第二章 气相色谱分析

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1、第二章气相色谱分析(GasChromatography)基本要点：　　1.了解色谱法的分类；　　2.掌握色谱分析的基本原理；　　3.理解柱效率的物理意义及其计算方法；　　4.理解速率理论方程对色谱分离的指导意义。　　5.掌握分离度的计算及影响分离度的重要色谱参数第一节气相色谱分析概述 色谱法是最早俄国植物学家于1906年首先提出来的。他在研究植物叶子的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚，使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已

2、失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。色谱法真正作为一种分析方法，是从上个世纪五十年代开始的，1952年，英国科学家A.J.P.Martin和R.L.M.Synge因开创了气液分配色谱法而获得了Nobel化学奖。今天，色谱法作为一种分离技术，以其具有高分离效能、高检测性能、分析时间快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛的一种方法。它的分离原理是，使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相（如，上例中CaCO3），另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相（如，上例中石油醚）。　一、色谱法分类：　　色谱法有多种类型，从不同的角度可以有不同的

3、分类法。1.按流动相和固定相的物理状态分类按流动相的物态，色谱法可分为气相色谱法(流动相为气体)和液相色谱法(流动相为液体)；再按固定相的物态，又可分为气固色谱法(固定相为固体吸附剂)、气液色谱法(固定相为涂在固体担体上或毛细管壁上的液体)、液固色谱法和液液色谱法等。2.按固定相使用的形式类法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)等。   3.按分离过程的机制分类法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来进行

4、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。本章我们学习气相色谱法。二、气相色谱分析　　气相色谱法是利用气体作为流动相的一种色谱法。在此法中，载气(是不与被测物作用，用来载送试样的惰性气体，如氢、氮等)载着欲分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测。其简单流程如图2-1所示。   由高压钢瓶由高压钢瓶1供给的流动相载气。经减压阀2、净化器3、流量调节器4和转子流速计5后，以稳定的压力恒定的流速连续流过气化室6、色谱柱7、检测器8，最后放空。气化室与进样口相接，它的作用是把从进

5、样口注入的液体试样瞬间气化为蒸汽，以便随载气带入色谱柱中进行分离，分离后的样品随载气依次带入检测器，检测器将组分的浓度（或质量）变化转化为电信号，电信号经放大后，由记录仪记录下来，即得色谱图。三、气相色谱仪组成1.载气系统：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，因此必须注意控制。2.进样系统：进样系统包括进样器和气化室两部分。   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

6、，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。a.进样器  液体样品的进样一般采用微量注射器，其外形于医用注射器相似，常用规格有：0.5，1，5，10，和50μl。将样品吸入注射器，迅速刺如进样口硅橡胶垫。  气体样品的进样常用色谱仪本身配置的推拉式六通阀或旋转式六通阀定量进样。b.气化室   气化室一般为一根在外管绕有加热丝的不锈钢管，液体样品进入气化室后，受热而瞬间气化。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。为了尽量减少柱前谱峰变宽，气化室的死体积应尽可能小。3.色谱柱和柱箱（分离系统

7、）：分离系统由色谱柱组成。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。     a.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。b.毛细管柱: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3020~200m，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.检测系统：5.记录系统：四、色谱术语　　如前所述，进样后，样品被载气带入色谱柱，经色谱柱分离后，样品中各组分随载气依次进入检测器，检测器将组分的

8、浓度（或质量）变化转化为