任务5-1 气相色谱法的特点讲解

项目5：测定未知有机物含量（气相色谱法）任务5-1:气相色谱法基本原理3/21/20244现有三种混合组分要分离色谱柱3/21/20245载流或载气现有三种混合组分要分离3/21/20246三种组分在色谱柱中完全达到分离时间信号O载流或载气3/21/20247时间信号O载流或载气3/21/20248时间信号O载流或载气3/21/20249时间信号O载流或载气3/21/202410色谱法的发展1906年，茨维特利用不同色素在活性碳酸钙与石油醚的共同作用之下在玻璃柱中呈现出不同的运行速度，能使其达到彼此分离。3/21/202411茨维特在他的原始论文中，该分离方法叫做色谱法在柱中出现的有颜色的色带叫做色谱图填充CaCO3的玻璃柱管叫做色谱柱具有大表面积的CaCO3固体颗粒称为固定相推动被分离的组分（色素）流过固定相的惰性流体（上述实验用的是石油醚）称为流动相3/21/202412★色谱法是一种分离技术；★试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在色谱柱中的两相间不断进行着的分配过程；3/21/202413问题：不同组分在色谱柱中为什么呈现不同的运行速度？因为固定相对不同组分有不同的吸附力（溶解能力），吸附力强的组分------运行速度慢，运行时间长。吸附力弱的组分------运行速度快，运行时间短。3/21/202414问题：不同组分在色谱柱中为什么呈现不同的运行速度？若固定相呈液体状态，则不同组分呈现不同运行速度则是因为固定液对不同组分有不同的溶解能力，溶解性强的组分-------在色谱柱中运行速度慢，运行时间长。溶解性弱的组分--------在色谱柱中运行速度快，运行时间短。3/21/202415色谱法的定义

色谱法又称色层法或层析法，是一种物理化学分析方法，它利用不同溶质(样品)与固定相和流动相之间的作用力(分配、吸附、离子交换等)的差别，当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次“平衡”分配，使各溶质达到相互分离。3/21/202416色谱法的分类1、按固定相和流动相所处的状态分类流动相总称固定相色谱名称气体气相色谱（GC）固体气-固色谱（GSC）液体气-液色谱（GLC）液体液相色谱（LC）固体液-固色谱（LSC）液体液-液色谱（LLC）3/21/2024172、按分离过程的机理分类名称固定相分离机理吸附色谱法固体固定相对不同组分的吸附作用力不同分配色谱法液体固定相对不同组分的溶解度不同排阻色谱凝胶利用多孔物质对不同大小分子的排阻作用不同离子交换色谱法离子交换剂固定相对不同离子的亲和力不同3/21/2024183、按固定相的使用形式分类名称分离机理柱色谱法固定相装在色谱柱中纸色谱法滤纸做固定相薄层色谱吸附剂粉末做成薄层形式做固定相3/21/2024191.基线在没有组分进入检测器时，在当时的实验条件下，反映检测器系统噪音随时间变化的线，称基线。如图Ot`所视的直线。Ot`色谱图和有关术语

3/21/202420（1）死时间（tM）：不与固定相作用的组分（如空气）从进样到出峰最大值所需时间，即流动相流经色谱柱的平均时间。2.保留值3/21/202421（2）保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间，即组分谱带通过色谱柱的平均时间。tR

＇tR

3/21/202422（3）调整保留时间（tR

‘）：tR’=tR－tM，表示扣除死时间后的保留时间，即组分在固定相上的平均滞留时间。可用时间单位（如min或s）或长度（cm）表示tR

＇tR

3/21/202423（4）死体积（VM）：

即不被固定相滞留的组分从进样到最大峰所需的流动相体积。

VM=tM×Fc

，（5）保留体积（VR）：

VR=tR×Fc

，即组分从进样到最大峰所需的流动相体积。（Fc为流动相的体积流速，单位：mL/min。）3/21/202424（6）调整保留体积（VR‘）：表示扣除死体积后的保留体积

VR＇=VR

－VM=tR＇×Fc3/21/202425（7）相对保留值r21

在相同操作条件下，组分2与参比组分1调整保留值之比：当r21=1时,说明组分1与组分2无法分离3/21/202426（7）相对保留值r21

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无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性，也称为选择性系数。3/21/202427（1）峰宽用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：①半峰宽（W1/2）：色谱峰高一半处的宽度W1/2=2.354

②峰底宽（Wb）：Wb=4

③标准偏差（

）：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。3.区域宽度3/21/202428峰高与峰面积：其大小与各组分在样品中的含量有关，是气相色谱法定量的基础。色谱峰：前伸峰、拖尾峰、分叉峰、馒头峰3/21/202429从色谱图中，可得到许多信息：1色谱峰的个数，可判断所含组分的最少个数；2根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；3根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；4色谱峰的保留值及其区域宽度，评价柱效依据；5色谱峰两峰间的距离3/21/202430色谱法特点优点：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：

适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样及生物活性物质的分析。3/21/202431缺点：1、对于沸点高于450℃的难挥发物质或对热不稳定的物质，不能用气相色谱法测定；2、运用气相色谱法进行未知物定性时，必须有待测组分的纯品或相应的色谱定性数据，否则难于从色谱