1、分析化学（第分析化学（第2版）版）1第十二章 气相色谱法 学习目的学习目的 知识要求知识要求 能力要求能力要求 进入章节学习请点这里进入章节学习请点这里第1节第2节第3节第4节第5节第6节2学习目的学习目的u通过学习气相色谱法的基本理论：塔板理论和速率通过学习气相色谱法的基本理论：塔板理论和速率理论，气相色谱仪的基本组成及工作流程，气理论，气相色谱仪的基本组成及工作流程，气- -液色液色谱中的固定液、载体及分离条件和定性定量方法，谱中的固定液、载体及分离条件和定性定量方法，加深对气相色谱法分离原理的理解，熟悉气相色谱加深对气相色谱法分离原理的理解，熟悉气相色谱仪主要部件的作用，能够正确选择气相
2、色谱法中色仪主要部件的作用，能够正确选择气相色谱法中色谱柱的条件、气化室温度、检测室温度以及进样量谱柱的条件、气化室温度、检测室温度以及进样量等条件，能够利用气相色谱分离分析检测信号对待等条件，能够利用气相色谱分离分析检测信号对待测各组分进行定性与定量分析。为学习低沸点药物测各组分进行定性与定量分析。为学习低沸点药物的分析打下基础。的分析打下基础。3知识要求知识要求1掌握气相色谱法定性依据掌握气相色谱法定性依据, ,定量分析原理及方法定量分析原理及方法, ,定性定性分析与定量分析的应用。分析与定量分析的应用。2熟悉气相色谱法的特点及其分类，气相色谱仪的基本熟悉气相色谱法的特点及其分类，气相色谱
3、仪的基本组成及流程，气相色谱法的基本理论：塔板理论、速组成及流程，气相色谱法的基本理论：塔板理论、速率理论，气相色谱的固定相和流动相，气相色谱法中率理论，气相色谱的固定相和流动相，气相色谱法中色谱柱及柱温的选择、载气及流速的选择、其他条件色谱柱及柱温的选择、载气及流速的选择、其他条件的选择。的选择。3了解常用的检测器。了解常用的检测器。4能力要求能力要求u熟练掌握气相色谱仪的基本结构及各部件的作熟练掌握气相色谱仪的基本结构及各部件的作用，学会用气相色谱仪测定用，学会用气相色谱仪测定样品的含量样品的含量。5第一节概 述 第一节第一节 概概 述述 u气相色谱法气相色谱法(gas chromatog
4、raphy GC)(gas chromatography GC)是以气体作为流是以气体作为流动相的色谱分离分析方法。动相的色谱分离分析方法。 6第一节概 述一、气相色谱法的特点及分类一、气相色谱法的特点及分类（一）气相色谱法的特点（一）气相色谱法的特点u气相色谱法的特点气相色谱法的特点: :分析速度快、样品用量少、选择性分析速度快、样品用量少、选择性高、分离效能高、灵敏度高、应用范围广等。高、分离效能高、灵敏度高、应用范围广等。 7第一节概 述（二）气相色谱法的分类（二）气相色谱法的分类u按固定相的聚集状态不同，分为气按固定相的聚集状态不同，分为气- -固色谱法（固色谱法（GSCGSC）和气和
5、气- -液色谱法（液色谱法（GLCGLC）；）； u按柱内径粗细不同，分为填充柱色谱法和毛细管柱色按柱内径粗细不同，分为填充柱色谱法和毛细管柱色谱法；谱法； u按分离原理不同，分为吸附色谱法和分配色谱法。按分离原理不同，分为吸附色谱法和分配色谱法。 8第一节概 述二、气相色谱仪的基本组成及工作流程二、气相色谱仪的基本组成及工作流程u气相色谱仪一般由五部分组成，如下图所示气相色谱仪一般由五部分组成，如下图所示: : 9第一节概 述u载气系统载气系统 包括气源、气体净化器、气体流速控制和包括气源、气体净化器、气体流速控制和测量装置。测量装置。u进样系统包括进样器、气化室和控温装置。进样系统包括进样
6、器、气化室和控温装置。u分离系统包括色谱柱和色谱柱箱。分离系统包括色谱柱和色谱柱箱。u检测系统包括检测器和控温装置。检测系统包括检测器和控温装置。u记录系统记录系统 包括放大器、记录仪或数据处理装置。包括放大器、记录仪或数据处理装置。10思考第一节概 述11第二节气相色谱法的基本理论第二节第二节 气相色谱法的基本理论气相色谱法的基本理论一、塔板理论一、塔板理论u马丁和辛格于马丁和辛格于19411941年提出了塔板理论年提出了塔板理论, ,塔板理论假设：塔板理论假设： 1在塔板内，样品中某组分可以很快达到分配平衡，在塔板内，样品中某组分可以很快达到分配平衡，H称为理论塔板高度。称为理论塔板高度。
7、 12第二节气相色谱法的基本理论2流动相间歇式通过色谱柱，每次进入量为一个塔流动相间歇式通过色谱柱，每次进入量为一个塔板体积。板体积。3样品都加在第样品都加在第0号塔板上，并且样品的纵向扩散可号塔板上，并且样品的纵向扩散可以忽略。以忽略。 4分配系数在各塔板上是常数。分配系数在各塔板上是常数。 13第二节气相色谱法的基本理论u理论塔板数（理论塔板数（n）和峰宽的关系：）和峰宽的关系：u理论塔板高度（理论塔板高度（H）可由色谱柱长（）可由色谱柱长（L）和理论）和理论塔板数来计算：塔板数来计算： nLH 2R221R2RWt16Wt545tn)()(.)(/14第二节气相色谱法的基本理论u有效塔板
8、数有效塔板数: :u有效塔板高度有效塔板高度: : effeffnLH2R22/1R2Reff)(16)(54. 5)(WtWttn15第二节气相色谱法的基本理论16第二节气相色谱法的基本理论二、速率理论二、速率理论u荷兰学者范第姆特于荷兰学者范第姆特于1956年建立了色谱过程的动力学年建立了色谱过程的动力学理论，即速率理论，提出了范第姆特方程：理论，即速率理论，提出了范第姆特方程： u式中式中, ,A、B、C为常数，它们分别为涡流扩散项、纵为常数，它们分别为涡流扩散项、纵向扩散系数和传质阻力系数，向扩散系数和传质阻力系数， u为载气线速度，单位为载气线速度，单位为为cm/s。 CuuBAH1
9、7第二节气相色谱法的基本理论1涡流扩散项涡流扩散是气体移动中遇到填充物颗粒时，不断涡流扩散项涡流扩散是气体移动中遇到填充物颗粒时，不断改变流动方向，而造成同组分的分子经过不同路径，而引起色谱改变流动方向，而造成同组分的分子经过不同路径，而引起色谱峰的扩张，如下图所示。峰的扩张，如下图所示。 涡流扩散项涡流扩散项A可表示为：可表示为： 式中式中 为填充不规则因子，为填充不规则因子，dP为固定相颗粒的平均直径。为固定相颗粒的平均直径。 p2 dA18第二节气相色谱法的基本理论2纵向扩散项由于样品组分被载气带入色谱柱后，纵向扩散项由于样品组分被载气带入色谱柱后，是以是以“塞子塞子”的形式存在于柱的很
10、小一段空间中，在的形式存在于柱的很小一段空间中，在“塞子塞子”的前后的前后( (纵向纵向) )存在着浓度差，而形成浓度存在着浓度差，而形成浓度梯度，因此势必使运动着的分子产生纵向扩散。梯度，因此势必使运动着的分子产生纵向扩散。u式中，式中，r r表示扩散阻碍因子，填充柱表示扩散阻碍因子，填充柱1 1，毛细管柱，毛细管柱因无扩散障碍因无扩散障碍r r 1 1。 Dg为组分在载气中的扩散系数为组分在载气中的扩散系数。grDB219第二节气相色谱法的基本理论3传质阻力项试样被载气带入色谱柱后，试样组分在传质阻力项试样被载气带入色谱柱后，试样组分在两相间溶解、扩散、平衡的过程称为传质过程，影响这两相间
11、溶解、扩散、平衡的过程称为传质过程，影响这个过程进行速度的阻力，称为传质阻力。传质阻力的大个过程进行速度的阻力，称为传质阻力。传质阻力的大小用传质系数来表示，它包括气相传质阻力系数小用传质系数来表示，它包括气相传质阻力系数 和液和液相传质阻力系数相传质阻力系数 ，因前者较小，所以，因前者较小，所以 。 u式中，式中，df为固定液液膜厚度，为固定液液膜厚度，k为容量因子，为容量因子，Dl为组分在为组分在固定液中的扩散系数。固定液中的扩散系数。 gClClCC l2f2l)1 ( 32DdkkC20 第二节气相色谱法的基本理论21第三节气相色谱法的固定相和流动相第三节第三节 气相色谱法的固定相和流
12、动相气相色谱法的固定相和流动相一、气一、气-液色谱的固定相液色谱的固定相 （一（一) )固定液固定液 1 1对固定液的要求对固定液的要求 选择性能高，对不同的组分有不同的分配系数。选择性能高，对不同的组分有不同的分配系数。对样品中各组分有足够的溶解能力。热稳定性要好。对样品中各组分有足够的溶解能力。热稳定性要好。化学稳定性好，不与组分发生化学反应。蒸汽压低，化学稳定性好，不与组分发生化学反应。蒸汽压低，粘度小，能牢固地附着于载体上。粘度小，能牢固地附着于载体上。22第三节气相色谱的固定相和流动相2 2固定液的分类固定液的分类 常用化学分类和极性分类。常用化学分类和极性分类。u化学分类是以化学分
13、类是以固定液的化学结构固定液的化学结构为依据，可分为烃为依据，可分为烃类、硅氧烷类、醇类、酯类等，其优点是便于按被类、硅氧烷类、醇类、酯类等，其优点是便于按被分离组分与固定液的分离组分与固定液的“结构相似结构相似”原则来选择固定原则来选择固定液。液。23第三节气相色谱的固定相和流动相u极性分类是按极性分类是按固定液的相对极性大小固定液的相对极性大小分类。分类。u该法规定，极性的该法规定，极性的 - -氧二丙腈的相对极性为氧二丙腈的相对极性为100，非，非极性的鲨鱼烷的相对极性为极性的鲨鱼烷的相对极性为0，其他固定液的相对极性，其他固定液的相对极性在在0100之间。把之间。把0100分成五级，每
14、分成五级，每20为一级，用为一级，用“+”+”表示。表示。0或或+1为非极性固定液；为非极性固定液；+2，+3为中等极性为中等极性固定液；固定液；+4，+5为极性固定液。按相对极性对常用气相为极性固定液。按相对极性对常用气相色谱固定液分类，如表色谱固定液分类，如表12-1所示。所示。,24第三节气相色谱的固定相和流动相表表12-112-1常用固定液的相对极性常用固定液的相对极性,标准极性固定液标准极性固定液100+5100 - -氧二丙腈氧二丙腈(ODPN)极性化合物极性化合物200+472己二酸二乙二醇聚酯己二酸二乙二醇聚酯(DEGA)氢键型化合物氢键型化合物250+368聚乙二醇聚乙二醇(
15、PEG- -20M)中等极性化合物中等极性化合物275+352氰基硅橡胶氰基硅橡胶(XE- -60)中等极性化合物中等极性化合物300+228三氟丙基甲基聚硅氧烷三氟丙基甲基聚硅氧烷(QF- -1)中等极性化合物中等极性化合物100+225邻苯二甲酸二壬酯邻苯二甲酸二壬酯(DNP)非极性化合物非极性化合物350+113甲基硅橡胶甲基硅橡胶(SE- -30，OV- -1)各类高沸点化合物各类高沸点化合物300+178阿皮松（阿皮松（APL）标准非极性固定液标准非极性固定液140+10鲨鱼烷（鲨鱼烷（SQ）应用范围应用范围最高使用最高使用温度（温度（）极性极性级别级别相对相对极性极性固定液固定液2
16、5第三节气相色谱的固定相和流动相3固定液的选择选择固定液一般是利用固定液的选择选择固定液一般是利用“相似相溶相似相溶”原则原则，一般规律是：，一般规律是： (1)分离非极性物质：一般选用非极性固定液，组分基本分离非极性物质：一般选用非极性固定液，组分基本上按沸点顺序流出色谱柱，沸点低的组分先流出色谱柱。上按沸点顺序流出色谱柱，沸点低的组分先流出色谱柱。(2)分离中等极性物质：选中等极性固定液，基本上仍按分离中等极性物质：选中等极性固定液，基本上仍按沸点顺序流出色谱柱，但对于沸点相同的组分，极性弱沸点顺序流出色谱柱，但对于沸点相同的组分，极性弱的组分先流出色谱柱。的组分先流出色谱柱。26第三节气
17、相色谱的固定相和流动相( (3) )分离强极性化合物：选极性强的固定液，极性弱的组分离强极性化合物：选极性强的固定液，极性弱的组分先流出色谱柱。分先流出色谱柱。( (4) )分离能形成氢键的物质：选用氢键型固定液，形成氢分离能形成氢键的物质：选用氢键型固定液，形成氢键能力弱的组分先流出色谱柱。键能力弱的组分先流出色谱柱。( (5) )分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液；分分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液；分离沸点相差较大的混合物，则宜选用非极性固定液。离沸点相差较大的混合物，则宜选用非极性固定液。27第三节气相色谱的固定相和流动相（二）载体（二）载体1.对载体的要求对载体的要
18、求 表面积大；化学惰性，表面吸附或催化性很小；表面积大；化学惰性，表面吸附或催化性很小；热稳定性高；粒度及孔径均匀，有一定机械强度。热稳定性高；粒度及孔径均匀，有一定机械强度。2常用载体常用载体 (1)红色载体红色载体： 由硅藻土与粘合剂直接煅烧而成。因煅烧由硅藻土与粘合剂直接煅烧而成。因煅烧后天然硅藻土中的铁变成了氧化铁使载体呈红色。后天然硅藻土中的铁变成了氧化铁使载体呈红色。(2)白色载体白色载体 ：由硅藻土与：由硅藻土与20的碳酸钠混合煅烧而成。的碳酸钠混合煅烧而成。因煅烧后铁变成了铁硅酸钠，使载体呈白色。因煅烧后铁变成了铁硅酸钠，使载体呈白色。28第三节气相色谱的固定相和流动相3载体的
19、钝化载体的钝化 (1)酸洗法酸洗法 (2)碱洗法碱洗法 (3)硅烷化法硅烷化法 29第三节气相色谱的固定相和流动相二、气二、气-固色谱的固定相固色谱的固定相u气气-固色谱的固定相有硅胶、氧化铝、石墨化固色谱的固定相有硅胶、氧化铝、石墨化碳黑、分子筛、高分子多孔微球及化学键合碳黑、分子筛、高分子多孔微球及化学键合相等。在药物分析中应用较多的为高分子多相等。在药物分析中应用较多的为高分子多孔微球孔微球（GDX）。）。30第三节气相色谱的固定相和流动相u 高分子多孔微球高分子多孔微球（GDX）是一种人工合成的固定相，它既可）是一种人工合成的固定相，它既可作为载体，又可作为固定相，其分离机制一般认为具
20、有吸附、作为载体，又可作为固定相，其分离机制一般认为具有吸附、分配及分子筛分配及分子筛3种作用。种作用。u 高分子多孔微球的主要特点是：疏水性强，选择性好，分离高分子多孔微球的主要特点是：疏水性强，选择性好，分离效果好，特别适于分析混合物中的微量水分。热稳定性好，效果好，特别适于分析混合物中的微量水分。热稳定性好，最高使用温度达最高使用温度达200300，且无流失现象，柱寿命长。比，且无流失现象，柱寿命长。比表面极大，粒度均匀，机械强度高，耐腐蚀好。无有害的吸表面极大，粒度均匀，机械强度高，耐腐蚀好。无有害的吸附活性中心，极性组分也能获得正态峰。附活性中心，极性组分也能获得正态峰。31第三节气
21、相色谱的固定相和流动相u化学键合相也是新型固定相，化学键合相也是新型固定相，它是将固定液的官它是将固定液的官能团通过化学反应键合到载体表面而制得的固定能团通过化学反应键合到载体表面而制得的固定相，相，具有分配与吸附两种作用。其特点具有分配与吸附两种作用。其特点为为化学性化学性能稳定，热稳定性好，传质快，柱效高，分离效能稳定，热稳定性好，传质快，柱效高，分离效果好，不流失，但价格较贵。果好，不流失，但价格较贵。32第三节气相色谱的固定相和流动相三、气相色谱的流动相三、气相色谱的流动相u气相色谱法中的流动相是气体，称为载气，常用的载气相色谱法中的流动相是气体，称为载气，常用的载气有氢气、氮气、氦气
22、、氩气和二氧化碳。气有氢气、氮气、氦气、氩气和二氧化碳。 1氮气氮气 它的扩散系数小，使柱效比较高，常用于除热它的扩散系数小，使柱效比较高，常用于除热导检测器以外的几种检测器中作载气。导检测器以外的几种检测器中作载气。2氢气氢气 它具有分子量较小，热导系数较大，粘度小等它具有分子量较小，热导系数较大，粘度小等特点，在使用热导检测器时常用作载气。特点，在使用热导检测器时常用作载气。33第四节 检测器第四节第四节 检测器检测器u检测器（检测器（detector）是）是将将色谱柱分离后的各组分的浓色谱柱分离后的各组分的浓度（或质量）的变化度（或质量）的变化转换转换为电信号（电压或电流）为电信号（电压
23、或电流）的的装置装置。 1.浓度型检测器浓度型检测器( (concentration sensitive detector) ) 测测量载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与量载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与组分浓度成正比，与单位时间内组分进入检测器的组分浓度成正比，与单位时间内组分进入检测器的质量及载气流速无关。如质量及载气流速无关。如热导检测器和电子捕获检热导检测器和电子捕获检测器测器等。等。 34第四节 检测器2.质量型检测器（质量型检测器（mass flow rate sensitive detector） 测量载气中组分进入检测器的质量流速变化，即检测测量载气中组分进入
24、检测器的质量流速变化，即检测器的响应值与单位时间内进入检测器的组分质量成正器的响应值与单位时间内进入检测器的组分质量成正比。如比。如氢焰离子化检测器和火焰光度检测器氢焰离子化检测器和火焰光度检测器等。等。 35第四节 检测器一、检测器的性能指标一、检测器的性能指标1噪音（噪音（N）和漂移（）和漂移（M） 在没有样品通过检测在没有样品通过检测器时，由仪器本身及工作条件等偶然因素引起的器时，由仪器本身及工作条件等偶然因素引起的基线起伏称为噪音。通常用噪音带（峰基线起伏称为噪音。通常用噪音带（峰- -峰值）的峰值）的宽度来衡量噪音的大小，其单位用宽度来衡量噪音的大小，其单位用mV或或mA表示。表示。
25、 基线随时间朝某一方向的缓慢变化称为漂移，用每基线随时间朝某一方向的缓慢变化称为漂移，用每小时内基线水平的变化来表示，单位为小时内基线水平的变化来表示，单位为mV/h或或mA/h。36第四节 检测器2灵敏度灵敏度( (sensitivity) )又称响应值或应答值，它是指单又称响应值或应答值，它是指单位物质的含量（质量或浓度）通过检测器时所产生的信位物质的含量（质量或浓度）通过检测器时所产生的信号变化率，浓度型用号变化率，浓度型用Sc表示，质量型用表示，质量型用Sm表示。表示。3检测限（检测限（D）又称敏感度）又称敏感度 灵敏度未反映检测器的噪灵敏度未反映检测器的噪音水平，灵敏度虽高，但噪音较
26、大时，微量组分也是无音水平，灵敏度虽高，但噪音较大时，微量组分也是无法检测的。检测限综合灵敏度与噪音来评价检测器的性法检测的。检测限综合灵敏度与噪音来评价检测器的性能。检测限定义为某组分的峰高为噪音的二倍时，单位能。检测限定义为某组分的峰高为噪音的二倍时，单位时间内引入检测器中该组分的质量（或浓度）。时间内引入检测器中该组分的质量（或浓度）。37第四节 检测器二、常用检测器二、常用检测器（一）热导检测器（一）热导检测器（TCD）u热导检测器是利用被测组分与载气的热导检测器是利用被测组分与载气的热导率不同热导率不同来检来检测组分的浓度变化。它具有结构简单、稳定性好、线测组分的浓度变化。它具有结构
27、简单、稳定性好、线性范围宽、测定范围广，且样品不被破坏的特点，易性范围宽、测定范围广，且样品不被破坏的特点，易与其他仪器联用，但灵敏度较低，噪音较大。与其他仪器联用，但灵敏度较低，噪音较大。38第四节 检测器1结构和检测原理结构和检测原理 u 热导检测器由池体和热敏元件组成。池体用铜块或不锈钢块热导检测器由池体和热敏元件组成。池体用铜块或不锈钢块制成，热敏元件常用钨丝或铼钨丝制成，它的电阻随温度的制成，热敏元件常用钨丝或铼钨丝制成，它的电阻随温度的变化而变化。变化而变化。u 将两个材质、电阻完全相同的热敏元件，装入一个双腔池体将两个材质、电阻完全相同的热敏元件，装入一个双腔池体中即构成双臂热导
28、池，如图中即构成双臂热导池，如图12-3所示，其中一臂接在色谱柱所示，其中一臂接在色谱柱前只通载气，作为参考臂；另一臂接在色谱柱后，让组分和前只通载气，作为参考臂；另一臂接在色谱柱后，让组分和载气通过，作为测量臂。由电阻组成惠斯顿电桥，如图载气通过，作为测量臂。由电阻组成惠斯顿电桥，如图12-4所示。所示。 39第四节 检测器40第四节 检测器u 如果只有载气通过，则两臂中热丝的温度、电阻值均相同如果只有载气通过，则两臂中热丝的温度、电阻值均相同 ，则，则R1/R2=R3/R4，A与与B两点间的电位差两点间的电位差UAB=0，检流计中无电流通检流计中无电流通过，指针停在零点，记录仪记录的是一条
29、基线；过，指针停在零点，记录仪记录的是一条基线；u 当样品组分随载气进入测量臂时，测量臂与参考臂中物质的组当样品组分随载气进入测量臂时，测量臂与参考臂中物质的组成不同，则两臂中热丝的温度、电阻值改变不同，即成不同，则两臂中热丝的温度、电阻值改变不同，即R1/R2 R3/R4，A与与B两点间的电位差两点间的电位差UAB 0，电桥平衡被破坏，检流电桥平衡被破坏，检流计指针发生偏转，记录仪上显示一个色谱峰的信号。当组分完计指针发生偏转，记录仪上显示一个色谱峰的信号。当组分完全通过测量臂后，电桥又恢复平衡状态，记录仪又显示出一条全通过测量臂后，电桥又恢复平衡状态，记录仪又显示出一条基线。基线。41第四
30、节 检测器（二）氢焰离子化检测器（二）氢焰离子化检测器（ FID）u氢焰离子化检测器简称氢焰检测器，它是利用在氢焰氢焰离子化检测器简称氢焰检测器，它是利用在氢焰的作用下，有机化合物燃烧而发生化学电离的作用下，有机化合物燃烧而发生化学电离形成离子形成离子流流，通过测定离子流强度进行检测。它具有灵敏度高，通过测定离子流强度进行检测。它具有灵敏度高，噪音小，响应快，线性范围宽，稳定性好等优点，但噪音小，响应快，线性范围宽，稳定性好等优点，但是一般只能测定含碳有机物，而且检测时样品被破坏。是一般只能测定含碳有机物，而且检测时样品被破坏。42第四节 检测器u组分进入检测器时，组分进入检测器时，在火焰中燃
31、烧产生正在火焰中燃烧产生正负离子和电子，在电负离子和电子，在电场作用下向两极定向场作用下向两极定向移动形成离子流，离移动形成离子流，离子流的强度与单位时子流的强度与单位时间内进入检测器中组间内进入检测器中组分的质量成正比，离分的质量成正比，离子流经放大后，在记子流经放大后，在记录仪上得到色谱峰。录仪上得到色谱峰。43第五节 分离操作条件的选择第五节第五节 分离操作条件的选择分离操作条件的选择一、色谱柱及柱温的选择一、色谱柱及柱温的选择1 1色谱柱的选择色谱柱的选择 主要是主要是固定相、柱长和柱径固定相、柱长和柱径的选择。的选择。 u选择固定液一般是利用选择固定液一般是利用“相似相溶相似相溶”原
32、则，即按被分原则，即按被分离组分的极性或官能团与固定液相似的原则来选择。离组分的极性或官能团与固定液相似的原则来选择。分析高沸点化合物，可选择高温固定相。分析高沸点化合物，可选择高温固定相。 44第五节 分离操作条件的选择u高沸点样品（高沸点样品（300400）用比表面积小的载体，低固）用比表面积小的载体，低固定液配比（定液配比（1 % 3%）。低沸点样品（沸点）。低沸点样品（沸点300）宜用高固定液配比（宜用高固定液配比（5 % 25%），可增大），可增大R值，以获值，以获得良好分离。难分离样品可采用毛细管柱。得良好分离。难分离样品可采用毛细管柱。u在达到一定分离度的条件下应尽可能使用短柱，
33、一般在达到一定分离度的条件下应尽可能使用短柱，一般填充柱柱长为填充柱柱长为15m 。色谱柱的内径增加会使柱效下。色谱柱的内径增加会使柱效下降，一般柱内径常用降，一般柱内径常用24mm。45第五节 分离操作条件的选择2柱温的选择柱温的选择 u柱温的选择原则是：在使最难分离的组分有较好分离柱温的选择原则是：在使最难分离的组分有较好分离度的度的前提前提下，尽量采取较低的柱温，但应以保留时间下，尽量采取较低的柱温，但应以保留时间适宜，色谱峰不拖尾为适宜，色谱峰不拖尾为度度。 46第五节 分离操作条件的选择二、载气及流速的选择二、载气及流速的选择u根据范第姆特方程根据范第姆特方程, ,作作H-u曲线，如
34、图曲线，如图12-6所示。在所示。在曲线的最低点，塔板高度曲线的最低点，塔板高度（H）最小，柱效最高，）最小，柱效最高，该点对应的流速为最佳载该点对应的流速为最佳载气流速（气流速（u最佳最佳 ）。）。在实在实际际工作中，工作中，常选择载气流常选择载气流速速稍高于稍高于最佳流速。最佳流速。 47第五节 分离操作条件的选择三、其他条件的选择三、其他条件的选择1气化室温度气化室温度 气化室温度应气化室温度应高高于柱温于柱温3050。2检测室温度检测室温度 一般可一般可高高于柱温于柱温3050。3进样量进样量 进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线线性关系性关系的范
35、围内。对于填充柱，液体试样的进样一般的范围内。对于填充柱，液体试样的进样一般应小于应小于4l（TCD）或小于或小于1l（FID），），气体试样为气体试样为0.110ml。毛细管柱需要用分流器分流进样。毛细管柱需要用分流器分流进样。 48第六节 定性与定量分析第六节第六节 定性与定量分析定性与定量分析一、定性分析一、定性分析（一）定性依据（一）定性依据: : tR 、 VR（二）（二）定性方法定性方法 1保留值定性法保留值定性法（1）已知物对照定性）已知物对照定性u将样品与纯组分在相同的色谱分析条件下进行分析，将样品与纯组分在相同的色谱分析条件下进行分析，根据各自的保留值进行根据各自的保留值进行
36、比较定性比较定性。49第六节 定性与定量分析（2）相对保留值定性）相对保留值定性 u在无已知物的情况下，对于一些组分比较简单的已知在无已知物的情况下，对于一些组分比较简单的已知范围的混合物可用此法定性。相对保留值表示任一组范围的混合物可用此法定性。相对保留值表示任一组分（分（i） 与标准物（与标准物（s）的调整保留值的比值：）的调整保留值的比值： siRsRiRsRiiskkVVttr50第六节 定性与定量分析（3）保留指数定性保留指数是以正构烷烃系列作为标）保留指数定性保留指数是以正构烷烃系列作为标准，用两个保留值紧邻待测组分的正构烷烃的相对保留准，用两个保留值紧邻待测组分的正构烷烃的相对保
37、留值来标定该组分，这个相对值称为保留指数，又称其为值来标定该组分，这个相对值称为保留指数，又称其为Kovats指数，其定义为：指数，其定义为：u在给定条件下进行色谱实验，测定其相对保留值，按上在给定条件下进行色谱实验，测定其相对保留值，按上式计算待测组分保留指数，再与手册或文献发表的保留式计算待测组分保留指数，再与手册或文献发表的保留指数进行对照，即可定性。指数进行对照，即可定性。 R(z)n)R(zR(z)R(x)xlglglglg100ttttnzI51第六节 定性与定量分析2官能团分类定性用样品各组分与官能团分类试剂官能团分类定性用样品各组分与官能团分类试剂作用，根据反应，如显色或产生沉
38、淀，据此判断该组作用，根据反应，如显色或产生沉淀，据此判断该组分具有什么官能团、属于哪类化合物。分具有什么官能团、属于哪类化合物。 52第六节 定性与定量分析二、定量分析二、定量分析（一）定量依据定量依据: mi =fi Ai1峰面积的测量峰面积的测量（1）峰高乘以半峰宽法此法适用于）峰高乘以半峰宽法此法适用于对称色谱峰对称色谱峰，计算公，计算公式为：式为：（2）峰高乘以平均峰宽法此法适用于）峰高乘以平均峰宽法此法适用于不对称色谱峰不对称色谱峰，计，计算公式为：算公式为： （3）其他方法）其他方法 21065. 1hWA 2065. 185. 015. 0WWhA53第六节 定性与定量分析2定
39、量校正因子定量校正因子u绝对校正因子是指单位峰面积所代表的组分的量绝对校正因子是指单位峰面积所代表的组分的量: :u相对校正因子相对校正因子 ，是待测物质，是待测物质i i与标准物质与标准物质s s的绝对校的绝对校正因子之比，其中正因子之比，其中质量校正因子质量校正因子 最常用，即：最常用，即： iiiAmf ififmfsiisssiimsmimimAmAAmAmfff54第六节 定性与定量分析3定量计算方法定量计算方法 （1）归一化法归一化法各组分含量计算公式为：）归一化法归一化法各组分含量计算公式为： （2）外标法外标法是用待测组分的纯品作对照物，）外标法外标法是用待测组分的纯品作对照物
40、，配制一系列不同浓度的标准液，进行色谱分析，以峰面配制一系列不同浓度的标准液，进行色谱分析，以峰面积对浓度作工作曲线。在相同操作条件下，对试样进行积对浓度作工作曲线。在相同操作条件下，对试样进行色谱分析，算出样品中待测组分的峰面积，根据工作曲色谱分析，算出样品中待测组分的峰面积，根据工作曲线即可查出组分的含量。线即可查出组分的含量。 %100%iiiiiAfAfc55第六节 定性与定量分析 外标一点法外标一点法 若工作曲线线性好并通过原点，可用此法若工作曲线线性好并通过原点，可用此法定量：定量： （3）内标法将一种纯物质作为内标物加入到待测样品）内标法将一种纯物质作为内标物加入到待测样品中，进
41、行色谱定量的方法称为内标法。组分含量计算公式中，进行色谱定量的方法称为内标法。组分含量计算公式为：为： 内标物是试样中不存在的纯物质内标物是试样中不存在的纯物质；内标物能溶于试样内标物能溶于试样中，并能与试样中各组分的色谱峰完全分开中，并能与试样中各组分的色谱峰完全分开；内标物色内标物色谱峰应与待测组分色谱峰的位置相近或在待测组分中间。谱峰应与待测组分色谱峰的位置相近或在待测组分中间。 ssiimAAm %100%sssiiimmAfAfc56第六节 定性与定量分析（4）内标对比法又称内标一点法，它是先将被测组）内标对比法又称内标一点法，它是先将被测组分的纯物质配制成标准溶液，定量加入内标物；再将分的纯物质配制成标准溶液，定量加入内标物；再将同量的内标物加至同体积的样品溶液中，将两种溶液同量的内标物加至同体积的样品溶液中，将两种溶液分别进样测定，按下式计算组分含量：分别进样测定，按下式计算组分含量： 标准标准样品样品（ %)%isisiicAAAAc57第六节 定性与定量分析 课堂互动课堂互动您能回答您能回答GC色谱定性和定色谱定性和定量的依据吗？量的依据吗？
