第八章气相色谱法

第八章气相色谱法第一页，共二十九页，2022年，8月28日二、气相色谱仪的组成

载气→减压→净化→稳压→

→色谱柱→检测器→记录仪

进样

载气系统进样系统分离系统检测系统记录系统第二页，共二十九页，2022年，8月28日续前三、气相色谱法的特点和应用

“三高”“一快”“一广”

占有机物20%

适于分析气体、易挥发的液体及固体不适合分析不易气化或不稳定性物质样品的衍生化使应用范围进一步扩大第三页，共二十九页，2022年，8月28日第二节气相色谱法的基本原理一、基本概念二、等温线三、塔板理论（平衡理论）四、速率理论热力学理论：塔板理论——平衡理论基础动力学理论：速率理论——Vander方程理论基础第四页，共二十九页，2022年，8月28日一、基本概念1．流出曲线和色谱峰2．基线、噪音和漂移3．保留值：色谱定性参数4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数

第五页，共二十九页，2022年，8月28日1．流出曲线和色谱峰流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线色谱峰：流出曲线上突起部分第六页，共二十九页，2022年，8月28日续前不对称因子正常峰（对称）非正常峰

前沿峰

拖尾峰色谱峰——fs在0.95~1.05之间——fs小于0.95——fs大于1.05第七页，共二十九页，2022年，8月28日2．基线、噪音和漂移

基线：当没有待测组分进入检测器时，反映检测器噪音随时间变化的曲线（稳定—平直直线）噪音：仪器本身所固有的，以噪音带表示（仪器越好，噪音越小）漂移：基线向某个方向稳定移动

（仪器未稳定造成）第八页，共二十九页，2022年，8月28日3．保留值：色谱定性参数保留时间tR：从进样开始到组分出现浓度极大点时所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时间死时间tm：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时间（即组分在流动相中的所消耗的时间），或流动相充满柱内空隙体积占据的空间所需要的时间，又称流动相保留时间调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值，即组分在固定相中滞留的时间第九页，共二十九页，2022年，8月28日图示第十页，共二十九页，2022年，8月28日续前保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时所消耗的流动相的体积

死体积Vm：不被保留的组分通过色谱柱所消耗的流动相的体积，又指色谱柱中未被固定相所占据的空隙体积，即色谱柱的流动相体积（包括色谱仪中的管路、连接头的空间、以及进样器和检测器的空间）第十一页，共二十九页，2022年，8月28日续前调整保留体积VR’：保留体积与死体积之差，即组分停留在固定相时所消耗流动相的体积相对保留值ri,s（选择性系数α）：调整保留值之比第十二页，共二十九页，2022年，8月28日续前保留指数IX：指将待测物的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为(已知范围内组分的定性参数)第十三页，共二十九页，2022年，8月28日4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数峰宽W：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相交的截距标准差σ：正态分布色谱曲线两拐点距离的一半

σ→对应0.607h处峰宽的一半注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高半峰宽W1/2：峰高一半处所对应的峰宽

注：除了用于衡量柱效，还可以计算峰面积第十四页，共二十九页，2022年，8月28日图示第十五页，共二十九页，2022年，8月28日5．相平衡参数

容量因子（容量比，分配比）k：指在一定温度和压力下，组分在色谱柱中达分配平衡时，在固定相与流动相中的质量比——更易测定分配系数K：第十六页，共二十九页，2022年，8月28日续前

注：固定液应完全覆盖载体表面，不可以太薄，否则柱子寿命短，k太小；

T不可以超过固定液最佳使用温度第十七页，共二十九页，2022年，8月28日二、等温线：指一定温度下，某组分在两相中分配达平衡时，在两相中的浓度关系曲线1．线性等温线（理想）→对称峰2．非线性等温线（1）凸形→拖尾峰（2）凹形→前沿峰固定相表面活性吸附中心未达饱和，K一定，与溶质浓度无关固定相表面吸附中心活性不均，K不同先占据强吸附中心再占据弱吸附中心，K随着溶质浓度的增加而减小

溶质与固定相作用，改变其表面性质K随着溶质浓度的增加而增加斜率=K对称峰前沿峰拖尾峰第十八页，共二十九页，2022年，8月28日图示第十九页，共二十九页，2022年，8月28日三、塔板理论色谱柱每个H高度内有一块塔板，共有若干块塔板组分在每块塔板两相间分配达平衡，K小的先出柱多次分配平衡，K有微小差异组分仍可获较好分离（一）塔板理论四个基本假设（二）色谱峰的二项式分布（三）色谱峰的正态分布（四）理论板数和理论塔板高度的计算假想：第二十页，共二十九页，2022年，8月28日（一）塔板理论的四个基本假设1．在柱内一小段高度内组分分配瞬间达平衡（H→理论塔板高度）2．载气非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱，每次进气一个塔板体积3．样品和载气均加在第0号塔板上，且忽略样品沿柱方向的纵向扩散4．分配系数在各塔板上是常数第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日（二）色谱峰的二项式分布（N较少）→逆流分布萃取法→利用物质在互不相溶两相中溶解度的不同第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日图示第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日图示第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日（三）色谱峰的正态分布（N>50次）→近似对称分布讨论：

第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日（四）理论板数和理论塔板高度的计算

理论塔板高度H——为使组分在柱内两相间达到一次分配平衡所需要的柱长理论塔板数N——组分流过色谱柱时，在两相间进行平衡分配的总次数第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日续前第二十七页，共二十