超全氣相色譜法課件.ppt

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1、氣相色譜法GasChromatography，GC氣相色譜儀1氣相色譜儀2一、分類①按色譜柱的粗細(xì)分：填充柱（packedcolumn）氣相色譜法。填充柱是將固定相填充在金屬或玻璃管中（常用內(nèi)徑2~4mm，長1~4m）。毛細(xì)管柱（capillarycolumn）氣相色譜法。又分為開管毛細(xì)管柱、填充毛細(xì)管柱等。毛細(xì)管柱內(nèi)徑0.1~0.8mm，長30~500m。②按使用溫度下的固定相的狀態(tài)不同分：氣-固色譜法（GSC）和氣-液色譜法（GLC）。③按分離機(jī)制，可分為吸附及分配色譜法兩類。第一節(jié)氣相色譜法概述二、氣相色譜流程氣相色譜儀結(jié)構(gòu)流程氣相色譜儀的

2、組成1.載氣系統(tǒng)：包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制；2.進(jìn)樣系統(tǒng)：進(jìn)樣器及氣化室；3.色譜柱：填充柱（填充固定相）或毛細(xì)管柱（內(nèi)壁涂有固定液）；4.檢測器：可連接各種檢測器，以熱導(dǎo)檢測器或氫火焰檢測器最為常見；5.色譜工作站：6.溫度控制系統(tǒng)：柱室、氣化室的溫度控制。三、氣相色譜法的特點與應(yīng)用優(yōu)點：分離效率高、選擇性高、靈敏度高、分析速度快（幾秒至幾十分鐘）、樣品用量少及應(yīng)用廣泛。缺點：不適用于熱穩(wěn)定性差、揮發(fā)性小的物質(zhì)的分離分析。據(jù)統(tǒng)計，能用氣相色譜法直接分析的有機(jī)物約占全部有機(jī)物的20%。它被廣泛應(yīng)用于石油化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)食品、空間研究和

3、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域。在藥物分析中，氣相色譜法已成為藥物雜質(zhì)檢查和含量測定、中藥揮發(fā)油分析、藥物純化、制備等的一種重要手段。第二節(jié)基本理論相鄰兩組分要實現(xiàn)完全分離，必須同時滿足兩個條件：其一，相鄰兩色譜峰間的距離必須足夠遠(yuǎn)。其二，每個峰的寬度應(yīng)盡量窄。一、塔板理論待分離物進(jìn)入具有一定溫度的分餾塔，混合物立即在兩塊塔板之間達(dá)成一次氣液分配平衡，即進(jìn)行了一次分離。顯然，混合物在這個塔內(nèi)進(jìn)行了6次分離。對于一定高度L的分餾塔來說，兩塊塔板之間的高度H越小，分離次數(shù)（塔板數(shù)）n越多，分離效率越高。即因此，早期在石油化工生產(chǎn)中，以塔板數(shù)n或塔板高度H來評價不同分餾

4、塔的分離效率，從而建立了塔板理論。⒈理論塔板假定⑴在柱內(nèi)一小段高度（H）內(nèi)，組分很快在兩相間達(dá)到分配平衡；H稱為理論塔板高度。⑵載氣以脈動式進(jìn)入色譜柱，且每次進(jìn)氣為一個板體積；⑶試樣沿色譜柱方向縱向擴(kuò)散忽略不計；⑷分配系數(shù)在各板上是常數(shù)。根據(jù)上述假設(shè)并結(jié)合實例進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)組分在色譜柱內(nèi)分離次數(shù)N不多（一般不大于20次）時，組分在色譜柱內(nèi)各板上的量或濃度符合二項式分布，因此，可用二項式定理來計算組分在色譜柱內(nèi)各板上的量或濃度，繪制的曲線為二項式分布曲線，見圖11-3。圖11-3二項式分布曲線2.色譜流出曲線方程當(dāng)N大于50時，則不能用二項式定理來計

5、算組分在色譜柱內(nèi)各板上的量或濃度，但可由二項式定理，再經(jīng)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)推導(dǎo)得出流出曲線方程（11-2a）或（11-2b）式（11-2a）和（11-2b）又稱為塔板理論方程，用于描述流出色譜柱的組分濃度c隨載氣體積或洗脫時間而變化的關(guān)系。用該方程所畫的曲線，是一條左右對稱的鐘形曲線，即正態(tài)分布曲線（見圖9-3）。那么，式11-2a或11-2b完全可以用正態(tài)分布方程(高斯方程)來替代,即（11-3a）或（11-3b）式（11-2b）與（11-3b）比較，可得；σ為正態(tài)分布方程的標(biāo)準(zhǔn)差。式中m≡C0——為單一物質(zhì)進(jìn)入并全部流出色譜柱的總量，非試樣（混合物?。?/p>

6、的總量。3．色譜流出曲線方程的討論（1）當(dāng)時由式（11-3b）可知，c值最大，即（11-4）式（11-4）中，cmax相當(dāng)于色譜峰的峰高（h），因此，由式（11-4）可知：①當(dāng)σ一定時，h與m（進(jìn)樣量）成正比，即h是色譜定量分析的參數(shù)。②當(dāng)m、tR一定時，h與成正比。③當(dāng)m、n一定時，h與tR成反比。（2）當(dāng)t>tR，ttR或t

7、小，柱效能越高。通常:氣相色譜填充柱的n在103以上，H在1mm左右；毛細(xì)管柱n為105~106，H在0.5mm左右。不同物質(zhì)在同一色譜柱上有不同的理論塔板數(shù)。其原因是：不同物質(zhì)在同一色譜柱上分配系數(shù)不同有效塔板數(shù)和有效塔板高度因組分在tM時間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配，所以計算出來的n大于實際柱效，因此需引入有效塔板數(shù)和有效塔板高度。為什么組分在tM時間內(nèi)不能被分離？死體積包含從進(jìn)樣口到檢測器出口一切未被固定相占領(lǐng)的空間tM為以一定的載氣體積通過死體積區(qū)域所消耗的時間。塔板理論的貢獻(xiàn)：解釋了色譜流出曲線的形狀和濃度極大點的位置闡明了保留值與K的關(guān)系提出了評

8、價柱效高低的n和H的計算式5．塔板理論的局限性①無法闡明n和H的色譜本質(zhì)和含義。②不能解釋造成譜峰擴(kuò)張的原因和影響板高的各