第2章 气相色谱分析

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1、第2章气相色谱分析§2-1气相色谱法概述§2-2气相色谱分析理论基础§2-3色谱分离条件的选择§2-4固定相及其选择§2-5气相色谱检测器§2-6气相色谱定性方法§2-7气相色谱定量方法§2-8毛细管气相色谱法§2-9气相色谱法的应用§2-1气相色谱法概述一、色谱法及分类1、色谱法(chromatography)：以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、离子交换等作用的差异为依据而建立起来的分离分析方法。色谱柱：进行色谱分离用的细长管。固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。流动相：流经固定相的空隙

2、或表面的冲洗剂。2、色谱法分类按固定相的几何形式分类：1.柱色谱法，2.纸色谱法，3.薄层色谱法。按两相所处的状态分类：气相色谱法液相色谱法气-固色谱法（GSC）液-固色谱法(LSC)气-液色谱法(GLC)液-液色谱法(LLC)国产气相色谱仪二、气相色谱仪的组成皂膜流量计转子流量计减压阀SetupofGasChromatograph气相色谱仪通常由五部分组成：Ⅰ载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表。Ⅱ进样系统：进样器、汽化室。Ⅲ分离系统：色谱柱、控温柱箱。Ⅳ检测系统：检测器、检测室。Ⅴ记录系统

3、：放大器、记录仪、色谱工作站。三、色谱流出曲线（色谱图）及术语1、色谱流出曲线:试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪记录下的信号——时间曲线或信号——流动相体积曲线。色谱图界面2、常用术语基线：在操作条件下，仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线。峰高与峰面积：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高，用h表示；峰与峰底之间的面积称为峰面积，用A表示。峰的区域宽度：a、标准偏差σ=Y0.607h/2b、半峰宽Y1/2=2.35σc、峰

4、底宽Y=4σ保留值：通常用时间或用将组分带出色谱柱所需的载气体积来表示。①保留时间：从进样至被测组分出现浓度最大值时所需时间tR。②保留体积：从进样至被测组分出现最大浓度时流动相通过的体积，VR。③死时间：不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时所需的时间称为死时间，tM。④死体积:不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时流动相通过的体积称为死体积，VM。（F0为柱尾载气体积流量）VM=tMF0⑤调整保留值:调整保留时间：扣除死时间后的保留时间。tR׳=tR–tM调整保留体积：扣除死体积后的

5、保留体积。VR׳=VR–VM或VR׳=tR׳F0⑥相对保留值:在相同的操作条件下，待测组分与参比组分的调整保留值之比，用ri，s表示3、色谱分析的实验依据：①根据色谱峰的位置（保留时间）可以进行定性分析。②根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析。③根据色谱峰的位置及其宽度，可以对色谱柱分离情况进行评价。§2-2气相色谱分析理论基础一、分配平衡的几个参数1、分配系数（distributioncoefficient）在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比值，用K表示。2、容量因子（

6、capacityfactor）在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的质量比，称为容量因子，也称分配比，用k表示。3、分配系数和分配比之间的关系①分配系数K与柱中固定相和流动相的体积无关，而取决于组分及固定相的热力学性质，并随柱温、柱压变化而变化。②分配比k（容量因子）决定于组分及固定相的性质，随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相及固定相的体积有关。③容量因子是常用的重要参数。组分分离最终取决于组分在两相中的相对量，而且容量因子可由实验测出。理论上可以推导出：Phaseratio(相

7、比，b):VM/VS,反映各种色谱柱柱型及其结构特征。如：填充柱（Packingcolumn）:6~35毛细管柱（Capillarycolumn）:50~1500容量因子k计算式的推导思路：二、色谱分离的基本理论1、塔板理论（MartinandSynge1941）塔板理论认为，一根柱子可以分为n段，在每段内组分在两相间很快达到平衡，把每一段称为一块理论塔板。设柱长为L，理论塔板高度为H，则H=L/n式中n为理论塔板数。n或H作为柱效能指标。理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留时间（tR）和峰底宽（

8、Y）或半峰宽（Y1/2）按下式推算：或n或H可作为描述柱效能指标。有效塔板数（neff）的计算公式为：Heff=L/neff通常用有效塔板数（neff）来评价柱的效能比较符合实际。neff越大或Heff越小，则色谱柱的柱效越高。2、速率理论（J.J.VanDeemter1956）速率理论认为，单个组分粒子在色谱柱内固定相和流动相间要发生千万次转移，加上分子扩散和运动途径等因素，它在柱内的运动是高度不规则的，是随机的，在柱中随流动相前进的速度