第12章 气相色谱法

1、控制面板控制面板气路控制气路控制压力控制压力控制柱箱柱箱计算机计算机色谱工作站色谱工作站检测器检测器进样口进样口气体钢瓶气体钢瓶载体载体/担体担体固定液固定液填充柱填充柱 )1 (100211qqqqPxX)1 (100211qqqqPxXlglglglgn+100Z=R(z)n)R(zR(z)R(x)xttttIspmIIIp常见固定液的结构和性质常见固定液的结构和性质型号型号名称名称极性极性使用温度使用温度麦克雷诺常数麦克雷诺常数X Y Z U S 角鲨烷角鲨烷2,6,10,15,19,23-六甲基二六甲基二十四烷十四烷非极性非极性20-150/ C000000OV-101聚甲基硅氧烷聚甲

2、基硅氧烷非极性非极性20-3501757456743234OV-1SE-30聚甲基硅氧烷聚甲基硅氧烷非极性非极性100-3501655446542227SE-541%乙烯基乙烯基,5%苯基苯基, 聚甲聚甲基硅氧烷基硅氧烷弱极性弱极性50-3001974649362312OV-1750%苯基苯基, 聚甲基硅氧烷聚甲基硅氧烷中极性中极性0-375119158162243202884OV-21050%三氟丙基三氟丙基, 聚甲基硅聚甲基硅氧烷氧烷极性极性0-2751462383584683101520OV-22525%氰丙基氰丙基,25%苯基苯基, 聚聚甲基硅氧烷甲基硅氧烷极性极性0-26522836

3、93384923861813PEG-20M聚乙二醇聚乙二醇强极性强极性25-2753225363685725102308FFAP聚乙二醇衍生物聚乙二醇衍生物强极性强极性50-2503405803976026272546OV-275聚二氰烷基硅氧烷聚二氰烷基硅氧烷强极性强极性25-2506298727631108494219类型类型组成组成制备制备特点及应用特点及应用硅藻土硅藻土单细胞海藻骨架单细胞海藻骨架（SiO2+少量盐）少量盐）红色担体：硅藻土红色担体：硅藻土+粘合粘合剂剂900 C煅烧煅烧孔径小、比表面大。对强孔径小、比表面大。对强极性化合物吸附和催化性极性化合物吸附和催化性较强而导致脱

4、尾，适合非较强而导致脱尾，适合非极性或者弱极性物质极性或者弱极性物质白色担体：硅藻土白色担体：硅藻土+20%Na2CO3煅烧煅烧与红色担体特点不同，适与红色担体特点不同，适合极性物质合极性物质非硅藻土非硅藻土有机聚合物有机聚合物人工合成：有机玻璃球，人工合成：有机玻璃球，F载体，载体，GDX载体载体表面难以浸润，用于特定表面难以浸润，用于特定组份的分析组份的分析SiOHAlOFeO方法方法处理过程处理过程说明说明酸洗酸洗3-6 M HCl浸煮过滤，水、浸煮过滤，水、甲醇淋洗、烘干甲醇淋洗、烘干除去除去Al和和Fe等的氧化物。用于分析等的氧化物。用于分析有机酯和酸。一些拖尾可用以添加有机酯和酸。

5、一些拖尾可用以添加H3PO4或或KOH 解决解决碱洗碱洗5-10% NaOH甲醇液回流，甲醇液回流，水、甲醇淋洗、烘干水、甲醇淋洗、烘干除去除去Al2O3酸性作用点，用于胺类等酸性作用点，用于胺类等碱性物质碱性物质硅烷化硅烷化加入加入DMCS和和HMDS等硅等硅烷化试剂与烷化试剂与-SiOH反应反应除去表面氢键活性中心。适于分析除去表面氢键活性中心。适于分析易生成氢键的组份：水、醇和胺易生成氢键的组份：水、醇和胺釉化釉化2%Na2CO3浸泡担体，过浸泡担体，过滤得滤液水稀滤得滤液水稀3倍，用稀倍，用稀滤液淋洗担体，烘干后高滤液淋洗担体，烘干后高温处理温处理表面形成釉层：屏蔽、惰化表面活表面形成

6、釉层：屏蔽、惰化表面活性中心，并堵塞一些微孔，使空隙性中心，并堵塞一些微孔，使空隙更均匀，减小脱尾峰，提高柱效更均匀，减小脱尾峰，提高柱效样品样品固定液固定液推荐用载体推荐用载体注注非极性非极性非极性非极性未经处理的硅藻未经处理的硅藻土型载体土型载体极性极性极性极性酸洗、碱洗或硅酸洗、碱洗或硅烷化硅藻土载体烷化硅藻土载体酸性样品用酸洗载体酸性样品用酸洗载体碱性样品用碱洗载体碱性样品用碱洗载体极性和极性和非极性非极性弱极性或极性弱极性或极性酸洗硅藻土载体酸洗硅藻土载体弱极性、极性弱极性、极性或非极性、用或非极性、用量小于量小于5%硅烷化载体硅烷化载体高沸点高沸点玻璃微球玻璃微球强腐蚀强腐蚀性样品

7、性样品聚四氟乙烯等特聚四氟乙烯等特殊载体殊载体H2H2H2H2H2H2CH4CH4CH4CH4CH4CH4CHO+CHO+CHO+CHO+CHO+CO2CO2CO2H 02H 02H 02H 02H2H2H2H2H2H2色谱柱色谱柱喷嘴喷嘴三三 、检测器的性能指标、检测器的性能指标1、噪声和漂移、噪声和漂移反映检测器背景信号的基线波动。反映检测器背景信号的基线波动。来源：来源：检测器构件的工作稳定性、电子线路的检测器构件的工作稳定性、电子线路的噪声及流过检测器的气体纯度等。噪声及流过检测器的气体纯度等。 评价检测器稳定性的指标评价检测器稳定性的指标 同时还影响检测器的灵敏度同时还影响检测器的灵

8、敏度噪声：噪声：QRSSND2BlanKs10LOQ LOL100LOQ/LOLCuuBAHn气相色谱中影响柱效的因素：气相色谱中影响柱效的因素： 柱填充的均匀程度柱填充的均匀程度 载体的粒度，表面无深孔载体的粒度，表面无深孔 固定液的液膜厚度（气液）固定液的液膜厚度（气液） 载气的流速和种类载气的流速和种类 柱温柱温引入引入1问题：如何进行分离条件的选择与优化？问题：如何进行分离条件的选择与优化？学生讨论（可从下列学生讨论（可从下列2个方面入手）个方面入手）两相邻色谱峰的距离，越大则分离越好；两相邻色谱峰的距离，越大则分离越好；色谱峰的峰形，越尖锐或对称则分离越好。色谱峰的峰形，越尖锐或对称

9、则分离越好。 学生总结学生总结2种情况的核心种情况的核心基于保留时间的差值；基于保留时间的差值；基于色谱峰的峰宽与对称度。基于色谱峰的峰宽与对称度。 引入引入2 A B C D 请仔细观察右面的请仔细观察右面的4个色谱分离图，并指出其中哪一个分个色谱分离图，并指出其中哪一个分离效果最佳？说出你的理由。离效果最佳？说出你的理由。 从色谱图上观察，从色谱图上观察，你认为相邻谱峰分离你认为相邻谱峰分离效果的优劣与哪些因效果的优劣与哪些因素有关？素有关？ 分离操作条件的选择分离操作条件的选择 柱温的选择柱温的选择柱温柱温较低较低分析时间长，温度过低样分析时间长，温度过低样品会冷凝在色谱柱中。品会冷凝在

10、色谱柱中。实实验验确确定定较高较高传质快、柱效高。传质快、柱效高。分子扩散强，峰拖尾，温分子扩散强，峰拖尾，温度过高造成固定液流失。度过高造成固定液流失。恒温恒温程序升温程序升温（宽沸程样品）（宽沸程样品） 一般规律一般规律：选取各组分沸点平均值或稍低些：选取各组分沸点平均值或稍低些 当被分析组分的沸点范围很宽时，用同一柱温往往造当被分析组分的沸点范围很宽时，用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好，而高沸点组分峰形扁平，此时采成低沸点组分分离不好，而高沸点组分峰形扁平，此时采用程序升温的办法就能使高沸点及低沸点组分都能获得满用程序升温的办法就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。意结果。iii

11、Afm iiihfc iiiAmfiihihmf)( 相对校正因子相对校正因子siifffiSSiAmAmA峰面积峰面积fs基准物质的绝对校正因子基准物质的绝对校正因子m物质的质量物质的质量 常用的基准物质对不同检测常用的基准物质对不同检测器是不同的，热导检测器常用器是不同的，热导检测器常用苯作基准物，氢火焰离子化检苯作基准物，氢火焰离子化检测器常用正庚烷作基准物质。测器常用正庚烷作基准物质。iifS1 相对响应值或相对响应因子相对响应值或相对响应因子 只与试样、标准物质以只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操作条及检测器类型有关，而与操作条件和柱温、载气流速、固定液性件和柱温、载气流速

12、、固定液性质等无关，是一个能通用的参数。质等无关，是一个能通用的参数。 ifiS 请设计丁醇异构相对校正因子的测定步骤并测定请设计丁醇异构相对校正因子的测定步骤并测定 准确称取色谱纯（或已知准确含量）的被测组分和基准物质，配制准确称取色谱纯（或已知准确含量）的被测组分和基准物质，配制成已知准确浓度的样品，在已定的色谱实验条件下，取一定体积的样成已知准确浓度的样品，在已定的色谱实验条件下，取一定体积的样品进样，准确测量所得组分和基准物质的色谱峰峰面积，根据计算公品进样，准确测量所得组分和基准物质的色谱峰峰面积，根据计算公式就可以计算出该组分的相对校正因子。式就可以计算出该组分的相对校正因子。 测

13、定方法测定方法 配制已知准确浓度的样品配制已知准确浓度的样品 用色谱分析用色谱分析 根据公式计算根据公式计算 丁醇异构混合物的分离谱图0.58min叔丁醇；1.30min仲丁醇；1.99min异丁醇；3.01min正丁醇。 归一化法计算公式归一化法计算公式)(iw%10010010021iiiiniiAfAfmmmmmm请写出用归一化法测定丁醇异请写出用归一化法测定丁醇异构体混合物中各组分的含量的构体混合物中各组分的含量的计算公式。计算公式。归一化法的计算归一化法的计算)(iw%100%100iiiAAmm%100%100%100SiSiSSSiisiiffAAmmmAfAfmmmw试样试样试

14、样if Sf 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； 内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标物的色谱峰与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离；物的色谱峰与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离； 内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应；内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应； 内标物加入量应接近待测组分含量。内标物加入量应接近待测组分含量。 进样量的变化、色谱条件的微小变化对内标法定量结果进样量的变化、色谱条件的微小变化对内标法定量结果的影响不大；的影响不大； 在样品前处理前加入内标物，再进行前处理时，可部分在样品前处理前加

15、入内标物，再进行前处理时，可部分补偿欲测组分在样品前处理时的损失；补偿欲测组分在样品前处理时的损失； 若要获得很高精度的结果时，可以加入数种内标物；若要获得很高精度的结果时，可以加入数种内标物； 内标法定量比标准曲线法定量的准确度和精密度都要好；内标法定量比标准曲线法定量的准确度和精密度都要好； 选择合适的内标物比较困难，内标物的称量要准确，操选择合适的内标物比较困难，内标物的称量要准确，操作较复杂；作较复杂； 若试样中所有组分不能全部出峰，或只要求测定试样中若试样中所有组分不能全部出峰，或只要求测定试样中某个或某几个组分的含量时，可以采用内标法定量。某个或某几个组分的含量时，可以采用内标法定

16、量。 标准溶液和试样溶液的配制标准溶液和试样溶液的配制标准溶液的配制标准溶液的配制甲苯试样溶液的配制甲苯试样溶液的配制仪器开机、点火、调试；仪器开机、点火、调试；标准溶液的分析标准溶液的分析相对校正因子的计算：相对校正因子的计算：issihhmhmf)(甲苯100%)(hssifmmhhw甲苯样甲苯甲苯试样溶液的分析甲苯试样溶液的分析甲苯试样中甲苯含量的计算：甲苯试样中甲苯含量的计算： 相对校正因子的测定相对校正因子的测定 甲苯试样中甲苯含量的测定甲苯试样中甲苯含量的测定答：没有。由测定过程和计算公式我们可以发现，进样答：没有。由测定过程和计算公式我们可以发现，进样量的大小不影响最终的测定结果。量的大小不影响最终的测定结果。 对内标法而言，能否用待测组分本身标准物做内标物？为什么？对内标法而言，能否用待测组分本身标准物做内标物？为什么？ 要点：能，此即为标准加入法要点