气相色谱法-气相色谱仪（仪器分析课件）

Contents目1认识常用的定性定量方法2录子任务2：气相色谱法测PVC产品残留氯乙烯单体的含量子任务1：认识常用的定性定量方法

认识常用的定性定量方法

定性方法利用保留值进行定性

（1）标准对照法定性

（2）双柱法定性

（3）色谱操作条件不稳定时的定性

联机定性

一、色谱定性鉴定方法

定性分析，就是要确定分析试样中有哪些组分。在气相色谱分析中，就是确定各个色谱峰代表什么物质。目前看应用气相色谱法进行定性分析还存在一定的问题。长期以来，色谱工作者在这方面作了大量的工作，建立了很多新的方法和辅助技术，使其在定性分析方面有了很大进展，但总的来说，仍然不能令人满意。

近年来，气相色谱与质谱、光谱等联用，这样既充分利用了色谱的高效分离能力，又利用了质谱、光谱的高鉴别能力，再加上电子计算机对数据的快速处理及检索，为未知物的定性分析打开了一个广阔的前景。子任务1：认识常用的定性定量方法

1.利用纯物质定性的方法（1）单柱比较法（利用保留值定性）

用已知的纯物质直接和未知样品对照定性,这种方法是将已知的纯物质和未知试样，在相同的色谱条件下，分别进样，进行色谱分析。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位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。当组分的保留值接近或分离不完全时，使用该方法难以作出准确判断。子任务1：认识常用的定性定量方法

用纯物质直接对照定性分析的示意图纯物质：a甲醇b乙醇c正丙醇d正丁醇e正戊醇子任务1：认识常用的定性定量方法

子任务1：认识常用的定性定量方法

在两个极性完全不同的色谱柱上，按照单柱定性的方法，测定纯样品和待测组分在每一根柱上的保留值。如果都相同，则可比较准确地判断试样中有与此纯样品相同的物质存在。双柱法比单柱法更可靠，因为有些化合物会在某一固定液上表现出相同的色谱性质。（2）双柱比较法子任务1：认识常用的定性定量方法

将已知纯样加入待测组分后再进行一次分析，然后与原来待测则分的色谱图进行比较，若前者的色谱峰增高，则可认为加入的已知纯样与试样中的某一组分为同一化合物。当进样量很低时，如果峰不重合，峰中出现转折，或者半峰宽变宽，则一般可以肯定试样中不含有与所加已知纯物质相同的化合物。（3）峰高加入法子任务1：认识常用的定性定量方法

①碳数规律在一定温度下，同系物的调整保留时间的对数与分子中的碳数呈线性关系。②沸点规律同族具有相同碳数链的异构体化合物，其调整保留时间的对数和它们的沸点呈线性关系。2.用经验规律和文献值进行定性（无待测组分纯样）（1）经验规律子任务1：认识常用的定性定量方法

在相同色谱条件下，组分与参与组分的调整保留值之比即为相对保留值。（2）相对保留值相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件如柱长、柱内填充情况及载气流速等无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。在柱温和固定相一定时，相对保留值为一定值，可以用来定性。（3）保留指数子任务1：认识常用的定性定量方法

又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较好的定性参数。测定方法：

将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。其它物质的保留指数（IX）是通过选定两个相邻的正构烷烃，其分别具有Z和Z＋1个碳原子。被测物质X的调整保留时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：子任务1：认识常用的定性定量方法

组分X的保留指数为同系物组分的保留指数之差一般为100的整数倍。一般来说，除正构烷烃外，其他物质保留指数的1/100并不等于该化合物的含碳数。3.联机定性

色质谱联用仪（GC-MS；LC-MS）色谱-红外光谱仪联用仪；组分的结构鉴定SampleSample

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCDGasChromatograph(GC)MassSpectrometer(MS)SeparationIdentificationBACD子任务1：认识常用的定性定量方法

对TCD,用峰高定量，FID，用峰面积定量。二、定量方法在一定的色谱分离条件下，检测器的响应信号（峰面积或峰高）与进入检测器的样品的质量（或浓度）成正比。色谱定量分析基础子任务1：认识常用的定性定量方法

1.响应信号的测量（峰面积的测量）自动积分和计算机处理法峰高(h)乘半峰宽(Y½)法对称高斯峰A=1.064h·Y1/2峰高乘平均峰宽法不对称峰A

=h·(Y0.15+Y

0.85)/2峰高乘保留时间法对填充柱，a=0，A

=h·b·tR在一定条件下，同系物之间存在半峰宽关系：子任务1：认识常用的定性定量方法

2.定量校正因子（为什么要引入定量校正因子）绝对定量校正因子：单位峰面积对应的物质量。（1）绝对定量因子（2）相对定量因子可由标准曲线法测定相对质量校正因子相对摩尔校正因子相对体积校正因子子任务1：认识常用的定性定量方法

子任务1：认识常用的定性定量方法

物质i与标准物质S的响应值（灵敏度）之比，单位时间时，与校正因子互为倒数。（2）相对响应值fi’和Si’只与试样、标准物质以及检测器类型有关，与操作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无关，是一个能通用的参数。子任务1：认识常用的定性定量方法

3.常用的几种定量方法要求：试样中所有组分均须出峰。（1）归一化法以样品中被测组分经校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分经校正过的峰面积（或峰高）的综合的比例来表示样品中各组分含量的定量方法。子任务1：认识常用的定性定量方法

归一化法特点优点：简便、精确，进样量多少与测定结果无关，操作条件（流速、柱温）的变化对定量结果的影响较小。缺点：校正因子的测定比较麻烦。若试样中各组分的相对校正因子很接近（如同分异构体或同系物），则可直接用峰面积归一化法进行定量：子任务1：认识常用的定性定量方法

（2）外标法（标准曲线法）配制一系列标准溶液进行色谱分析，由所测定的峰面积对浓度作图得标准曲线。不使用校正因子操作条件要求高适合测定大批量样品特点：子任务1：认识常用的定性定量方法

（3）标准加入法

将一种待测组分的纯物质加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件下，分别测定加入待测组分纯物质前后待测组分峰面积（或峰高），从而计算待测组分在样品中的含量。子任务1：认识常用的定性定量方法

（4）内标法a.试样中不含有该物质，且容易获取；b.与被测组分性质比较接近，并能与样品互溶，但不与样品发生化学反应；c.内标物浓度恰当，其峰面积与待测组分相差不大；d.出峰位置应位于被测组分附近，且与组分峰完全分离。对内标物的要求

将一定量选定的标准物（称内标物S）加入一定量试样中，混合均匀后，在一定操作条件下注入色谱仪进行分析，出峰后分别测量组分i和内标物S的峰面积（或峰高），按公式计算组分i的含量。子任务1：认识常用的定性定量方法

准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS，计算式：子任务1：认识常用的定性定量方法

内标法中，常以内标物为基准，即f’s=1.0，计算式可简化为：

也可用峰高代替峰面积：或内标法特点：(a)内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。(b)每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：内标标准曲线法。子任务1：认识常用的定性定量方法

子任务1：认识常用的定性定量方法

认识常用的定性定量方法定量基础定量基础：在色谱分析中，在某些条件限定下，色谱峰峰高或峰面积（检测器响应值）与所测组分的质量（或浓度）成正比，即校正因子（1）绝对校正因子：

（2）相对校正因子：

（3）相对响应值联机定性或或或子任务1：认识常用的定性定量方法定量方法

归一化法（1）定义所谓归一化法就是以样品中被测组分经校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例来表示样品中各组分含量的定量方法。（2）条件当试样中所有组分均能流出色谱柱，且完全分离，并在检测器上都能产生信号时，可用归一化法计算组分含量。（3）计算公式子任务1：认识常用的定性定量方法标准加入法

（1）定义标准加入法是一种将欲测组分的纯物质加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件下，分别测定加入欲测组分纯物质前后欲测组分的峰面积（或峰高），从而计算欲测组分在样品中的含量的方法。（2）计算公式或子任务1：认识常用的定性定量方法内标法（1）定义所谓内标法就是将一定量选定的标准物（称内标物S）加入到一定量试样中，混合均匀后，在一定操作条件下注入色谱仪进行分析，出峰后分别测量组分i和内标物S的峰面积（或峰高），按一定的计算公式计算组分i的含量。（2）条件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。（3）计算公式

子任务2：气相色谱法测PVC产品残留氯乙烯单体含量的测定

实验原理实验仪器和试剂实验步骤氯乙烯标准气和标准样的配制

试样溶液的制备

试样的平衡

测定

结果的表示和计算

总结1.知识目标：（1）定性定量方法：定性依据和定性方法（纯物质对照、文献值对照和联机定性等）；（2）定量分析方法（归一化法、内标法、标准加入法与外标法）。2.能力目标（1）能根据国标分析PVC产品残留氯乙烯单体的含量并判断是否合格；（2）能根据相关标准方法，利用气相色谱仪，利用不同的定性定量方法分析化工产品。Contents目1熟悉色谱分离条件的选择原则2练习色谱分离条件的选择

录一、

载气种类和流速的选择1.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。

①载气摩尔质量大，可抑制试样纵向扩散，提高柱效。

②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。

③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。

④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。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则

2.载气流速的选择

作图求最佳流速。实际流速稍大于最佳流速（高10%左右），缩短时间。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则

对填充柱，N2作载气时，流速可选20-60mL/min，用H2作载气时，流速可选40-90mL/min；对毛细管柱，通常选用的流速为1-2mL/min。

对于一定的色谱柱和试样，有一个最佳的载气流速，此时柱效最高，根据VanDeemter方程式。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则

子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则色谱柱的选择（气固色谱和气液色谱表3-4）气-固色谱柱的选择气-固色谱柱的选择也就是固体固定相的选择。（1）固体固定相（吸附剂）：主要有强极性硅胶、中等极性氧化铝、非极性活性碳及特殊作用的分子筛。（2）使用范围：主要用于惰性气体和H2、O2、N2、CO、CO2、CH4

等一般气体及低沸点有机化合物的分析。气-液色谱柱的选择（1）固定液①对固定液的要求②常用固定液的分类③固定液的选择二、

固定相的选择（1）种类：主要有强极性硅胶、中等强度氧化铝、非极性活性碳及特殊作用的分子筛。（表3-5）（2）使用范围：主要用于惰性气体和H2、O2、N2、CO、CO2、CH4等一般气体及低沸点有机化合物的分析。（3）优点：比表面大、吸附容量大、热稳定性好、无流失现象，且制柱方便，价格便宜。（4）缺点：吸附线性范围小，进样量稍大就得不到对称峰；柱效低，制备重现性差；在高温条件下的催化活性会干扰分析；对某些组分会产生永久性吸附而影响柱的分离效能；由于吸附剂的种类少，应用范围有限；吸附剂在使用前需要先进行活化处理，然后再装入柱中制成填充柱再使用。1.固体固定相（吸附剂）子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则液体固定相由固定液和载体两部分组成，主要起分离作用的是固定液。2.液体体固定相（1）固定液对固定液的要求a.沸点高，挥发性小，热稳定性好，以免在较高柱温下发生固定液流失、造成色谱基线不稳、重现性差、柱寿命短等（一般根据固定液沸点确定其最高使用温度）。b.在操作柱温下呈液态（一般根据固定液的凝固点决定其最低使用温度），其黏度较低，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。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则c.溶解度大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，达到互相分离。d.化学稳定性好，在操作柱温下，不能与载体以及待测组分发生不可逆的化学反应。常用固定液的分类固定液种类众多，其组成、性质和用途各部相同。主要根据固定液的极性和化学类型来进行分类。（表3-6）固定液极性是表示含有不同官能团的固定液，与分析组分中官能团及亚甲基相互作用的能力。通常用相对极性（P）的大小来表示。Β,β’-氧二丙腈的相对极性P=100，角鲨烷的相对极性P=0，其他固定液以此为标准通过实验测出它们的相对极性均在0-100之间。将相对极性值分为五级，每20个相对单位为一级，相对极性在0-1间的为非极性固定液；+2，+3为中等极性固定液；+4，+5为强极性固定液。（表3-7）子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则Β,β’-氧二丙腈C6H8N2OP=100,+5级角鲨烷C30H62P=0,0级每一级的极性用一个“+”表示，非极性固定液用“0”，或“-”

1～20为“+1”21～40为“+2”41～60为“+3”61～80为“+4”81～100为“+5”“0”为非极性固定液，+1～+2为弱极性固定液，+3为极性固定液，+4～+5为强极性固定液。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则固定液的选择选择固定液应根据不同的分析对象和分析要求进行。一般可按照“相似相溶”原理进行选择，即按待分离组分的极性或化学结构与固定液相似的原则来选择。a.分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。b.分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。c.分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。d.能形成氢键的试样，如醇、酚、胺和水的分离，一般选用氢键型固定液。此时试样各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小的顺序流出色谱柱，易形成氢键的组分后出峰，不易形成氢键的组分先流出。e.对于复杂组分，一般可选两种或两种以上的固定液配合使用，以增加分离效果。f.对于性质不明的未知样品，可试用5种优选固定液。即让样品分别通过SE-30、OV-17、QF-1、PEG-20M和DEGS等5根柱子，观察其分离情况，然后再选用极性适当的固定液。（2）载体（担体）载体的作用是提供一个具有较大比表面积的惰性表面，使固定液能在它的表面上形成一层薄而均匀地液膜。对载体的要求a.载体比表面大，孔径分布均匀。b.载体表面应是化学惰性的，即无吸附性、无催化性。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则c.热稳定性好。d.载体机械强度好，不易破碎。载体种类a.硅藻土型分为红色硅藻土载体和白色硅藻土载体。这两种载体的化学组成基本相同，内部结构相似，但是它们的表面结构差别很大。

红色硅藻土载体由硅藻土与黏合剂混合后在900℃左右煅烧而成，因其含有少量的氧化铁而略带红色。

白色硅藻土载体由硅藻土和少量碳酸钠助熔剂混匀后在高于900℃的温度下煅烧而成，其中的氧化铁在助熔剂的作用下与硅质反应而转变成白色的硅酸钠铁盐，因此变成了白色的多孔性颗粒。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则硅藻土的化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。优质硅藻土的氧化铁含量一般为1~1.5%，氧化铝含量为3~6%。硅藻土的矿物成份主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水云母、高岭石和矿物碎屑。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则b.非硅藻土型非硅藻土型载体包括聚合氟塑料载体、玻璃微球载体、高分子微球载体等。载体的预处理载体主要起承担固定液的作用，它表面应是化学惰性的，但实际应用中载体总是呈现出不同程度的催化活性，特别是当固定液的液膜厚度较小，分离极性物质时，载体对组分有明显的吸附作用，其结果是造成色谱峰严重不对称，所以载体在使用前必须预处理。a.酸洗法用6mol/L盐酸溶液浸泡载体2h，然后用水洗至呈中性，于110℃烘箱中烘干备用。酸洗可除去载体表面的铁等金属氧化物杂质。酸洗后的载体可用于分析酸性物和酯类样品。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则b.碱洗法将酸洗后的载体放在100g/L的氢氧化钠-甲醇溶液浸泡后过滤，再用甲醇和水洗至中性，在110℃烘箱中烘干备用。碱洗可以除去载体表面的Al2O3等酸性作用点。碱洗后载体可用于分析胺类碱性物质。c.硅烷化处理硅烷化处理是指利用硅烷化试剂处理载体，使载体表面的硅醇和硅醚基团失去氢键力，因而纯化了表面，消除了色谱峰拖尾现象。常用的硅烷化试剂有三甲基氯硅烷，二甲基二氯硅烷和六甲基二硅胺等。硅烷化处理后的载体只适用于涂渍非极性及弱极性固定液，而且只能低于270℃的柱温下使用。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则d.釉化处理将待处理的载体在20g/L的硼砂水溶液中浸泡48h，其间搅拌数次后，抽滤，并于120℃烘干，再在860℃高温下灼烧70min，在950℃下保持30min，最后再用开水煮沸20～30min，过滤烘干，过筛备用。处理过的载体吸附性能低，强度大，可用于分析强极性物质（对于一般极性和非极性样品，可不必用此法处理）。目前，市售载体有的已经处理过，过筛，用蒸馏水漂洗除去粉末（已硅烷化的载体应用无水乙醇漂洗）后即可使用（常选用60～80目或80～100目），涂渍前将载体放在105℃烘箱中烘4～6h，除去吸附在载体表面的水蒸气等。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则载体的选择选择适当载体能提高柱效，有利于混合物的分离。选择载体的大致原则是：a.若果液载比（指在固定相中固定液与载体的质量比，液载比的范围可以在0.05%～30%）较小，可选比表面较小的载体，如液载比＞5%，可选用硅藻土类担体；液载比＜5%，应选用处理过的硅胶土类载体；0.05%＜液载比＜3%，可选用比表面很小的玻璃微球等载体。b.腐蚀性样品可选耐腐蚀的载体，如氟载体、石英微球等；对强极性和高沸点组分，应选用比表面较小的载体，如玻璃微球、石英微球等。c.载体程度一般选用60～80目或80～100目；高效柱可选用100～120目。（表3-8）子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则3.合成固定相（1）高分子多孔小球高分子多孔小球（GDX）是以苯乙烯等为单体与交联剂二乙烯基苯交联共聚高分子多孔的小球，从化学性质上可以分为极性和非极性两种。这种聚合物在有些方面具有类似吸附剂的性能，而在另外一些方面又显示出固定液的性能。高分子多孔小球作为固定相主要具有吸附活性低、对含羟基的化合物具有相对低的亲和力、可选择的范围大等优点。高分子多孔小球本身既可以作为吸附剂在气固色谱中直接使用，也可作为载体涂上固定液后使用。在烷烃、芳烃、卤代烷、醇、酮、醛、醚、酯、酸、胺、腈以及各种气体的气相色谱分析中已得到广泛应用。高分子多孔小球在交联共聚过程中，使用不同的单体或不同的共聚条件，可获得不同分离效能、不同极性的产品。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则（2）化学键合固定相又称化学键合多孔微球固定相。这是一种以表面孔径度可人为控制的球形多孔硅胶为基质，利用化学反应方法把固定液键合于载体表面上而制成的键合固定相。这种键合固定相大致可分为硅氧烷型、硅脂型以及硅碳型等三种类型。同用载体涂渍固定液制成的固定相比较，化学键合固定相主要具有良好的热稳定性；适合于快速分析；对极性组分和非极性组分都能获得对称峰；耐溶剂。化学键合固定相在气相色谱中常用于分析C1～C3的烷烃、烯烃、炔烃、CO2、卤代烃及有机含氧化合物等。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则4.色谱柱的老化新柱子需老化处理后才能使用。目的：彻底除去固定相中残留的溶剂和某些易挥发性杂质；促使固定液更均匀、更牢固地涂布在载体表面上。老化方法：将色谱柱接入色谱仪气路中，将色谱柱的出气口（接真空泵的一端）直接通大气，不要接检测器，以免柱中逸出的挥发物污染检测器。开启载气，在稍高于操作柱温下（老化温度可选择为实际操作温度以上30℃），以较低流速连续通入载气一段时间（老化时间因载体和固定液的种类及质量而异，2～72h不等）。然后将色谱柱出口端接至检测器上，开启记录仪，继续老化。待基线平直、稳定、无干扰峰时，说明柱的老化工作已完成，可以进样分析。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则三、柱温的选择柱温直接影响色谱柱的使用寿命、柱的分离效能和分析速度。降低柱温可使色谱柱的选择性增大，有利于组分分离，但柱温过低，被测组分可能在柱中冷凝，或者传质阻力增加，使分析时间增加，色谱峰扩张甚至拖尾。升高柱温可缩短分析时间，有利于降低塔板高度，改善柱效，但同时分配系数减小，分离度下降，从而导致柱效下降。同时柱温不能高于色谱柱的最高使用温度，否则会造成固定液大量流失。一般通过实验选择最佳柱温，使物质既分离完全，又不使峰形扩张、拖尾。（表3-9）子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则柱温选择原则柱温应控制在固定液的最高使用温度和最低使用温度范围之内。使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜、峰性不拖尾为度。柱温一般选择在组分平均沸点左右或稍低。对于组分复杂、沸程宽的试样，采用程序升温。程序升温不仅可以改善分离，而且可以缩短分析时间。（图3-30）

程序升温：即柱温按预定的加热速度，随时间作线性或非线性的增加。升温的速度一般呈线性的，即单位时间内温度上升的速度是恒定的，例如每分钟2℃，4℃，6℃等等。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则

在较低的初始温度，沸点较低的组分，即最早流出的峰可以得到良好的分离。随柱温的增加较高沸点的组分也能较快地流出，并和低沸点组分一样，也能得到较好的分离。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则1.丙烷（-42℃）2.丁烷（-0.5℃）3.戊烷（36℃）4.己烷（68℃）5.庚烷（98℃）6.辛烷（126℃）7.溴仿（150.5℃）

8.间氯甲苯（161.6℃）

9.间溴甲苯（183℃）

5℃/min子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则四、汽化室温度的选择适宜的汽化室温度既能保证样品迅速且完全汽化，又不引起样品分解。一般汽化室温度比柱温高30～70℃或比样品组分中最高沸点高30～50℃，就可以满足分析要求。当进样量较大时，汽化温度宜高些；当进样量较小时，汽化温度可低些。如果汽化温度过低，会使色谱峰变成前沿平坦后沿陡峭的展宽的伸舌峰，不利于分离；若果重复进样时出峰数目变化，重现性差，则说明汽化温度过高。一般在保证样品不分解的前提下，汽化温度高一些更好。五、检测室温度的选择检测室温度应高于或等于柱温。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则六、进样量的选择1.进样量进样量要适当，应控制在峰高或峰面积与进样量呈线性关系的范围内。若进样量过大，峰变宽，分离度变小，会出现重叠峰、平顶峰，峰高或峰面积与进样量不呈线性关系，无法定量；进样量太小，会因检测器灵敏度不够，导致有的组分不能检出。色谱柱最大允许进样量可以通过实验确定。方法：其他实验条件不变，进逐渐加大进样量，直至所出的峰的半峰宽变宽或保留值改变时，此进样量就是最大允许进样量。液体样品一般取0.1～5μL，气体样品一般取0.1～10mL。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则2.进样技术进样速度要快，在0.5s内完成。为保证良好的分离和重现性，在直接进样时应注意：（1）用注射器取样时，应先用丙酮或乙醚抽洗10次左右，再用被测试液抽洗10次左右，然后缓缓抽取一定量试液（稍多于需要量），此时若有空气带入注射器内，应先排除气泡后，再排去过量的试液，并用滤纸或擦镜纸吸去针杆处所沾的试液（千万勿吸去针头内的试液）。（2）进样后立即进样，进样时要求注射器垂直于进样口。（3）进样时要求操作稳当、连贯、迅速。进针位置及速度、针尖停留和拔出速度都会影响进样的重现性。一般进样相对误差为2%-5%。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则

色谱分离条件的选择原则

载气及线速选择载气种类的选择（1）考虑检测器（2）考虑有利于提高柱效能和分析速度。

载气流速的选择图中曲线最低店处对应的塔板高度最小，因此对应载气的最佳线速u最佳，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。一般采用比u最佳稍大的流速进行测定。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则（2）载体（担体）载体的作用;对于载体的要求①载体的种类a．硅藻土型b.非硅藻土型：②载体的预处理a.酸洗法b．碱洗法c．硅烷化处理d．釉化处理③载体的选择选择载体的大致原则子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则（3）合成固定相气液色谱柱的制备（1）色谱柱柱管的选择与清洗①色谱柱柱形、柱内径、柱长度的选择②柱管的试漏与清洗方法（2）固定液的涂渍①固定液用量的选择②固定液的涂渍③色谱柱的装填④色谱柱的老化子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则柱温的选择柱温直接影响色谱柱的使用寿命、柱的分离效能和分析速度。降低柱温可使色谱柱的选择性增大，有利于组分分离，但柱温过低，被测组分可能在柱中冷凝，或者传质阻力增加，使分析时间增加，色谱峰扩张甚至拖尾。升高柱温可缩短分析时间，有利于降低塔板高度，改善柱效，但同时分配系数减小，分离度下降，从而导致柱效下降。同时柱温不能高于色谱柱的最高使用温度，否则会造成固定液大量流失。一般通过实验选择最佳柱温，使物质既分离完全，又不使峰形扩张、拖尾。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则柱温选择原则：1．柱温应控制在固定液的最高使用温度和最低使用温度范围之内。2.使最难分离的组分有尽可能好的分离前提下，采取适当低的柱温，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。3.柱温一般选择在组分平均沸点左右或稍低。4.组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。子任务1：熟悉色谱分离条件的选择原则汽化室温度的选择一般汽化室温度比柱温高30~70℃或比样品组分中最高沸点高30~50℃，就可以满足分析要求。

检测室温度选择

高于至少等于柱温。进样量的选择

1.进样量2.进样技术子任务2：练习色谱分离条件的选择

实验目的实验原理仪器与试剂实验步骤准备工作

分离条件的选择与优化

分析方法的验证

结束工作数据处理

总结1.知识目标气相色谱操作条件的选择（填充柱和毛细管柱的制备方法；固定相、固定液的要求，分类及选择；载体的选择和预处理、液载比的选择、载气类项的选择等）。2.能力目标（1）色谱柱的制备方法（色谱柱的清洗、色谱柱的填充、色谱柱的老化、载体的表面处理、固定液的涂渍、溶剂的挥发）；（2）进一步熟悉气相色谱仪的操作。Contents目1固定相的作用2

GC固定相的分类3固定相的使用及细节录仪器分析GC的固定相（一）GC的固定相（一）仪器分析在气相色谱分析中，某一多组分混合物中各组分能否完全分离开，主要取决于色谱柱的效能和选择性。而色谱柱的选择性主要取决于固定相选择，因此固定相对于气相色谱分析是很重要的组成部分。气相色谱柱的固定相主要分为：气—固色谱固定相，气—液色谱固定相两大类。一、气—固色谱固定相常用于分离常温下的气体及气态烃类。气体在一般固定液中溶解度很小，对应的分离效果不好；选用吸附剂做固定相，利用对气体的吸附性能实现差别吸附，得到满意的分离效果。GC的固定相（一）仪器分析在气—固色谱法中作为固定相的吸附剂，常见的有非极性的活性炭、弱极性的氧化铝、强极性的硅胶，等。通过吸附剂对各气体吸附能力的强弱不同实现多组分的分离。一些常用的吸附剂及其用途如表1所列。对于各种类的吸附剂，不同批次的同种类吸附剂的性能往往也有差异，会出现拖尾现象，进样量稍多时出现色谱峰不对称。通过对吸附剂表面进行物理化学改性，可以避免色谱峰的拖尾，也可以分离一些顺、反式空间异构体。GC的固定相（一）仪器分析表一GC的固定相（一）仪器分析高分子多孔微球（国产商品牌号为GDX）是以苯乙烯和二乙烯基苯作为单体，经悬浮共聚得到的交联多孔聚合物，被日益广泛地应用。如：有机物或气体中水的含量测定，1、使用气液色谱法，样品所含水分对固定液、担体的选择有限制；2、使用吸附剂做固定相，水的吸附系数很大，该法不能使用；3、使用高分子多孔微球固定相，则羟基化合物和固定相的亲和力极小，可实现按分子质量顺序分离，使水分子在有机物之前出峰，峰型对称。适于试样中痕量水分含量的分析，多元醇、脂肪酸、腈类等强极性物质的测定。GC的固定相（一）仪器分析表2是国内外高分子多孔微球性能比较GC的固定相（一）仪器分析二、气—液色谱固定相1、担体（载体）担体（载体）应是一种化学惰性、多孔性的固体颗粒，作用是提供一个大的惰性表面，用以承受固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面上。担体应当具备的特点：表面是化学惰性的，表面没有吸附性或很弱的吸附性，不会与被测物质发生化学反应；多孔性，表面积大，便于固定液与试样的接触；热稳定性好，有一定的机械强度，不宜破碎担体均匀、细小，由于实现高的柱效。一般以60-80目或80-100目等规格为宜。GC的固定相（一）仪器分析担体的分类项目硅藻土类非硅藻土类红色担体白色担体氟担体区别都是天然硅藻土煅烧而成，化学组成和内部结构基本相同但表面结构不同。白色担体在煅烧前在硅藻土原料中加入少量助熔剂（如碳酸钠）。玻璃微球担体对比表面积大，固定液量大，分离效果高。结构紧密，机械强度好表面为较大的疏松颗粒，机械强度不如红色担体，比表面积较小。该分子多孔微球优点表面有吸附活性中心，与极性固定液配合会造成固定液分布不均匀，影响柱效。表面极性中心少，吸附性小缺点适于分析非极性或弱极性物质用于分析极性物质GC的固定相（一）仪器分析硅藻土型担体具有细孔结构，并呈现不同Ph,担体既有吸附活性，又有催化活性。在测定中会出现的影响如下：涂上极性固定液会使固定液分布不均；分析样时与活性中心相互作用造成色谱峰的拖尾；可能发生化学变化或不可逆吸附（分析萜烯、二烯、含氮杂环化合物、氨基酸衍生物，等时）；GC的固定相（一）仪器分析对策：A、酸洗（用浓盐酸）、碱洗（氢氧化钾甲醇溶液）分别进行—除去铁等金属氧化物杂质及表面氧化铝等酸性作用点。B、硅烷化（二甲基二氯硅烷、六甲基二硅烷胺等）—消除单体表面的氢键结合能力，改进担体的性能GC的固定相（一）仪器分析2、固定液A、固定液要具备的特点：挥发性小，在操作温度下有较低蒸气压，避免固定液的流失；热稳定性好，不易发生分解，在操作温度下呈液体状态；对试样各组分有适当的溶解能力；具有高选择性；化学稳定性好，不与被测物质（组分）发生化学反应一般常选用高沸点有机物GC的固定相（一）仪器分析B、固定液的分离特征固定液的选择根据“相似相溶”原理进行。固定液的性质和被测组分有某些相似性时，某些组分在固定液中的溶解度就大。极性分子：由电负性不同的原子构成的分子。其正电中心和负电中心不重合就具有正负极的极性分子。分子间的相互作用力：静电力、诱导力、色散力和氢键，等。Contents目1GC的分类2GC工作流程3GC的组成4仪器的操作录气相色谱仪是利用色谱分离技术和检测技术，对多组分的复杂混合物进行定性和定量分析的仪器。通常可用于分析土壤中热稳定且沸点不超过500°C的有机物，如挥发性有机物、有机氯、有机磷、多环芳烃、酞酸酯等。气相色谱仪按色谱分离原理来分，分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。根据构成不同可以分为单柱单气路色谱仪、双柱双气路色谱仪。二、气相色谱仪的工作流程样品溶液由高温进样口进入仪器瞬间气化而不分解，随着载气的带动，经过高温的色谱柱的过程中样品中多组分被分离，流出时各单组分依次经过检测器后被废液瓶收集。样品溶液进入仪器的整个过程都是高温环境，接近或高于纯物质的沸点，便于组分间的各自分离。GC工作流程图GC工作流程图GC工作流程图Contents目1气相色谱的基本原理2塔板理论录3速率理论气相色谱一、基本原理气相色谱（GC）是一种分离技术。GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。气相色谱待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，一般是N2、He等）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。色谱分离基本原理由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来，也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解附，结果在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。

当组分流出色谱柱后，立即进入检测器，检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例在没有组分流出时，色谱图的记录是检测器的本底信号，即色谱图的基线。工作过程（塔板理论）将色谱柱比作蒸馏塔，把一根连续的色谱柱设想成由许多小段组成。在每一小段内，一部分空间为固定相占据，另一部分空间充满流动相。组分随流动相进入色谱柱后，就在两相间进行分配。并假定在每一小段内组分可以很快地在两相中达到分配平衡，这样一个小段称作一个理论塔板（theoreti