气相色谱仪器分析.ppt

仪器分析第一章
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气相色谱法§2-1气相色谱法概述1.按两相状态分类
气体为流动相的色谱称为气相色谱（GC）
根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（GSC）和气液色谱（GLC）。
液体为流动相的色谱称液相色谱（LC）
液相色谱亦可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）。超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SFC）。
2.按分离机理分类
利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。
利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。
利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。1.气路系统
气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响。
常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空气。流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联使用后达到。2.进样系统
进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进样的大小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离效果和分析结果的准确性和重现性。
（1）进样器
液体样品的进样一般采用微量注射器。
气体样品的进样常用色谱仪本身配置定量进样。
（2）气化室
为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要求气化室热容量大，无催化效应。3.分离系统
分离系统由色谱柱组成。有填充柱和毛细管柱两类。
（1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为2~4mm，长1~3m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。
（2）毛细管柱分为涂壁、多孔层和涂载体空心柱。空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为0.2~0.5mm，长度30~300m，呈螺旋型。
色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用的固定相和柱填料的制备技术以及操作条件等许多因素有关。4.控制温度系统
温度直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要制对色谱柱炉、气化室、检测室的温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。5.检测和放大记录系统
（1）检测系统
浓度型检测器测量的是载气中组分浓度的瞬间变化，即检测器的响应值正比于组分的浓度。如热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）。
质量型检测器测量的是载气中所携带的样品进入检测器的速度变化，即检测器的响应信号正比于单位时间内组分进入检测器的质量。如氢焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD）。
（2）记录系统
是一种能自动记录由检测器输出的电信号的装置。色谱流出曲线及有关术语在实验操作条件下，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。5.保留体积VR
指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：
VR=tRFco7.相对保留值r2,1
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比，称为相对保留值。
r21=tR2/tR1´=VR(2)/VR1
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。色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的动力学因素。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。
1.标准偏差
即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半。
2.半峰宽W1/2
即峰高一半处对应的峰宽。它与标准偏差的关系为
W1/2=2.35
3.峰底宽度W
即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上截距间的距离。它与标准偏差的关系是W=4从色谱流出曲线中，可得许多重要信息：
(i)根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数；
(ii)根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；
(iii)根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；
(iv)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；
(v)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。§2-2气相色谱的分析理论基础分配系数是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比值，即
K=组分在固定相中的浓度/组分在流动相中的浓度
分配系数是由组分和固定相的热力学性质决定的，它仅与固定相和温度两个变量有关。与两相体积、柱管的特性以及所使用的仪器无关。2.分配比k4.分配系数K与分配比k的关系
K=Cs/Cm=msVm/mmVS=k.其中β称为相比（二）塔板理论n=L/H
n称为理论塔