气相色谱仪的结构和使用

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1、气相色谱仪的结构和使用色谱理论基础胥彬福立分析仪器有限公司20110511本世纪初，俄国植物学家茨维特（M.S.Tswett）提出色谱法后，色谱分析法取得了迅速的发展，30~40年代发展了柱分配色谱、纸色谱，50年代发展了气相色谱法、薄层色谱法，60年代发展了凝胶色谱法、高效液相色谱法70年代发展了高效毛细柱气相色谱法，80年代发展了毛细管电泳、电色谱，90年代出现了光色谱。1903年俄国植物学家茨维特在波兰华沙大学研究植物叶子的组成时，用碳酸钙作吸附剂，分离植物干燥叶子的石油醚萃取物。他把干燥的

2、碳酸钙粉末装到一根细长的玻璃管中，然后把植物叶子的石油醚萃取液倒到管中的碳酸钙上，萃取液中的色素就吸附在管内上部的碳酸钙里，再用石油醚洗脱被吸附色素，于是在管内的碳酸钙上形成三种颜色的六个色带。当时茨维特把这种色带叫做“色谱”色谱原理的简述色谱法的原理是利用混合物中各组份在流动相和固定相中具有不同的溶解和解析能力，或不同的吸附和脱附能力（主要是指，或其他亲和性能作用的差异。当两相作相对运动时，样品各组份在两相中反复多次（1000－1000000次）受到上述作用力的作用，从而使混合物中的组份获得分离

3、。也就是说每种物质在固定相中的溶解和解析或吸附和脱附能力有差异，各物质在色谱柱中的滞留时间也就不同，即它们在色谱柱中的运行速度不同。随着载气的不断流过，各物质在柱中两相间经过了反复多次的分配与平衡过程，当运行一定的柱长以后，样品中的各物质得到了分离。流动相：携带样品流过整个系统的流体，氮气、氢气、氦气固定相：静止不动的一相，色谱柱内的担体、固定液（填料）相对保留时间保留体积容量因子k相对保留值r是衡量分离情况的重要参数，大多数手册上可查到。因其只与色谱柱种类及柱温有关，故也是重要的定性指标。分离因

4、子塔板数塔板高度N和H都有理论值和有效值两类,其差别在于用保留时间和校正保留时间•死时间的测定很难：无合适样品（完全不保留的样品是不存在的）分离度塔板理论塔板理论是由Martin等人在平衡色谱理论的基础上发展起来的。他们把色谱柱比拟为分馏塔，中间设想成可分为许多分馏塔片（板）。他们假定：1.流动相按前进方向以脉冲使通过柱子，最小单位为一塔板体积;2.组分在柱内两相间的分配系数是恒定的，与组分浓度及在柱内的位置无关;3.组分在所有塔板上的两相平衡在瞬间建立;4.所有组分浓度以起始塔板中的浓度为基准由

5、塔板理论可得到：在色谱过程中色谱峰是要展宽的，展宽的宽度平方值和理论板高H成正比。即相达成“平衡”所需的距离H值越大，则色谱峰展宽也就越严重。反之，若理论板高H值越小。而就一定柱长而言，组分在两相间的“平衡”次数就越多，色谱柱的分离效率就越高，因此理论板高H值是衡量色谱柱效率的一个很好的指标。塔板理论回答了影响色谱峰保留时间和峰宽度这二个重要问题，但它没有回答宽度也就是相应的理论板高究竟受哪些操作条件的影响。1956年，荷兰的VanDeemter（范第姆特）等人在总结前人工作的基础上，推导出一个把

6、理论板高（H）和载气流速联系在一起的公式，并在方程式中包括了在柱中纵向扩散和传质阻力对理论板高（H）影响的定量关系。这一关系叫范第姆特方程式，即速率理论。范第姆特方程式：式中A－涡流扩散项；B－纵向扩散项，或叫分子扩散项；C－传质阻力项；u－载气的平均流速。化学分析仪器完成物质分析过程所应用的工作原理：用已知的标准物来比对、衡量未知物。由上述的工作原理可知，化学分析仪器对同一种样品分析后所得结果的重复性是最重要的指标。色谱仪器的哪些指标重要？1.色谱峰保留时间的重复性（重现性）2.色谱峰面积或峰高

7、的重复性（重现性）3.色谱仪器的基线噪声和基线漂移3.色谱仪器的灵敏度（敏感度）与最小检测限A.色谱仪器靠哪些手段保证其重复性?温度控制的稳定;气体流量的稳定;检测器的设计及制造20B.色谱仪器检测器的灵敏度的衡量：2020不分流状态分流状态利用稳流阀、针形阀旋转的度数和流量近似成正比这一原理来进行流量的计量。转子流量计压力显示型20电子气体流量计的原理是：在气体的流路中接入一个流量传感器，流量传感器将气体流量这个物理量转成与之成正比的模拟量，这个模拟量可以是电压或电流，将这个模拟量量化后转成数字

8、量，即可在色谱仪的屏幕上以数字显示出来。201.TCD和FID一直是互为第1、2位的，是二个最常用的检测器2.ECD和FPD基本上互为稳居第3、4位3.NPD和PID为第5、6位4.其他检测器有MSD、FTIR、HID及AED等等一.按性能特征分类1.对样品破坏与否破坏性检测器:如FID、FPD非破坏性检测器：如TCD、PID2.按响应值与时间的关系响应值为组分在特定时间内的累积量，积分型响应值为组分在特定时间内的瞬时量，微分型3.按响应值与浓度还是质量有关响应值为取决于载气中的浓