第二章气相色谱分析

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1、第二章气相色谱分析（GasChromatography）1色谱法概述1.色谱法概述原理：是混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动，称为固定相；另一相是携带混合物流过此固定相的流动体，称为流动相。当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。色谱法分类1)．按两相状态分类根据流动相分为：气相色谱（GC），液相色谱（HPLC）

2、根据固定相：气相色谱分为气固色谱（GSC）和气液色谱（GLC）．液相色谱可分为液固色谱（LSC）和液液色谱（LLC）．2)．按固定相的使用形式固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱。固定相呈平板状的色谱法，称为平板色谱，它又可分为薄层色谱和纸色谱。3)．按分离机理分类吸附色谱法利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法。分配色谱法利用组分在固液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法。离子交换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。凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法利

3、用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法。亲和色谱法利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的方法。2色谱流出曲线及有关术语1)．流出曲线和色谱峰2)、基线是柱中仅有流动相通过时，检测器响应讯号的记录值，稳定的基线应该是一条水平直线。3)、峰高色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示。4)、保留值（1）时间表示的保留值保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间；死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间;调整保

4、留时间（tR＇）：tR＇=tR－tM(2)用体积表示的保留值保留体积（VR）：VR=tR×F0F0为柱出口处的载气流量，单位：mL/min。死体积（VM）：VM=tM×F0调整保留体积(VR＇)：VR＇=VR－VM（3）、相对保留值r21某组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比，称为相对保留值：r21=t´R2/t´R1=V´R2/V´R1相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。5）、区域宽度色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数，它反映

5、了色谱操作条件的动力学因素．度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：（1）标准偏差σ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σ的关系是：W1/2=2.354σ（3）峰底宽度Y即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距，它与标准偏差。的关系是：Y=4σ从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息：（l）根据色谱峰的个数，可以判断样品中所合组份的最少个数．（2）根据色谱峰的保留值(或位置），可以进行定性分析．(3)根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析．（4）色谱峰的保

6、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(和流动相)选择是否合适的依据．2.色谱分析的理论基础气相色谱分离过程当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附;随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附;挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附;随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。分配系数（partionfactor）K组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。

7、在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g/mL）比，称为分配系数，用K表示，即：分配系数是色谱分离的依据。分配系数K的讨论一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；试样一定时，K主要取决于固定相性质；每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；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；某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出。分配比（partionratio）k在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到

8、平衡时的质量比：分配比也称：容量因子(capacityfactor)；容量比(capacityratio)；分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。分配系数与分配比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。3.分配比可以由实验测得。容量因子与分配系数的关系式中β为相比。填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。容量因子越大，保留时间越长。V