2019年第十章气相色谱法课件.ppt

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1、气相色谱法第十章GasChromatographyGC§10-1色谱法引论一、概述“色谱法”名称的由来石油醚(流动相)碳酸钙(固定相)}色谱带利用混合物不同组分在固定相和流动相中分配系数(或吸附系数、渗透性等)的差异，使不同组分在作相对运动的两相中进行反复分配，实现分离的分析方法。色谱法色谱法的分类根据流动相的物态分为气相色谱(GC)液相色谱(LC)超临界流体色谱(SFC){根据固定相的外形分柱色谱平板色谱{平板色谱根据分离机理分为吸附色谱分配色谱离子交换色谱排阻色谱亲和色谱二、色谱流出曲线及有关术语(一）保

2、留值－定性分析依据1、死时间t0流动相平均线速度柱长2、保留时间tr3、校正(调整)保留时间4、死体积V05、保留体积Vr6、校正(调整)保留体积F为柱出口处的载气流量，单位：mL/min7、相对保留值ri,s8、分离因子α>(二）峰高与峰面积－定量分析依据（三）区域宽度－柱效峰底宽度W：半峰宽W1/2：标准偏差σ：峰高0.607倍处峰宽度的一半(四）色谱流出曲线上的信息1.根据色谱峰的个数，可判断样品所含的最少组份数。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

3、峰的保留值及其区域宽度是评价色谱柱分离效能的依据5.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。三、色谱分析的基本原理组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？(一）分配系数K和分配比k组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度1.分配系数组分一定时，K主要取决于固定相性质（选择适宜的固定相可改善分离效果）试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础组分及固定相一定时,温度增加,K减小影响K的因素{固定相温度2.分配比(容量因子)k组分在固定相中的质量组分在流动相中的质量K与k都是与组分及固定相的热

4、力学性质有关的常数。（K、k与温度、压力有关，与浓度无关）K与k都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。k可直接从色谱图上获得。3.分配系数K与分配比k的关系4.分离因子与分配系数K及分配比k的关系(二）色谱理论1.塔板理论－柱分离效能指标评价:热力学理论*k=1塔板号载气体积数01234柱出口01234567891011121314151610.50.250.1250.0630.0320.0160.0080.0040.0020.00100000000.50.50.3750.250.1

5、570.0950.0560.0320.0180.0100.0050.0020.001000000.250.3750.3750.3130.2350.1650.1110.0720.0450.0280.0160.0100.0050.0020.0010.000.1250.250.3130.3130.2740.220.1660.0940.0700.0490.0330.0220.0140.00800000.0630.1570.2350.2740.2740.2470.2070.1510.1100.080.0570.0400.0

6、27000000.0320.0790.1180.1380.1380.1240.1040.0760.0560.0400.0280.020随着流动相前进,组分前进,但进度和组分的k有关理论塔板数理论塔板高度色谱柱长度柱效能指标色谱柱长度L一定时，塔板数n越大(塔板高度H越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能越高，所得色谱峰越窄（W↓）。不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。一般用苯评价柱效能。有效塔板数有效板高有时理论计算的n很大，而实际分离

7、效果并不好，因为t0并没有参加分配2.速率理论－影响柱效的因素:动力学理论流动相线速度范弟姆特（VanDeemter）方程塔板理论可以定量描述柱效能，以热力学讨论了色谱分离本质，但无法说明影响H的因素及峰扩宽W1)涡流扩散项A（多径扩散）固定相颗粒越小，填充的越均匀A越小，H越小，柱效越高，色谱峰越窄λ：填充不均匀因子dp：固定相颗粒直径试样随载气在固定相颗粒间形成涡流，分子以不同长度路径流出。2)分子扩散项B/u(纵向扩散项)流动相柱内谱带构型相应的响应信号产生原因：浓度梯度影响因素：流动相流速；气体扩散系数γ

8、：扩散路径弯曲因子Dg：组分扩散系数进样后试样在载气中产生浓度差，引起浓差扩散3)传质阻力项Cu气相传质阻力：固定相颗粒越小，载气分子量越小气相传质阻力越小分子从气相迁移至固定相表面受到的气相传质阻力2.固定相（液相）扩散回气相界面受到的传质阻力液相传质阻力固定液粘度及液膜厚度越小液相传质阻力越小df：固定相液膜厚度Dl：组分在固定液中的扩散系数4)流动相线速度u对板