仪器分析气相色谱法.pptx

本章要求⒈掌握气相色谱法的基本原理；⒉了解气相色谱仪主要组成部件的功能；⒊了解固定相及其选择；⒋了解常用检测器性能、原理及适用范围；⒌掌握常用定性方法及定量方法。3.1气相色谱仪3.2气路和进样系统二、进样系统⑵汽化室：由绕有加热丝的金属块制成，温控范围在室温~500℃。进样时用微量注射器针头刺穿密封垫，然后将样品迅速注入汽化室，形成浓度集中的“样品塞”，汽化后被载气带入色谱柱内。汽化室温度应使试样瞬间汽化而不分解，通常选在试样沸点或稍高于沸点。一般汽化室温度比柱温高10~50℃。2、载体a、多孔、比表面积大，孔径分布均匀。b、化学惰性。c、热稳定性好。d、有一定的机械性能。e、粒度细小，均匀。①红色载体（天然硅藻土＋木屑在900oC下烧）机械强度高，表面积大，孔径较小(约2μm)，能涂较多的固定液，色谱分离效率高。但表面存在吸附中心，分析极性物质时有拖尾现象。②白色载体（天然硅藻土＋Na2CO3，大于900oC烧）与红色载体相比，表面孔较粗(约8~9μm)，表面积较小，机械强度差，柱效低。但表面活性中心显著减少，对极性物质的吸附性小，一般用于分析极性物质。目的：改进孔隙结构，屏蔽活性中心，提高柱效。①氟载体：聚四氟乙烯制成的多孔性载体，优点是吸附性小、耐腐蚀性强，用于分析极性物质和强腐蚀性气体。缺点是湿润性差，表面积较小，强度低，柱效不高。②玻璃微球载体：有规则的颗粒小球，优点是能在低柱温下分析高沸点样品，分析速度快。但表面积小，只能用于低含量固定液．且表面有吸附性，柱效不高。③高分子多孔微球载体：苯乙烯与二乙烯苯的共聚物，既能直接作为气相色谱的固定相，又可作为载体涂上固定液后再使用。选择载体的大致原则a.当固定液的含量大于5%时，可选用硅藻土型(白色或红色)载体.b.当固定液含量小于6%时，应选用处理过的载体,如仍拖尾可加减尾剂.c.对于高沸点组分，可选用玻璃微球载体．d.对于强腐蚀性组分，可选用氟载体．气相色谱固定液主要是由高沸点有机物组成，在操作温度下呈液态，有特定的使用温度范围(最高使用温度极限)。①对固定液的要求②组分与固定液分子间的作用a静电力（极性－极性）：在极性固定液上分离极性组分时，静电力起主要作用。b诱导力（极性－非极性）：分离非极性和可极化物质的混合物时，诱导力起作用。c色散力（非极性－非极性）：当用非极性固定液分离非极性组分时，色散力起主要作用．d氢键力（X－H……Y）：用含有-OH，－COOH，-NH2等官能团的分子作固定液，分析含氟、含氧、含氮化合物时，此种力起主要作用．规定:角鲨烷的相对极性为0,-氧二丙腈的相对极性为100以苯和环己烷为试样，在这两根柱上以及被测固定液柱上，分别测出其相对保留体积（或时间），然后取对数，则：被测固定液的相对极性ρx=100-100（q1-qx）/(q1-q2)④固定液选择4、色谱柱老化二、检测器的性能指标（1）灵敏度S灵敏度的计算：②质量型检测器灵敏度与单位时间内进入检测器的某组分的量有关R∝dm/dtR=Smdm/dtSm为比例常数，即检测器的灵敏度下标m表示质量型。灵敏度只能表示检测器对某物质产生信号的大小,由于响应值大时基线波动也会随着成比例增大.所以只用灵敏度S不能很好地评价一个检测器的质量.检测限D定义：产生二倍噪音信号时单位体积载气中被测物的量(Dc,mg/ml)或单位时间进入检测器的量(Dm,g/s)RN：检测器的噪声，指基线在短时间内上下偏差的数值(单位为mV)D值越小，则说明仪器越敏感。三、典型的气相色谱检测器1.热导池检测器(TCD)热导检测器是根据不同物质具有不同的热导系数的原理制成的，采用热敏元件进行检测的。特点：结构简单、稳定性好、线形范围宽、操作方便、灵敏度适宜，对无机、有机可挥发物质均有响应，而且不破坏样品，是一种通用型检测器。参比⑵工作原理开始时，仅有纯载气通过时，电流流过热丝产生的热量与载气带走的热量建立热动平衡，这时参比臂和测量臂热丝的温度相同，R=f(T)T1=T4R1=R4T2=T3R2=R3A、B点电位相同，∆EAB=0无信号输出，记录仪记录的是一条直线。当样品组分随载气通过测量臂时，组分与载气组成的二元体系的热导系数与纯载气的热导系数不同，由于热传导带走测量臂的热量，引起热丝温度的变化，使电阻值改变，而参比臂电阻值保持不便。这时R1、R4导热系数不同散热不同温度不同电阻不同A、B点电位不同∆EAB≠0。输出峰信号，信号大小与组分含量成比例。⑶热导池操作条件的选择桥电流:桥电流增加，热丝温度升高，热丝和热导池池体温差加大，气体容易将热量传递出去，灵敏度提高。桥电流控制在100~200mA左右。载气种类:载气与组分的导热系数相差越大，灵敏度越高。故选择导系数大的气体，如H2或He作载气，灵敏度比较高。2.氢火焰离子化