第七章 气相色谱

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1、第七章气相色谱法第七章气相色谱法第一节气相色谱仪第二节固定相第三节气相色谱检测器第四节气相色谱定性分析第五节气相色谱定量分析气相色谱法：用气体作为流动相的色谱法。作为流动相的气体称为载气。常用的载气有N2、H2、Ar、He等。气固吸附色谱：用活性吸附剂作固定相；气液分配色谱：用固定液作固定相。一、概述1、高选择性，表现在它能分离理化性质极为相似的组分。如二甲苯的三个异构体，同位素等。2、高效能，一般色谱柱达几千个塔板数，毛细管可达100万个塔板数。3、低检测限，可检测10-7～10-13g的物质。4、分析速度快，一份样品只需几分钟到几

2、十分钟。5、应用范围广，凡是在-196℃到450℃的范围内，只要稍有一定蒸气压力的组分均可进行分析。对于不易挥发，易分解的物质可经过化学转化，生成易挥发的稳定的衍生物后，也可进行气相色谱分析。气相色谱的优点：气相色谱缺点：在没有纯样品时，对未知物的准确定性和定量较困难，往往需要与红外、质谱等仪器连用；沸点高的、易分解、腐蚀性和反应性较强的物质，气相色谱分析较为困难。有人统计过，约有20％左右的有机物能用气相色谱测定。根据使用目的不同，气相色谱仪可分为：分析用气相色谱仪、制备用气相色谱仪、控制监测用气相色谱仪(流程色谱仪)三大类。分析用

3、气相色谱仪主要由主机、控制器、记录及数据处理三大部分组成。可细分为：气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录和数据处理系统、温度控制系统。第一节气相色谱仪气路系统是一个载气连续运行、管路密闭的系统。常用的载气有氮气、氢气、氦气和氩气等。载气由高压钢瓶供给(初始压力在100～150kg/cm2之间，纯度要求在99.99%以上)，经过减压阀、稳压阀后，以稳定的和精确的流速连续流经压力计和流量计，以指示色谱柱前的载气压力和流速。然后经过气化室、色谱柱和检测器的测量池，最后排出。一、气路系统载气市售的纯氮、纯氢等往往含有水分和其它杂质，需

4、要纯化。常用的方法是使载气通过一个装有净化剂的净化器来提高气体的纯度。净化剂有硅胶、分子筛(4A、5A型)、活性炭等。硅胶、分子筛的作用是除去载气中的水分，活性炭吸附载气中的烃类等大分子有机物。载气流速的稳定性、准确性都对测定结果有影响。载气流速范围在30～100ml/min之间，流速稳定度要求<1%，用气流调节阀(如稳压阀，稳流阀，针形阀等)来控制流速。载气进样就是把气体、液体、固体样品快速定量的加到色谱柱头上，进行色谱分离。进样量的准确性和重复性以及进样器的结构等都对定性和定量有很大的影响。进样系统包括进样器和气化室。常用的进样器

5、有微量注射器和进样阀，微量注射器有0.5，1.0，10，50，100μl等规格。重复性为2.0%，常用的进样阀有平面六通阀和拉杆式六通阀，重复性优于0.5%。固体样品一般都用溶剂溶解后按液体样品的进样方式分析。二、进样系统气化室的作用是将液体或固体试样，瞬时气化。对气化室的要求是热容量达，死体积小，无催化效应，不使样品分解。气化室的温度一般比柱温高50～100℃。为了避免试样的热分解和气化室体积对试样的稀释作用，也可使用柱头进样(直接将样品恰当的注到柱头固定相上)。进样系统气化室样品组分的分离是在色谱柱中进行的，色谱柱主要分为填充柱和

6、毛细管柱两大类。色谱柱中的固定相是色谱分离的关键部分。固定相的有关问题，将在下一节讨论。三、分离系统填充柱毛细管柱柱形U形、螺旋型螺旋型材料紫铜、不锈钢、铝、玻璃玻璃、石英柱长1～6m50～500m柱内径2～6mm0.1～0.5mm特性渗透性小，传质阻力大，理论塔板数低。渗透性大，传质阻力小，理论塔板数高，能分离较复杂的化合物检测系统主要是检测器，其作用是把经柱子分离后的各组分的浓度变化，转变成易于测量的电信号，如电流、电压等，进而输送到记录器记录下来。气相色谱使用的检测器类型较多，因测定项目的不同而有较大差别，将在第三节讨论。四、检

7、测系统由检测器产生的电信号，通过记录仪进行记录，以便得到一张永久的色谱图或数据资料。新型的色谱仪常用计算机记录和处理分析数据，打印或显示分析结果简单快速，标准偏差≤0.5%，提高了定量计算精度和工作效率，可实现色谱分析数据处理自动化。五、记录及数据处理系统温度控制是气相色谱仪分析的重要操作条件之一，直接影响到色谱柱的选择性、分离效率和检测器的灵敏度和稳定性。因此，要对色谱柱、气化室和检测器进行严格的温度控制。温度控制分：恒温控制和程序升温控制。恒温控制要求精度高，一般只容许在±0.1～±0.3℃波动，温度梯度要小，控温室内各点的温度梯

8、度不超过±0.5℃/cm，升、降速度要快，以利于快速分析，保温性能要好。六、温度控制系统程序升温主要用于组分沸点范围很宽的混合物；所谓程序升温是指在一个分析周期内，柱温随时间由低温向高温线性的或非线性的变化，使沸点不同的