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第二章气相色谱分析
§2-1概述
一、“色谱法”这一名词的由来
1．色谱法是一种分离技术，应用于分析化学中，就是色谱分析。
2．1906年，俄国植物学家茨维特首先提出色谱法。当时他做了如下实验：将植物色素的石油醚抽提液倒入一根装有CaCO3固体的竖直玻璃管中，并再加入纯的石油醚，任其自由流下。结果在管内形成了不同颜色的谱带，即说明溶液中不同的色素得到分离。“色谱”一词由此得名。后来这种方法（即分离技术）应用于分析化学中就被称为“色谱法”。
3．“色谱法”一词现已失去原有的含义，因为色谱法不仅应用于有色物质的分析，而且已被广泛应用于无色物质的分析，但由于人们已习惯于使用这一名词，故至今仍被沿用。
二、分离的依据（或原理）
使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，即固定的，称之为固定相。另一相是携带混合物流过此固定相的流体（如液体或气体），称之为流动相。
当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在结构和性质上的差异，与固定相作用的大小、强弱也有差异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后顺序从固定相中流出。
这种借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术就称为色谱分离技术或色谱法，又称色层法或层析法。
三、简单分类
色谱法有许多种类型，从不同的角度出发，有各种分类法。
1．按两相所处的状态分类
a．按流动相的物态：可分为气相色谱法（气-固色谱法和气-液色谱法）和液相色谱法（液-固色谱法和液-液色谱法）
b．按固定相的物态：可分为气-固色谱法（固定相为固体）和气-液色谱法（固定相为液体）
2．按固定相的使用形式分类
a．柱色谱法—固定相装在色谱柱中。
b．纸色谱法—滤纸为固定相。
c．薄层色谱法—将吸附剂粉末制成薄层作固定相。
3．按分离过程的机制分类
a．吸附色谱法—利用吸附剂表面对不同组分的物理吸附性能的差异进行分离。
b．分配色谱法—利用不同组分在两相中有不同的分配系数来分离。
c．离子交换色谱法—利用离子交换原理。
d．排阻色谱法—利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用等等。

本章只讨论气相色谱法。
气相色谱法是以气体作为流动相的一种色谱法。在此法中，载气（是不与被测组分作用，用来载送试样的惰性气体，如氢气、氮气等）载着欲分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分得到分离，然后分别由检测器检测，得到如下色谱图。

图2-1色谱图
色谱图：是以组分的浓度变化为纵坐标，流出时间为横坐标的曲线，称为色谱流出曲线。
四、气相色谱仪
一般由以下五个部分组成：
1．载气系统：包括气源、气体净化和气体流速控制部件。
2．进样系统：包括进样器、汽化室。
3．色谱柱和柱箱：包括温度控制装置。
4．检测系统：包括检测器、放大器、检测器的电源控制装置。
5．记录系统（记录及数据处理系统）：早期采用记录仪，现采用积分仪或色谱工作站。
五、气相色谱流出曲线及有关术语
（一）关于基线的术语
（1）基线：当色谱柱后没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随时间变化的线称为基线。稳定的基线是一条直线。
（2）基线漂移：指基线随时间定向的缓慢变化。
（3）基线噪声：指由各种因素所引起的基线起伏。
（二）保留值
1．用时间表示
（1）死时间：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷等）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
（2）保留时间：指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
（3）调整保留时间：指扣除死时间后的保留时间。

2．用体积表示
（1）死体积：指色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。因后两项一般很小而被忽略，此时，死体积可由死时间与色谱柱出口的载气体积流量（mL·min-1）来计算，即

（2）保留体积：指从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大时所通过的载气体积，即

与载气流量无关。载气流量大，保留时间相应降低，而两者乘积仍为常数。
（3）调整保留体积：指扣除死体积后的保留体积，即
或
同样，与载气流量无关。死体积反映了柱和仪器系统的几何特性，它与被测物的性质无关，故保留体积值中扣除死体积后将更合理地反映被测组分的保留特性。
（三）相对保留值
指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比，即

相对保留值的优点是，只要柱温、固定相性质不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动相流速有所变化，值仍保持不变。因此它是色谱定性分析的重要参数。
也可用来表示固定相（色谱柱）的选择性。值越大，相邻两组分的相差越大，分离得越好，=1时，两组分不能分离。也可用表示。
（四）区域宽度
色谱峰区域宽度是色谱流出曲线中一个重要参数。从色谱分离角度着眼，希望区域宽度越窄越好。通常度量色谱