气相色谱法（仪器分析课件）

z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录1色谱法原理事件一：“欧莱雅”惹祸英国一少女染发变“象脸”

2007年3月英国16岁的女学生斯泰西在欧莱雅专柜购买了染发剂，遵照盒内的使用说明书，将染发剂涂在耳后皮肤一小处达48小时，以测试会否过敏。但当她通过测试后，再将染发剂涂匀在头发上时，头皮不久即变得异常瘙痒，第二天整个头部肿胀，导致其呼吸困难、视力受阻。“那时我真想将整个头皮扯下来，我的发线处全变成鲜红色，我感到很热，颈部也肿痛起来。”斯泰西说，“我的样子难看极了，以为自己快死了，于是致电妈妈求救。”面部肿如“象脸”的斯泰西被紧急送往医院，医生在对其静脉注射抗组织胺药和类固醇后，才稍为消肿。斯泰西现已出院，但仍要定期注射药物以控制病情。欧莱雅公司表示，斯泰西可能是对染发剂中的“对苯二酚”化学物过敏，并愿意为她提供免费测试。氢醌（对苯二酚互变异构体）主要存在于染发用品中，长期和氢醌接触，人体可能出现皮肤发红的现象。

色谱法概述事件二：问题豇豆据悉，2013年1月，武汉市农检中心对白沙洲农副产品大市场、唐蔡路集贸市场、皇经堂蔬菜批发市场等地销售的豇豆进行多次检测，均发现含有禁用农药水胺硫磷，经追溯，超标样本均来自海南陵水县英洲镇和三亚市崖城镇。为此，武汉市农业局和洪山区农业局组成联合检查小组，依法对白沙洲农副产品大市场的问题豇豆予以销毁。同时于2月6日向海南省农业厅发出协查函，自函告之日起，3个月内停止该省生产的豇豆进入武汉市销售，到期经检测合格后，方可再次进入武汉市销售。色谱法概述事件起因是很多食用三鹿集团生产的婴幼儿奶粉的婴儿被发现患有肾结石，随后在其奶粉中发现化工原料三聚氰胺。根据我国官方公布的数字，截至2008年9月21日，因使用婴幼儿奶粉而接受门诊治疗咨询且已康复的婴幼儿累计39,965人，正在住院的有12,892人，此前已治愈出院1,579人，死亡4人，另截至到9月25日，香港有5人、澳门有1人确诊患病。中国国家质检总局公布对国内的乳制品厂家生产的婴幼儿奶粉的三聚氰胺检验报告后，事件迅速恶化，包括伊利、蒙牛、光明、圣元及雅士利在内的22个厂家69批次产品中都检出三聚氰胺。事件三——三聚氰胺奶粉事件色谱法概述如何测定化妆品的氢醌和酚类物质？请列举以前学过的方法？这些方法有什么缺点？讨论农药中有多个组分，如何判断各个组分的成分及其含量？农药主要成份是什么？如何对化学性质相近的混合物进行分析检测？色谱法概述准确度高

精密度好

检测速度快

所需样品量少

样品预处理简单

自动化程度高

目前生产中常用的农药质量检测方法——气相色谱法、液相色谱法色谱法概述色谱法Chromatography利用混合物中各组分物理化学性质的差异（如吸附力、分子形状及大小、分子亲和力、分配系数等），使各组分在两相（一相为固定的，称为固定相；另一相流过固定相，称为流动相）中的分布程度不同，从而使各组分以不同的速度移动而达到分离的目的分析方法。色谱法概述茨维特实验茨维特实验装置:当石油醚携带菠菜叶色素混合物流经碳酸钙粉末时，由于各种叶色素分子在结构和性质上的差异，它们在石油醚中的溶解能力的大小各不相同。另一方面，菠菜叶色素混合物中的各个组分与碳酸钙粉末之间产生的作用力的形式、强弱也有所不同；因此它们随着石油醚向下移动的速度有一定差别。

当它们在流动相和固定相之间经过反复多次的分配平衡后，就逐渐形成了分开的色带——色谱，然后按一定顺序先后从固定相中流出。

互不相溶的两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础。色谱法的特点：

（1）有互不相溶的两相：固定相和流动相；

（2）一相经过另一相运动；（3）混合物在两相间反复分配而分离。茨维特实验色谱法由来色谱柱流动相固定相任务1：从茨维特实验总结出色谱仪器的主要组成问题1：通过色谱分析过程可完成哪些工作？分离、定性、定量色谱法概述1.色谱法定义

当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础色谱法概述2.色谱法分类

色谱法概述色谱法分类——按两相状态色谱法气相色谱法GC气固色谱法气液色谱法液相色谱法HPLC液固色谱法液液色谱法以气体为流动相以固体为固定相以液体为固定相以液体为流动相以固体为固定相以液体为固定相色谱法概述按分离原理分类分配色谱吸附色谱离子交换色谱空间排阻色谱色谱法概述柱色谱、薄层色谱和纸色谱柱色谱纸色谱薄层色谱按固定相的形式分类色谱法概述柱色谱（填充柱色谱和毛细柱色谱）凝胶色谱法：测聚合物分子量分布。超临界色谱:CO2流动相。高效毛细管电泳:九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高效分析仪器。3.其他色谱方法亲子鉴定是通过人类遗传基因分析来判断父母与子女是否亲生关系，称之为亲子鉴定，DNA亲子鉴定又称亲权鉴定、父权鉴定。亲子鉴定原理是运用SIGMA试剂盒从毛发或口腔棉签中提取DNA，运用进口试剂盒执行复合PCR（复合PCR过程较普通PCR能够缩短为1/4至1/16）。采用DNA测序仪，运用毛细管电泳配合分型软件，在基因组中STR标记（PCR-STR）处进行比对从而完成个体识别。精确性可达99.99%以上。色谱法概述色谱法的特点（1）分离效率高复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。（2）灵敏度高可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。（3）分析速度快一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4）应用范围广气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。色谱法概述色谱法的发展过程1906年，茨维特实验；1941年，硅胶柱分离氨基酸混合物；1952年，创立气液色谱法和塔板理论；色谱检测器的应用；1956年，提出速率理论；色谱法的发展过程1956年，毛细管柱色谱；1957年，气相色谱－质谱联用；1971年，气相色谱－微机联用；1965年后，高效液相色谱的出现；当前色谱仪的发展趋势是：多功能化、联用化、计算机化、智能化、微型化等。分析下列色谱谱图，请问混合物中有几个组分，其含量情况如何？

色谱流出曲线及常用术语色谱图和色谱流出曲线色谱流出曲线

基线色谱峰

每个色谱峰代表样品中的一个组分问题：是否谱图中有几个峰就表示样品中有几个组分？基线和色谱峰信号进样空气峰色谱峰ha在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流出曲线称为基线；稳定的基线应该是一条水平直线，它反映了仪器的噪声情况和稳定性。色谱峰是指当色谱柱流出组分进入检测器时，检测器响应信号随检测器中组分浓度而改变的微分曲线。理论上色谱峰是对称的，呈高斯正态分布，但实际上往往都是非对称的。峰的形状描述

前伸峰a、d

拖尾峰b、c

分叉峰e“馒头”峰f峰高和峰面积—色谱定量分析的依据信号进样空气峰色谱峰ha峰高（h）：色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。峰面积（A）：每个组分的流出曲线与基线间包围的面积。★色谱法定量的参数。区域宽度用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：（1）标准偏差(

)：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽(W1/2)：色谱峰高一半处的宽度Y1/2=2.354

（3）峰底宽(Wb或W)：Wb=4

保留值—色谱定性分析的依据死时间tM：从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。

保留时间tR：试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。调整保留时间tR´：tR´=tR

tM某组分i的调整保留值与另一标准组分s的调整保留值之比，称为相对保留值。ris=t

Ri/t´Rs=V

Ri/V

Rs由于相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、柱长填充情况及流动相流速无关，因此，它在色谱法中，特别是在气相色谱法中，广泛用作定性的依据。相对保留值ris分配系数K组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g/mL）比，称为分配系数，用K表示，即：分配系数是色谱分离的依据。分配系数K的讨论：

一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；试样一定时，K主要取决于固定相性质；每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出。分配比k在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：1.分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。3.分配比可以由实验测得。分配比也称容量因子(capacityfactor)；容量比(capacityfactor)；如果两组分的K或k值相等，则α=1，两个组分的色谱峰必将重合，说明分不开。两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件。问题：α=1会是什么情况？要保证两个组分分开应满足那些条件？

选择因子α对A、B两组分的选择因子，用下式表示：AB根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。色谱流出曲线总结从色谱流出曲线中，可得到哪些重要信息？z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录2气相色谱仪知识目标：(1)掌握气相色谱的仪器构造;(2)了解气路系统的组成及各部分的作用；(3)熟悉气路系统安装、连接和检漏的方法;(4)掌握进样系统的组成和常用的进样器；(5)了解色谱柱的种类；(6)熟悉常用的检测器类型和FID检测器的基本原理.能力目标：(1)会进行气相色谱仪的气路安装、连接和检漏操作;(2)会选择检测器,能对FID的使用和日常维护.学习目标气相色谱仪

(gaschromatographicinstruments)气相色谱法是以气体作为流动相的色谱法。其流动相通常称为载气，是不与待测试样发生相互作用的惰性气体（如氢、氮、氦等），仅用于载送试样。载气带着汽化后的待测试样进入加热的色谱柱，并携带试样分子渗透通过固定相，使试样中各组分达到分离，然后依次被检测。气相色谱仪与外部设备的连接六大系统:气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统、温控系统。气相色谱仪的结构图7–2单柱单气路气相色谱仪工作过程示意图1—载气钢瓶；2—减压阀；3—净化管；4—气流调节阀；5—转子流量计；6—压力表；7—进样器；8—色谱柱；9—检测器；10—放大器；11—温度控制器；12—记录仪供气系统进样系统分离系统检测系统记录系统供气系统→进样系统→分离系统→检测系统→记录系统气路系统进样系统分离系统检测系统记录系统气相色谱仪主要部件

mainassemblyofgaschromatograph1.气路系统包括气源、净化干燥管和载气流速控制。图7–2单柱单气路气相色谱仪工作过程示意图1—载气钢瓶；2—减压阀；3—净化管；4—气流调节阀；5—转子流量计；6—压力表；7—进样器；8—色谱柱；9—检测器；10—放大器；11—温度控制器；12—记录仪气相色谱仪主要部件

mainassemblyofgaschromatograph1.气路系统常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。对气路系统有何要求？

载气纯净流速稳定密闭性好稳压阀或稳流阀气路连接与检漏对气路系统的要求高纯气或净化器如果不能满足这些要求，会怎样？

图7–7高压气瓶阀和减压阀气相色谱仪及其使用钢瓶圆柱形的高压容器；底部装有平底钢座，可以竖放；钢瓶上套有两个橡皮腰圈，以防撞击；气体钢瓶顶部装有开关阀（总阀），配置钢瓶防护帽。钢瓶序号充装气体名称瓶色字样字色1氢气（H2）淡绿氢大红2氧气（O2）淡蓝氧黑3氮气（N2）黑氮淡黄4空气黑空气白5二氧化碳铝白液化二氧化碳黑6乙炔（C2H2）白乙炔不可近火大红7氨（NH3）淡黄液化氨黑8氯（Cl2）深绿液化氯白9氩（Ar）银灰氩深绿钢瓶标识净化管干燥剂是指能除去潮湿物质中水分的物质。常分为两类：化学干燥剂，如硫酸钙和氯化钙等，通过与水结合生成水合物进行干燥；物理干燥剂，如硅胶与活性氧化铝等，通过物理吸附水进行干燥。气体纯度普通纯：99.9%纯：99.99-99.999%高纯：99.999-99.9999%超高纯：＞99.9999%载气纯净流速稳定稳压阀或稳流阀高纯气或净化器减压阀减压阀类型氢气减压阀氧气减压阀乙炔气减压阀绝不能混用！安装减压阀注意事项先检查其螺纹是否与气瓶相符！总阀（主阀）、减压阀开关顺序在打开钢瓶总阀之前应先检查减压阀是否已经关好，否者容易损坏减压阀。总阀：逆时针开（拧松），顺时针关。减压阀：顺时针开（拧紧），逆时针关。不用气时，应先关闭气瓶总阀，待减压阀中余气排掉使压力表指针回零后，再将减压阀T形阀杆关闭，以避免减压阀中的弹簧因长时间受压而失灵。气体钢瓶和减压阀使用注意事项为了保证使用安全，各类气体钢瓶都必须专用、定期进行抗压试验和详细记录存档，严格遵守气瓶的运输、储存、管理和安全使用规则。所有气瓶应有清楚的标记。钢瓶运输时要取下减压阀并装好防护帽，以保护气瓶阀不受碰撞或冲击。钢瓶必须分类保管，远离火种和热源，通风良好，避免雨淋、暴晒及强烈振动。气体钢瓶和减压阀使用注意事项钢瓶应直立，用钢瓶架固定，处于工作状态时不要移动。氢气的室内存放量不得超过两瓶。氧气瓶及其专用工具严禁与油类接触。钢瓶上装有减压阀后，必须严格进行检漏测试。操作气瓶时严禁敲打，发现漏气必须立即修好。凡钢瓶气压下降到1~2MPa时，应更换气瓶。稳压阀、针型阀和稳流阀稳压阀针型阀稳流阀稳压阀稳压阀（又名减压稳压阀）,减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的零件。针型阀任何阀门的作用都是为了切断流体。根据阀芯的不同,可以分为截止阀,闸阀,旋塞阀，球阀，蝶阀针型阀等。针型阀比其他类型阀门能够耐受更大的压力，密封性能好,所以一般用于较小流量,较高压力的气体或者液体介质的密封。针型阀与压力表配合使用是最合适的了。一般的针型阀形都做成螺纹连接。公称压力：PN2.5PN4PN6.4PN16PN32Mpa公称通径：DN5～DN25适用介质：油﹑水﹑气等多种非腐蚀性或腐蚀性介质适用温度：-20℃～+440℃-70℃～-240℃≤540℃≤570℃等制造材料：20#﹑1Cr18Ni9Ti﹑304﹑316﹑316L﹑12Cr1Mov等稳流阀稳压阀、针型阀和稳流阀稳压阀是稳定压力的，稳流阀是稳定流量的。稳压阀是前端压力变化时，后端输出压力无变化！稳流阀就是前端压力变化时，后端输出流量无变化！稳压阀、针型阀和稳流阀使用注意事项稳压阀、针型阀及稳流阀的调节必须缓慢进行；稳压阀、针型阀及稳流阀均不可作为开关阀使用；各种阀的进、出气口不能接反。载气流量测定气体的流速，是用单位时间内通过柱子或检测器的气体体积大小来表示的，常用单位是毫升/分，测量气体流速的方法很多，在气相色谱中，由于气体流速较小，载气与氢气流速为20~150ml/分，空气流速为200~1000ml/分。皂泡流量计是由带有体积刻度的玻璃管和装有皂液的的橡皮囊球组成的，用橡皮管把流速计入口和仪器出口相连。当有气体流出时，挤一下橡皮囊球，使皂液面高过入气口，则形成一个气泡，在气流推动下，气泡向上移动，用秒表测一下气泡移动一定刻度所需的时间，然后算出相应地气体流速来。皂泡流量计是测量气体流速比较准确的方法，其精度可达1%，使用时，要注意保持流量计的清洁，湿润，皂水要用澄清的肥皂水或其它能起泡的液体，如烷基苯磺酸钠等。皂泡水的配制:用温水10-20：1洗洁精配制。

载气纯净流速稳定密闭性好稳压阀或稳流阀气路连接与检漏高纯气或净化器管路与色谱仪连接管路与色谱柱连接色谱出口与管路连接气路连接钢瓶与减压阀的连接钢瓶与管路的连接管路与净化装置连接气相色谱仪及其使用皂膜检漏法气路检漏气相色谱仪及其使用

载气纯净流速稳定密闭性好稳压阀或稳流阀气路连接与检漏对气路系统的要求高纯气或净化器如果不能满足这些要求，会怎样？

气相色谱仪及其使用气体管路的清洗(1)管内壁疏通处理：(2)无水乙醇或其他溶剂清洗；(3)洗耳球吹洗；(4)细钢丝捅针；(5)酒精灯加热管路堵塞物。气路系统的日常维护气相色谱仪及其使用气路系统进样系统分离系统检测系统记录系统气路系统进样系统2.进样系统作用：将液体或固体样品在进入色谱柱之前瞬间汽化，再快速而定量地转入色谱柱进行分离。影响因素：进样量大小、进样速度、样品汽化速度。要求：进样量要适宜，进样速度要快，进样方式要简便、易行。进样系统方式：填充柱进样系统，毛细管柱进样系统。进样系统主要由进样器（进样装置）和汽化室组成。进样系统类型填充柱进样系统汽化室内的不锈钢套管中插入石英玻璃衬管。防止汽化室局部过热和样品分解，易于拆换、清洗，在实际工作中应保持衬管清洁，及时清洗。进样口隔垫：硅橡胶垫毛细管柱进样系统进样系统类型填充柱进样系统毛细管柱进样系统进样量必须极小；分流法进样；分流比：进入毛细管柱载气流量与随载气从分流气体出口放空的载气流量之比。分流比：1:50~1:200尾吹气（补充气或辅助气）：从柱出口处直接进入检测器的一路气体。保证检测器在最佳载气流量的条件下工作；提高灵敏度；消除检测器死体积的柱外效应。尾吹气流量一般为20~30mL/min。进样器液体样品进样器气体样品进样器固体样品进样器液体样品进样器微量注射器适用于沸点低于500℃液体样品的常规进样分析；常用的微量注射器有1μL、10μL、25μL、50μL、100μL等规格。微量注射器进样操作要点取样时，应先用丙酮（或乙醇等）抽洗10次左右后，再用待测试液抽洗10次左右，然后缓慢抽取稍多于需要量的试液，此时若有空气带入注射器内，应先排除气泡后，再排出过量的试液，并用滤纸或擦镜纸吸去针杆外壁所黏附的试液，注意不能吸去针尖内的试液。取样后应立即进样。进样时，注射器应与进样口垂直，左手扶着针头以防弯曲，右手拿注射器。迅速刺穿硅橡胶垫，平稳地推进针筒（注意针尖尽可能刺深一些，且深度固定，针头不能碰着汽化室内壁），用右手食指平稳、迅速地将样品注入，完成后立即拔出。微量注射器进样操作要点进样操作必须稳当、连贯和迅速。进针位置和速度、针尖停留和拔出速度等都会影响进样的重现性，因此每次进样应以相同速度完成进样过程。一般要求进样的相对误差为2%-5%。微量注射器的使用注意事项微量注射器使用后应立即清洗处理（一般常用下述溶液清洗：50g/LNaOH水溶液、蒸馏水、丙酮和氯仿，最后用真空泵抽干），以免针芯被样品中的高沸点物质沾污而阻塞。切忌用强碱性溶液洗涤，以免玻璃和针筒腐蚀而漏水漏气。必须规范、小心地使用微量注射器，防止弄弯注射器的针头和针杆。不用时要洗净入盒保存，不得随便玩弄，来回空抽，否则会损坏其气密性而降低准确度。注射器不宜吸取有较粗悬浮物质的溶液，也不宜在高温下操作。

10~100μL的注射器一旦针尖堵塞，可用Φ0.1mm不锈钢丝串通，不能火烧，以免针尖退火后失去穿戳能力。微量注射器的使用注意事项高沸点样品在注射器内部分冷凝时，不得强行来回抽动拉杆，以免卡住或磨损。如发现注射器内有发黑现象（不锈钢氧化物）而影响正常使用时，可在针芯上蘸取少量肥皂水塞入注射器内，来回抽拉几次即可去掉。进行精确分析时，需用纯水称量法进行校正。气体样品进样器四通阀三通阀固体样品进样器通常采用适当溶剂溶解后，与液体试样一样用微量注射器进样。对高分子聚合物可采用裂解色谱法分析，即使用热裂解器进样系统，将少量高聚物放入专用裂解炉中，经过电加热后，使高聚物分解和汽化，然后由载气将分解产物带入色谱仪。汽化室温度高；热容量大；无催化效应；汽化室死体积应尽可能小。汽化室的作用是让液体样品在汽化室中瞬间汽化而不分解。正确选择和控制液体样品的汽化温度！气相色谱仪的最高汽化温度一般为350~450℃。气路系统进样系统分离系统检测系统记录系统3.分离系统气相色谱仪的分离系统包括柱箱和色谱柱，核心是色谱柱。柱箱是一个精密恒温箱，其性能指标是柱箱尺寸和控温参数。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。填充柱：柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径2-4毫米。长度可根据需要确定（1-5m）。柱形多为螺旋形和U形。柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱担体、固定液。柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大，流速慢或将柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。毛细管柱：分离效率和分析速度远高于填充柱，能完成填充柱难于实现的复杂样品的分离与分析。毛细管柱细而长，通过直接涂渍或化学键合在其内壁的固定液膜进行色谱分离，柱中间对载气是畅通的，又称为空心柱或开口管柱。毛细管柱材料由均匀的玻璃或石英管制成，柱内径一般为0.1~0.5mm，柱长15~100m，呈螺旋形。填充柱毛细管柱又叫空心柱，一般为涂壁空心柱。内径0.1-0.5mm，长15-100m色谱柱的安装和使用注意事项新制备或新安装的色谱柱在使用前必须进行老化处理；新购买的色谱柱在分析样品前必须进行柱性能测试；安装、拆卸色谱柱必须根据仪器说明书要求；色谱柱暂时不用时，应从仪器上卸下，在柱两端套上不锈钢螺帽，再放入柱包装盒中，以免柱头污染；每次关机前，应将柱温降到50℃以下，然后再关电源和载气。毛细管柱的寿命主要取决于使用情况。气路系统进样系统分离系统检测系统记录系统4.检测系统气相色谱仪的检测系统包括检测器和检测室，核心是检测器。检测器的作用是将载气中被色谱柱分离的组分及其含量转变为易于测量的电信号，再经放大后输入记录系统。检测室提供检测器的工作温度。检测器类型按对样品破坏与否：破坏型和非破坏型；按响应值与时间的关系：积分型和微分型；按响应值与浓度或质量关系：浓度型和质量型；按对不同类型化合物的响应值大小：通用型和选择型；按工作原理：热导检测器、火焰电离检测器等。浓度型检测器：测量的是载气中某组分瞬间浓度的变化，即检测器的响应值和组分的瞬间浓度成正比。如热导池检测器（TCD）和电子捕获检测器（ECD）质量型检测器：测量的是载气中某组分质量比率的变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器的组分质量成正比。如氢火焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD）热导检测器TCDTCD结构TCD的检测原理TCD检测条件的选择TCD使用注意事项TCD清洗

热导检测器（TCD）是利用被测组分和载气的导热系数不同而响应的浓度型检测器TCD的结构和工作原理输出的电压信号与样品的浓度或正比载气试样测量池散热差异电阻值差异参比池电桥失去平衡★载气种类:H2或He导热能力相差越大，检测器灵敏度越高；★载气的纯度:载气的纯度影响TCD的灵敏度、峰形；★载气流速：载气加尾吹的总流量在10～20mL·min-1。参考池的气体流速通常与测量池相等。

载气种类和流量的选择桥电流（对检测器的灵敏度影响最大）★桥电流太大或太小会对检测器有何影响★温度：降低检测器池体温度提高TCD的灵敏度，但不能低于样品的沸点★灵敏度S值与桥电流的三次方成正比

TCD分析检测条件的选择★热导检测器是一种通用的非破坏型浓度型检测器，有利于样品的收集，或与其它仪器联用。★TCD特别适用于气体混合物的分析（尤其是无机气体的分析）；★对于那些氢火焰离子化检测器不能直接检测的样品；★TCD用峰高定量，适于工厂控制分析。TCD检测器的应用氢火焰离子化检测器FIDFID结构和检测原理FID检测条件的选择FID使用注意事项FID清洗氢火焰离子化检测器（FID）是气相色谱检测器中使用最广泛的一种，是典型的破坏型质量型检测器。

FID的结构和工作原理试样燃烧发生电离负离子微电流极化极收集极正离子输出信号与组分的质量或正比样品量多则产生的正负离子多，电流大应用

灵敏度高，比TCD的灵敏度高约103倍；检出限低，可达10-12g·s-1；线性范围宽，可达107；

FID结构简单，死体积一般小于1μL，响应时间短，既可以与填充柱联用，也可以直接与毛细管柱联用。FID的主要缺点

不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化氢等物质。FID的特点FID广泛应用于化学、化工、药物、农药、食品和环境科学等领域。FID除用于常规分析以外，还特别适合作各种样品的痕量分析。气路系统进样系统分离系统检测系统记录系统记录系统基本功能是将检测器输出信号随时间的变化曲线（即色谱图）绘制出来。色谱数据处理机色谱工作站数据处理系统N2010色谱工作站FL9790色谱工作站温控系统温控系统是用于设定、控制和测量色谱柱箱、检测室和汽化室三处的温度。柱箱的使用温度一般为室温~400℃，箱内上下温差低于3℃，控温精度低于±0.1℃。温度控制系统温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；色谱柱：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离。由高压载气钢瓶供给的载气，经减压阀减压后进入净化管，除去载气中的杂质和水分。气相色谱法的分析过程由高压载气钢瓶供给的载气，经减压阀减压后进入净化管，除去载气中的杂质和水分。再通过气流调节阀（如稳压阀、针形阀和稳流阀）控制载气压力（由压力表指示）和流量（由转子流量计指示），以稳定的压力和恒定的流速连续经过进样器（包括气化室）、色谱柱、检测器，最后通过皂膜流量计放空。气相色谱法的分析过程气化室与进样口相接，可将从进样口注入的液体试样瞬间气化为蒸气。待气化室、色谱柱和检测器的温度以及记录仪的基线稳定以后，由进样器注入的试样蒸气同时被载气带入色谱柱中进行分离，分离后的试样组分随载气依次进入检测器。检测器将各组分的浓度（或质量）变化转变为电信号，经放大器放大后，由记录仪记录色谱流出曲线，得到色谱图。根据色谱图中各组分的色谱峰即可进行定性和定量分析。气相色谱法的分析过程色谱分离的基本原理是试样组分通过色谱柱时与填料之间发生相互作用，这种相互作用大小的差异使各组分互相分离而按先后次序从色谱柱后流出。气-固色谱气-液色谱溶解－挥发吸附－脱附

为什么在茨维特实验中，叶绿素混合物能在色谱柱完成分离？

气相色谱法是利用不同物质在两相中具有不同的分配系数（或吸附系数），当两相作相对运动时，这些物质在两相中经过反复多次的分配（即组分在两相之间进行反复多次的吸附、脱附或溶解、挥发过程），实现差速迁移，从而使各物质达到完全分离。如右图所示。气相色谱法的分离原理色谱分离原理示意图z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录3气相色谱基本理论塔板理论塔板理论1．塔板理论的基本假设1941年，马丁（Martin）和詹姆斯（James）提出了色谱塔板理论，他们将一根色谱柱比作一个精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成，每个塔板内的一部分空间为涂在载体上的液相占据，另一部分空间是充满载气的气相，如图7–26所示。每一块塔板的高度用H表示，称为理论塔板高度，简称板高。气相色谱理论基础塔板理论塔板理论1．塔板理论的基本假设塔板理论假设：在每一块塔板上，组分在两相间很快达到分配平衡，然后随着流动相逐个塔板地向前转移。对于一根长为L的色谱柱，组分平衡的次数应为：n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱柱的柱效能（柱效）随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减小。气相色谱理论基础2．塔板理论的基本结论当组分在柱中的平衡次数，即理论塔板数n大于50时，可得到基本对称的峰形曲线。在一般的气相色谱柱中，n值很大，约为103～106，因此其色谱流出曲线可趋于正态分布曲线。当试样进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异，经过反复多次的分配平衡后，仍可得到良好的分离效果。n与半峰宽及峰底宽的关系为：式中，tR与W1/2（或Wb）应采用同一单位（时间或距离）进行计算。由式（7–20）和（7–21）可知，在tR一定时，如果色谱峰越窄，则说明n越大，H越小，柱效能越高。在实际工作中，按式（7–20）和（7–21）计算出来是n和H值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用tR计算时，没有扣除组分不参与柱内分配的死时间tM，所以常用有效理论塔板数n有效表示柱效能：有效板高度H有效为：由于在相同的色谱条件下，不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用不同物质计算所得到的塔板数（或板高）也不同，因此在说明柱效能时，除色谱条件外，还应指出是用什么物质来测量的。塔板理论是一种形象的半经验性理论。它用热力学的观点定量地说明了组分在色谱柱中移动的速率，解释了色谱流出曲线的形状，并提出了计算和评价柱效高低的参数。但是，色谱过程不仅受热力学因素的影响，还与分子的扩散、传质等动力学因素有关，因此塔板理论只能定性地给出板高的概念，却不能解释板高受哪些因素的影响，也不能说明为什么在不同的载气流速下，可以测得不同的理论塔板数，从而限制了它的应用。塔板理论的贡献和局限气相色谱理论基础速率理论在早期色谱工作者的大量研究中，找到了一些影响各种柱型板高的因素，如流动相的流速、组分在两相中的扩散系数、容量因子等，但是仍没有找到能完全说明复杂的色谱物理过程的方程式。1956年，荷兰学者范第姆特（VanDeemter）等人在研究气液色谱时，提出了色谱过程的动力学理论——速率理论。速率理论：吸收了塔板理论中板高的概念，并同时考虑影响板高的动力学因素，指出填充柱的柱效受涡流扩散、分子扩散、传质阻力、流动相的流速等因素的控制，从而较好地解释了影响板高的各种因素，为柱效的提高和色谱分离条件的选择提供了实用的理论指导，并进一步指导了毛细管柱色谱和高效液相色谱的发展。速率理论稍作修改，也适用于其它色谱方法。速率理论在塔板理论基础上，速率理论用随机行走模型解释了色谱流出曲线的形状是高斯曲线，提出板高H就是单位柱长的色谱峰展宽的程度，并将造成谱带扩张的动力学因素联系起来建立了偏微分方程，得到速率理论（范第姆特）方程式：1.速率理论方程式1.速率理论方程式式中，

为载气的平均线速度，cm•s–1；A为涡流扩散项；为分子扩散项；为传质阻力项。可见，为提高柱效，必须设法减小A、B、C三项和选择最佳的载气流速。

上式可简写为：速率理论（范第姆特）方程式：影响柱效的因素涡流扩散项（A项）分子扩散项传质阻力项速率理论的重要意义（1）对色谱柱的填充技术和色谱分离操作条件的选择具有实际指导意义。它指出了色谱柱填充的均匀程度、填料粒度的大小、流动相种类及流速、固定相的液膜厚度等对柱效的影响，而且各种影响因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影响减小，但同时传质阻力项的影响又增大；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响。因此，在实际工作中应对色谱条件进行最优化选择。除此以外，还需注意柱径、柱长和柱外的因素对色谱峰展宽的影响。速率理论的重要意义（2）为柱型的研究和发展提供理论指导。（3）为液相色谱的应用和发展提供理论指导。1．柱效和柱选择性柱效是色谱柱在色谱分离过程中只由动力学因素所决定的分离效能，以理论塔板数n（或neff）来衡量。柱效不能表示组分间的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。在色谱法中，常用选择性因子α来衡量两组分在给定色谱柱上的选择性，即色谱图上两峰间的距离。柱选择性主要取决于组分在固定相上的热力学性质。分离度讨论

A

B

C

D

请仔细观察以下4个色谱分离图，指出其中哪一个分离效果最佳？说出你的理由。你认为相邻谱峰分离效果的优劣与哪些因素有关？1、两组分保留值差值2、峰宽讨论：评价小组上次试验结果的分离效果2．分离度的定义和评价塔板理论和速率理论都难以描述组分间的实际分离程度。分离度又称分辨率，它是指相邻两色谱峰的保留时间之差与两峰底宽平均值之比，即：分离度分离度R是色谱柱总分离效能指标。分离度R（1）R值越大，两相邻组分分离越完全；（2）R=1.5，两相邻组分分离程度99.7%；（3）R=1，两相邻组分分离程度98%；（4）R＜1，两相邻色谱峰有明显重叠；（5）通常用R≥1.5作为相邻两峰完全分离的指标。分离度3.分离度的影响因素及调节分离度受柱效（n）、选择性因子（α）和容量因子（k）三个参数的控制。保留值差值——热力学因素影响分离度R的主要因素1.反映了试样中各组分在两相间的分配情况；2.与各组分在两相间的分配系数有关；3.与各物质(组分、固定相、流动相)的分子结构与性质有关。峰宽——动力学因素1.反映了试样中各组分在色谱柱中的运动情况；2.与各组分在两相间的传质阻力有关。z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录4气相色谱固定相及其选择气相色谱固定相及其选择气相色谱法能否将待测试样完全分离，主要取决于色谱柱的选择性和柱效能。由于组分分子与载气间无相互作用，实现分离的核心是固定相。因此，气相色谱固定相的选择和色谱柱的制备就是色谱分析的关键。气相色谱固定相通常可分为液体固定相、固体吸附剂和合成固定相三类。1.液体固定相气液色谱填充柱中的液体固定相是由固定液和载体构成的，即将固定液均匀涂渍在载体上。1．固定液（1）对固定液的要求气相色谱固定液主要是一些高沸点的有机物。作为固定液用的有机物应具有以下条件：①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，以免固定液流失而影响柱寿命。通常，固定液有一个“最高使用温度”（可根据固定液的沸点确定）。②化学稳定性好，固定液与试样或载气不能发生不可逆的化学反应。③固定液的粘度和凝固点低，以保证固定液能均匀地分布在载体上，并减小液相传质阻力。④各组分必须在固定液中有一定的溶解度，并且具有良好的选择性，这样才能根据各组分溶解度的差异，达到相互分离，否则试样会迅速通过柱子，难以使组分分离。（2）固定液和组分分子间的作用力由理论推导可知，在气液色谱中，混合物的分离取决于组分在气相中的分压和活度系数。前者与组分的沸点有关，后者与组分和固定液之间的作用力有关，而后者是气相色谱与蒸馏分离的本质区别，也是气相色谱法分离效率远大于蒸馏法的原因。组分与固定液分子间的相互作用直接影响色谱柱的分离情况。显然，与固定液作用力大的组分将后流出；相反，作用力小的组分则先流出。因此，在色谱分析前，必须充分了解试样中各组分的性质和各类固定液的性能，以选用最合适的固定液。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，因而该组分在柱内的滞留时间就越长。1.液体固定相（3）固定液的分类气液色谱用的固定液已有数百种，它们具有不同的组成、性质和用途。在实际工作中，一般按固定液的极性和化学结构类型来分类，以便总结规律，供选用固定液时参考。①按固定液的相对极性分类极性是固定液重要的分离特性，是固定液与组分分子之间相互作用程度的总的指标，通常用相对极性（P）的大小来表示。此法规定强极性的固定液氧二丙腈的极性为100，非极性的固定液角鲨烷的极性为0。然后选择一对物质如正丁烷–丁二烯来进行试验，分别测定它们在氧二丙腈、角鲨烷和待测极性固定液的色谱柱上的相对保留值，再按一定公式计算出待测固定液的相对极性。这样测得的各种固定液的相对极性值均在0～100之间。一般将其分为五级，每20单位为一级。相对级性在0～+1间的为非极性固定液（亦可用“-1”表示非极性），+1～+2为弱极性固定液，+3为中等极性固定液，+4～+5为强极性固定液。表7–7列出了一些常用固定液的相对极性、最高使用温度和主要分析对象。1.液体固定相（4）固定液种类的选择在选择固定液时，一般可按照“相似相溶”的规律来选择，即选择与待分离组分的极性或化学结构相似的固定液。因为此时分子间的作用力强，选择性高，分离效果好。1.液体固定相（4）固定液种类的选择在实际应用中，应根据不同的分析对象和分析要求进行考虑：①非极性试样一般选用非极性的固定液。非极性固定液对试样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的顺序流出色谱柱，若试样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。②中等极性的试样应首先选用中等极性固定液。此时，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。③强极性的试样应选用强极性固定液。此时，组分与固定液分子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组分的试样，非极性组分先流出。1.液体固定相（4）固定液种类的选择④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的顺序分离。此外，还可选用强极性固定液，并加入少量的酸性或碱性添加剂，以减小色谱峰的拖尾。⑤能形成氢键的试样，如醇、酚、胺和水的分离，应选用氢键型固定液，如腈醚和多元醇固定液等。此时各组分将按形成氢键能力的大小顺序分离。⑥对于复杂的未知试样，一般首先在最常用的五种固定液上进行实验，观察未知物色谱图的分离情况，然后在12种常用固定液中选择合适极性的固定液。以上几点是选择固定液的大致原则。由于色谱柱中的作用比较复杂，因此合适的固定液还必须通过实验来选择。1.液体固定相（5）固定液用量的选择固定液在载体上的涂渍量称为固定液用量（又称液相载荷量），一般指的是固定液与固定相的质量分数。有时也用液载比表示，即固定液与载体的质量比。固定液用量应根据载体和样品的性质而定。固定液用量低，在载体上形成的液膜薄，传质阻力小，柱效高，分析速度也快。但固定液用量过低时，柱容量低，允许的进样量较小，载体表面的活性点可能暴露而造成色谱峰拖尾。因此，在分析工作中通常使用较低的固定液用量，一般控制在5%～10%。1.液体固定相2．载体载体又称担体，是固定液的支持骨架，使固定液在其表面上形成一层薄而匀的液膜，以加大与流动相接触的表面积。由于载体的结构和表面性质会直接影响柱的分离效果，因此在气液色谱中，对载体的要求是：具有多孔性，即比表面积大；化学惰性，即不与试样组分发生化学反应，且表面没有活性，但具有较好的浸润性；热稳定性好；有一定的机械强度，使固定相在制备和填充过程中不易粉碎。（1）载体的种类及性能载体大致可分为硅藻土型和非硅藻土型两大类。1.液体固定相①硅藻土型载体它是天然硅藻土经煅烧等处理后而获得的具有一定粒度的多孔性颗粒，是目前气相色谱中广泛使用的一种载体。按其制造方法的不同，可分为红色载体和白色载体两种。a．红色载体红色载体因含少量氧化铁颗粒呈红色而得名，如6201、C-22火砖和ChromosorbP型载体等。其机械强度大，孔径小（约2），比表面积大（约4m2•g–1），表面吸附性较强，有一定的催化活性，适用于涂渍高含量固定液，分离非极性混合物。b．白色载体白色载体是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠之类的助熔剂，使氧化铁转变为白色的铁硅酸纳而得名，如101、ChromosorbW等型号的载体。其比表面积小（1m2•g–1），孔径较大（8～9），催化活性小，所以适于涂渍低含量固定液，分离极性化合物。1.液体固定相②非硅藻土型载体此类载体品种很多，性质也各异，常在特殊情况下使用，主要有氟载体和玻璃微球（玻璃珠）。a．氟载体它是由聚四氟乙烯制成的小球，如Teflon，ChromosorbT等，通常可以在200℃柱温以下使用。其表面惰性，耐腐蚀性强，适于分析强极性样品（如水、酸、腈类物质）和强腐蚀性气体（如HF、Cl2等）。缺点是表面积较小，机械强度低，对极性固定液的浸润性差，涂渍固定液的量一般不超过5%。b．玻璃微球它是由硬质玻璃烧制的均匀小球，其表面吸附性和催化活性小，能在较低柱温下分析高沸点样品，且分析速度快，但表面积较小，只能用于涂渍低配比固定液，柱效不高。1.液体固定相（2）硅藻土型载体的预处理普通硅藻土型载体的表面并非惰性，而是具有硅醇基（Si－OH）和少量金属氧化物。因此，在它的表面上既有吸附活性，又有催化活性。如果涂渍的固定液量较低，则不能将其吸附中心和催化中心完全遮盖，在分析试样时，将会造成色谱峰的拖尾。若用于分析萜烯和含氮杂环化合物等化学性质活泼的试样时，有可能发生化学反应和不可逆吸附。为此，在涂渍固定液前，应对载体进行预处理，使其表面钝化。常用的预处理方法有：①酸洗法除去碱性作用基团，酸洗后的载体可用于分析酸性物和酯类样品。②碱洗法除去酸性作用基团，碱洗后的载体可用于分析胺类碱性物质。③硅烷化消除氢键结合力，硅烷化后的载体只适于涂渍非极性及弱极性固定液，而且只能在低于270℃柱温下使用。④釉化表面玻璃化，堵住微孔。釉化后的载体可用于分析强极性物质。另外，还有物理钝化、涂减尾剂等方法。载体预处理的具体操作方法和应用可查阅有关专著。1.液体固定相（3）载体的选择选择适当的载体及其粒度，有利于柱效的提高和混合物的分离。其原则是：①当固定液用量＞5%时，应选用硅藻土型的白色或红色载体；固定液用量＜5%时，应选用预处理过的载体。②强腐蚀性样品应选用氟载体，而高沸点的样品应选用玻璃微球载体。③由速率方程可知，载体的粒度直接影响涡流扩散和气相传质阻力，间接影响液相传质阻力。随着载体粒度的减小，柱效将明显提高。但是粒度过细时，阻力将明显增加，使柱压降增大，对操作带来不便。因此，一般根据柱径来选择载体的粒度，保持载体的直径约为柱内径的为宜。对于应用广泛的4mm内径柱，选用60～80目为好。高效柱可用100～120目。同时，载体的粒度应均匀，形状规则，有利于提高柱效。1.液体固定相固定液名称型号相对极性最高使用温度/℃角鲨烷SQ-1150甲基硅油或甲基硅橡胶SE-30OV-101+1350200苯基（10%）甲基聚硅氯烷OV-3+1350苯基（25%）甲基聚硅氧烷OV-7+2300苯基（50%）甲基聚硅氧烷OV-17+2300苯基（60%）甲基聚硅氧烷OV-22+2300三氟丙基（50%）甲基聚硅氧烷QF-1OV-210+3250β-氰乙基（25%）甲基聚硅氧烷XE-60+3275聚乙二醇PEG-20M+4225聚己二酸二乙二醇酯DEGA+4250聚丁二酸二乙二醇酯DEGS+42201，2，3-三（2-氰乙氧基）丙烷TCEP+5175常用固定液的选择1、分离非极性物质，一般选用非极性固定液。2、分离极性物质，一般按极性强弱来选择相应极性的固定液。3、分离非极性和极性混合物时，一般选用极性固定液。4、能形成氢键的试样，一般选用氢键型固定液。5、对于复杂组分，一般可选用两种或两种以上的固定液配合使用。固定液配比（涂渍量）的选择液担比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的质量百分比，液担比通常在1%～25%之间。液担比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。液担比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。气相色谱法是进行气体分析的有力手段。所谓气体是指在室温下呈气态的物质，例如永久性气体（H2、O2、N2、CO、CO2及水蒸气等），烃类气体，低沸点碳氧化合物，含氮气体，含氯气体，惰性气体等。对这些气体样品的分析通常采用气固色谱法，常用固体吸附剂作为固定相，因为气体在固体吸附剂上的吸附热差别较大，能得到满意的分离，而气体在一般固定液中的溶解度却非常小，目前还没有一种满意的固定液能用于它们的分离。气固色谱中的固体吸附剂有非极性的活性炭、弱极性的氧化铝、强极性的硅胶和具有特殊吸附作用的分子筛等，主要用于气体及低沸点有机物的分析。使用时，可根据它们对各种气体吸附能力的差别，选择最合适的吸附剂。表7–10列出了常见吸附剂的性能、用途和活化方法。2.固体吸附剂1．高分子多孔小球高分子多孔小球（GDX）是一类合成有机固定相。它既是载体又起固体吸附剂的作用，可以在活化后直接用于分离，也可以作为载体在其表面上涂渍固定液后再用于分离。高分子多孔小球分为极性和非极性两种。非极性的是由苯乙烯、二乙烯苯共聚而成，如国内的GDX1、GDX2系列，国外的Chromosorb系列等。极性的是在苯乙烯、二乙烯苯共聚物中引入了极性官能团，如国内的GDX3、GDX4系列，国外的PorapakN等。3.合成固定相2．化学键合固定相化学键合固定相是一种以表面孔径度可人为控制的球形多孔硅胶为基体，利用硅胶表面的硅醇基与固定液分子成键，从而制成的各种性能的固定相。键合固定相根据制备途径的不同，可以分为硅氧烷型、硅脂型和硅碳型，其中应用最广泛的是用有机氯硅烷与硅胶表面反应而形成的硅氧烷型健合固定相。色谱柱分离效能的高低不仅与固定液和载体的选择有关，而且与固定液的涂渍和色谱柱的填充情况有密切关系。因此，色谱柱的制备是气相色谱法的重要操作技术之一。1．气液色谱填充柱的制备为了制备性能良好的填充柱，在操作过程中应遵循以下原则：尽可能筛选粒度分布均匀的载体和固定相；保证固定液在载体表面涂渍均匀；保证固定相在色谱柱内填充均匀；避免载体颗粒破碎和固定液的氧化作用等。气液色谱填充柱制备的基本步骤如下：（1）色谱柱柱管的选择与清洗（2）固定液的涂渍（3）色谱柱的装填（4）色谱柱的老化4.色谱柱的制备2．气液色谱毛细管柱的制备z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录5气相色谱分离操作条件的选择气相色谱分离操作条件的选择色谱柱及使用条件的选择载气种类和流速的选择其它操作条件的选择载气流速的选择u有一最佳值,如何确定?

H~u曲线的绘制曲线最低点处对应的塔板高度最小，因此对应载气的最佳线速Uopt，在最佳线速下操作可获得最高柱效。相应的载气流速为最佳载气流速。实际载气流速的选择:使用最佳流速虽然柱效高，但分析速度慢，因此一般采用比u最佳稍大的流速进行测定。对一般色谱柱（内径3～4mm）常用流速为30mL/min左右。载气流速u较高传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速

，柱效

。较低分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速

,柱效

。载气种类的选择

载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载气流速较大时，传质阻力项起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，氮气仍是首选目标。在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。柱长与分离度的关系（用于已知柱长和分离度求最短柱长）：柱长和柱内径的选择增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间tR

↑，且柱阻力↑，不便操作。柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩短分析时间。填充色谱柱的柱长通常为1~3米。可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长或实验确定。柱内径一般为3~4mm。柱温的选择一般规律：选取各组分沸点平均值或稍低些◆注意：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。任务：分析苯、甲苯、乙苯混合物，柱温应设置为多少？

进样方式和进样量的选择液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1μL，5μL，10μL等。进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内。进样要求动作快、时间短。气体试样应采气体进样阀进样。

进样器温度的选择---原则是保证样品，同时不分解；气化温度一般较柱温高30~70°C防止气化温度太高造成试样分解。任务：分析苯、甲苯、乙苯混合物，进样器温度应设置为多少？进样器检测器温度的选择一般比柱温高30～50℃

TCD要求温度恒定；

FID要求温度＞120℃任务：分析苯、甲苯、乙苯混合物，检测器温度应设置为多少？程序升温小结理论知识：

1.分离度的概念计算、影响因素

2.色谱条件的选择

3.固定相的选择原则能力应用：

1.会选择合适的固定相

2.会选择合适的分离条件思考题：如果进样后发现所处色谱图峰没有完全分开，此时对色谱条件应作何调整。本项目小结1.气相色谱的基本原理和分类2.气相色谱仪的构造和工作流程3.气相色谱的用途4.色谱图分析和色谱基本术语5.气相色谱分离条件的选择6.色谱理论—塔板理论7.气相色谱定性分析的方法和操作8.气相色谱定量分析的方法和操作拓展项目1、对市售白酒进行分析检测2、判断化妆品样品中是否含有毒物质甲醇，如果有对其含量进行测定。要求：（1）制定样品的预处理方案

（2）选择合适的分析条件

（3）选择合适的的定性方法，并进样操作

（4）选择合适的的定量方法，并进样操作

（5）对分析结果进行分析，写出评价报告z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录6气相色谱仪虚拟仿真训练z项目四气相色谱法色谱法原理01气相色谱仪02气相色谱固定相及其选择04气相色谱分离操作条件的选择05气相色谱仪虚拟仿真训练06气相色谱基本理论03气相色谱法的应用07目录7气相色谱法的应用气相色谱定性分析方法气相色谱的主要作用是用来做分离、定性分析和定量分析，请大家回忆一下定性分析的依据是什么？有那些方法？气相色谱分析方法及应用

1.利用纯物质定性的方法纯物对照法：通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。只适用于组分性质已有所了解，组成比较简单，且有纯物质的未知物。要求：固定相相同，分析条件相同（载气流速、柱温、柱长）方法：比较纯物质和未知物的保留时间，相同可能是同一物质

色谱定性鉴定方法气相色谱分析方法及应用气相色谱分析方法及应用加入已知物增加峰高法：

首先作出未知样品的色谱图，然后