仪器分析气相色谱法1课件

气相色谱法

Gaschromatographyyyq2/6/20231第一节气相色谱法的分类和一般流程按固定相的物态按柱的情况按分离机制一、分类和特点GSCGLC填充柱毛细管柱吸附色谱法分配色谱法2/6/20232方法特点

1、高分辨效能

同系物

顺反异构体

2、高选择性

3、高灵敏度

检出限可达10-11~10-13g4、分析速度快

几至十几分钟5、应用范围广6、样品应易于气化

2/6/20233气相色谱仪示意图2/6/20235第二节气相色谱固定相和流动相一、气液色谱固定相固定液（stationaryliquid）载体（support）2/6/20236（一）固定液对固定液的要求在操作温度下呈液态且蒸气压低稳定性好选择性能高溶解能力强，分配系数较大2/6/20237极性分类法相对极性规定,′-氧二丙腈相对极性为100和鲨鱼烷相对极性为0，其他与之进行比较。0~+5级极性依次增大以物质m在某一固定液和非极性固定液(通常是鲨鱼烷)中的保留指数之差作为该固定液相对极性强弱的度量。I=I被测-I角沙烷特征常数麦氏常数2/6/20239固定液的选择相似性原则按极性相似原则选择样品固定液作用力出柱顺序非（弱）极性非极性色散力低沸点先出柱中等极性中等极性诱导力和色散力低沸点先出柱极性（强）极性极性静电力极性强后出柱形成氢键的试样氢键型氢键力不易形成氢键的化合物先出柱2/6/202310化学官能团相似

固定液与组分的化学官能团相似时，相互作用力最强，选择性最高。注意混合物中组分性质的主要差别若组分沸点差别大，可选非极性固定液；若极性差别是主要矛盾，则选极性固定液。2/6/2023112.载体的分类非硅藻土型硅藻土型红色载体—与非极性固定液配伍白色载体—与极性固定液配伍2/6/2023133．载体的钝化钝化是除去或减弱载体表面的吸附性能碱洗法酸洗法硅烷化法除去载体表面的铁、铝等金属氧化物除去表面的Al2O3等酸性作用点除去载体表面的硅醇基2/6/202314GC的一般流程和分类

气路系统检测器色谱柱进样系统显示系统GSCGLC填充柱毛细管柱吸附色谱法分配色谱法2/6/202315二、气固色谱（GSC）固定相吸附剂分子筛高分子多孔微球化学键合相等固定相2/6/202317三、流动相气相色谱中的流动相是气体，称为载气（carriergas）氢气氮气氦气2/6/202318热导检测器（thermalconductivitydetectorTCD）氢火焰离子化检测器（hydrogenflameionizationdetectorFID）电子捕获检测器（electroncapaturedetectorECD）第三节、检测器（detector）2/6/202319二、热导检测器

（TCD

）R1R2mA检测原理热导率差异R3R42/6/202321注意点载气与组分热导率相差越大，检测器越灵敏增加桥电流可增加灵敏度，但噪音也会增大不通载气不能加桥电流，否则损坏热敏元件载气流速须恒定2/6/202322三、氢焰离子化检测器（FID）

气氢气助燃气2/6/202323注意点氢氮比N2:H21:1~1:1.5空气流量载气流速恒定2/6/202325四、电子捕获检测器（ECD）利用电负性物质捕获电子的能力，通过测定电子流进行检测。是一种专属性检测器，对卤素、硫、氧、羰基、氰基等电负性有机化合物有好的选择性及高的灵敏度。1—放射源2—阳极。2/6/202326第四节分离条件的选择一、气相色谱速率理论H=A+B/u+Cu

涡流扩散项A

A=2dp

纵向扩散系数B

B=2Dg传质阻抗项CCu=（Cg+Cl）u2/6/2023291.涡流扩散A=2dp—填充不规则因子dp

—填料（固定相）颗粒的直径要使A：填充均匀，粒度60～80目/80～100目2/6/2023302.纵向扩散B=2Dg

与填充物有关=1无阻碍毛细管柱

<1(0.5~0.7)填充柱

Dg扩散系数

组分分子量Dg柱温Dg要使B/u

增大u（u<u最佳）

降低柱温增加柱压选用分子量大的载气2/6/2023313.传质阻抗：气液两相间物质的传递气液

溶解Cg—气相传质阻抗系数液气

挥发Cl—液相传质阻抗系数C=Cg+ClCl>>Cg

CCl

2/6/202332df

固定液液膜厚度Dl组分在固定液中的扩散系数Cl

=23k(1+k)2df2Dl要使Cl

降低df

增大Dl2/6/202333小结：选择不同条件使柱效改善

填充物

粒度

60～80目/80~100目

均匀载气

种类—分子量大流速—略大于最佳流速

固定液

类型—粘度小

数量少3~5%柱温

统筹考虑，一般选低温柱。

2/6/202334二、实验条件的选择分离方程式abcR=n4-1k2k2+1a柱效项b选择性项c柱容量项

2/6/202335提高k=K2/K1=k2/k1

＝1时，R＝0，无法实现分离越大，R越大，=1时，无论柱效有多高，两组分均无法分离！和k决定于试样中各组分本身的性质，以及流动相和固定相等因素有关2/6/202336

k2较小时k2

R

k2较大时R=n4-1k2k2+11k2k2+1k与固定相用量、流动相流速和柱温有关在前两者确定的情况下，主要受柱温的影响。2/6/202337提高柱效nn增加一倍，R由1增大至1.4n影响峰的宽度n主要受色谱柱的性能、载气流速和种类等的影响2/6/2023381.载气的流速和种类

流速—最佳流速附近一般稍大于最佳流速

种类—从两个方面考虑：

低流速时u小B/u为主N2

高流速时u大Cu为主H2

2/6/2023392.柱温不能超过固定液最高使用温度

尽可能好的分离度前提下较低柱温

宽沸程样品采用程序升温法

在一个分析周期内，按一定程序不断改变色谱柱温度，称为程序升温。2/6/2023403.