱效3）及分配系数比储）对分离度（R）的影响分离效能主要受固定相的性质的影响在气相色谱中，选择分离条件的 基本原则是在较短的分析时间内，将试样中各组分彼此分离 要求分离度足够大）。要以Van Deemter方程和分离度方程为指导来选择分离条件。一般分 离条件主要指载气、

12、色谱柱、温度以及进样操作。载气：在低流速时（0u最佳）时，宜选用分子量较大的载气（氮气，僦气）在高流速时（u最佳）时，选用分子量较小的载气（氢气，氨气）温度：1、汽化室温度：一般控制在等于或稍高于试样组分沸点2、检测室温度：一般可高于柱温3050度或等于汽化室温度3、柱室温度及控制方式：选择的基本原则是使难分离的组分在符合分离度要求的前提下,尽可能采用较低柱温，但以保留时间适宜及不拖尾为宜。柱温的控制方式有恒温与程序升温两种。恒温是指在某一恒定温度下操作，适合于组分程序开少且沸点相近的试样，而对于组分较复杂、沸程宽试样需采取程序升温的方法。温是指在某一初温维持一定时间，然后按一定速率升温，升至

13、终温后再维持一定时间，每一次升温称为一阶。进样：实际工作时在检测器灵敏度足够的前提下，尽量减小进样量，并进样速度要快。定性分析主要依据每个组分的保留值来定性（tR,ris ）定量分析依据：在一定操作条件下，检测器产生的响应信号 （峰面积或峰高）与被测组分的量呈正比。1、归一化法前提：试样中所有组分都产生信号并能流出色谱柱，彼此分离依据：组分含量与峰面积成正比A fA fXi% = > i 100% ; 100%工 AfiAfii+Afi+Afn（对于同系物，f可消去）即 A AXi% =100% = 100%工A A +A+A2、外标法用组分的纯品 为对照物质，以对照物质和试样中待测组分

14、的响应信号相比较进行定量的方法。外标法的优点：简便，不用校正因子，不必加内标物只需待测组分出峰。外标法的缺点：结果的准确度与进样量的重复性和操作条件的稳定性有关。3、内标法以一定量的纯物质（内标物），加入到准确称定的试样中再进样分析，根据试样和内标物的 质量及峰面积和相对校正因子，求出某组分的百分含量。=Xi% m 100%ms 100%mAsfs m（可以看看薄的那本复印本的206页的计算题帮助理解）优点：1、只需内标物及目标组分出峰 ；2、操作条件变化而引起的误差小3、适合于复杂样品和微量组分的定量分析缺点：1、内标物选择难2、需要准确计量样品和内标的量内标物的选择：（1）试样中不存在的纯

15、物质，与样品中的组分完全分离；（2）内标物质与待测组分的结构和 性质相近（3）内标物质为纯物质或含量已知（4）内标物与样品互溶，不发生不可逆化学反应内标标准曲线法：先将待测组分的纯物质配成不同浓度的系列的系列标准试样，分别加入等 量的内标物，进样分析，测得 Ai和As,以Ai/As对Xi作图得到一直线即内标标准曲线法。液质联用APCI （大气压化学电离 ）和ESI （电喷雾电离）的不同点 离子产生的方式? APCI利用电晕放电离子化，气相离子化。? ESI利用离子蒸发，液相离子化。 能被分析的化合物类型不同? APCI弱极性，小分子化合物，且具有一定的挥发性? ESI极性化合物和生物大分子。

16、流速? ESI0.001 至U 0.25 ml/min 。? APCI0.2 到 2 ml/min 。 多电荷? APCI不能生成一系列多电荷离子，所以不适合分析大分子。? ESI能生成一系列多电荷离子，特别适用于蛋白，多肽类等生物分子。正相色谱法：流动相极性小于固定相极性的称为正相色谱法。用于分离在有机溶剂中有较高溶解度的化合物，如脂溶性维生素等。反相色谱法：流动相极性大于固定相极性的称为反相色谱法。主要用于分离非极性至中等极性的各类分子型化合物。高效液相色谱的组成（一）高压输液系统（二）进样系统（三）分离系统（四）检测系统（五）数据记录和处理系统质谱法质谱图（大概了解一下，下面的三个概念应该不用记）Inten.(x1,000)质荷比：质量和电荷的比值（m/z）, 如：m/z=46, 45,3