第九章氣相色譜法第一節(jié) 氣相色譜法原理第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用目錄第九章氣相色譜法重點(diǎn)難點(diǎn)第九章

氣相色譜法掌握

氣相色譜法的基本理論及儀器的組成和工作流程，常用的定性和定量方法

熟悉

操作條件的選擇原則了解氣相色譜法特點(diǎn)和分類氣相色譜法原理第一節(jié)第九章氣相色譜法第一節(jié)

氣相色譜法原理（一）氣相色譜法的分類（1）按分離原理不同

分為分配色譜法和吸附色譜法。（2）按固定相的聚集狀態(tài)不同

分為氣－液色譜法和氣－固色譜法，一般來說氣－液色譜法屬于分配色譜法，氣－固色譜法屬于吸附色譜法。（3）按操作形式

氣相色譜法屬于柱色譜法。（4）按色譜柱的粗細(xì)

分為填充柱色譜法和毛細(xì)管柱色譜法。一、氣相色譜法的分類及特點(diǎn)（二）氣相色譜法的特點(diǎn)（1）分離效能高（2）靈敏度高（3）分析速度快（4）應(yīng)用范圍廣第一節(jié)

氣相色譜法原理二、氣相色譜法的分析流程1.載氣系統(tǒng)2.進(jìn)樣系統(tǒng)3.分離系統(tǒng)4.檢測(cè)系統(tǒng)5.記錄系統(tǒng)氣相色譜流程示意圖第一節(jié)

氣相色譜法原理（一）氣相色譜法的固定相1.固定液分類（1）極性分類：0～+1為非極性固定液；+2～+3為中等極性固定液；+4～+5為極性固定液。（2）按化學(xué)類型分類：可分為烴類、硅氧烷類、醇類、醚類、酯類等。2.固定液選擇

（1）極性相似原則（2）化學(xué)官能團(tuán)相似原則（3）組分性質(zhì)的主要差別原則三、氣相色譜法的固定相及流動(dòng)相第一節(jié)

氣相色譜法原理（一）氣相色譜法的固定相3.載體種類及選擇（1）紅色載體：常與非極性固定液配伍，用于分析烷烴、芳香烴等非極性或弱極性物質(zhì)。（2）白色載體：常與極性固定液配合使用，用于分析醇、酮等極性物質(zhì)。4.吸附劑

氣相色譜的吸附劑有硅膠、氧化鋁、活性炭、分子篩、高分子多孔微球等。在藥物分析中應(yīng)用較多的為高分子多孔微球（GDX）。三、氣相色譜法的固定相及流動(dòng)相第一節(jié)

氣相色譜法原理（二）氣相色譜法的流動(dòng)相三、氣相色譜法的固定相及流動(dòng)相一般實(shí)驗(yàn)室GC常用載氣檢測(cè)器TCDFIDECD常用載氣H2、HeN2N2、Ar氣相色譜儀及分析條件選擇第二節(jié)第九章氣相色譜法第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）氣體的凈化凈化管中常用的凈化劑有硅膠、活性炭和分子篩等用來除去氣體中的有機(jī)雜質(zhì)和水分。一、氣路系統(tǒng)載氣的流路順序：高壓鋼瓶（或氣體發(fā)生器）→減壓閥→氣體凈化器→穩(wěn)壓閥→壓力表→載氣流量控制器。凈化管（二）氣路的檢漏氣相色譜儀的氣路在實(shí)驗(yàn)前需要認(rèn)真檢漏，氣路不密封會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)中若使用Ｈ２，Ｈ２的泄漏可能會(huì)引發(fā)爆炸等危險(xiǎn)性事故。①氣體鋼瓶至減壓閥的檢漏②氣相色譜儀氣路的檢漏一、氣路系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（三）載氣流速載氣流速的選擇

載氣的流速可以用單位時(shí)間內(nèi)載氣通過的距離（線流速）來表示，也可以用單位時(shí)間內(nèi)載氣通過的量或體積(載氣流量)來表示。分析工作中載氣流速常用流量來表示。（三）載氣流速以塔板高度H為縱坐標(biāo)，以載氣流速u為橫坐標(biāo)作圖，獲得H-u曲線。一、氣路系統(tǒng)H-u曲線實(shí)際分析工作中為了縮短分析時(shí)間，采用的載氣流速稍大于最佳流速。選擇載氣時(shí)還要考慮不同檢測(cè)器的適應(yīng)性。第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）進(jìn)樣方式1.溶液直接進(jìn)樣

多用于填充柱色譜法。2.頂空進(jìn)樣

頂空進(jìn)樣適用于固體和液體試樣中揮發(fā)性組分的分離和測(cè)定。3.自動(dòng)進(jìn)樣一般采用定量閥，通過工作站設(shè)置進(jìn)樣量、進(jìn)樣間隔、進(jìn)樣針清洗等進(jìn)樣操作參數(shù)。氣相色譜法的進(jìn)樣速度要求“快”，1秒內(nèi)完成為宜。進(jìn)樣速度慢試樣將非“塞子”狀進(jìn)入色譜柱，導(dǎo)致峰形變寬、甚至不出峰，保留時(shí)間改變等。二、進(jìn)樣系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（二）氣化室及氣化室溫度選擇氣化室是將液體試樣瞬間氣化的裝置，氣化室結(jié)構(gòu)示意如圖。二、進(jìn)樣系統(tǒng)氣化室結(jié)構(gòu)示意圖氣化室的溫度等于或稍高于試樣的沸點(diǎn)，但是不能太高防止試樣在高溫下分解或發(fā)生其他副反應(yīng)，氣化室溫度的選擇取決于試樣的沸點(diǎn)、穩(wěn)定性和進(jìn)樣量。氣化室溫度一般以高于柱溫30～70℃為宜。對(duì)于熱穩(wěn)定性較差的試樣，可用高靈敏度檢測(cè)器，降低進(jìn)樣量，使試樣在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)溫度下氣化。第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（三）進(jìn)樣量進(jìn)樣量的大小直接影響譜帶的初始寬度。在檢測(cè)器靈敏度足夠的條件下，盡量減少進(jìn)樣量。一般柱越長(zhǎng)，柱內(nèi)徑越粗，固定液配比越高，允許的進(jìn)樣量越多。對(duì)于填充柱，氣體試樣的進(jìn)樣量以0.1～1ml為宜，液體試樣進(jìn)樣量小于4μl（TCD）或小于1μl（FID）為宜。毛細(xì)管柱采用分流裝置分流進(jìn)樣。二、進(jìn)樣系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）分析型色譜柱1.分析型色譜柱市售的分析型色譜柱通常分為填充柱和毛細(xì)管柱。三、分離系統(tǒng)內(nèi)徑（mm）長(zhǎng)度（m）相比β理論板數(shù)n（塊）填充柱2～60.5～66～35≈103毛細(xì)管柱0.1～0.520～20050～1500≈106填充柱與毛細(xì)管柱的柱參數(shù)對(duì)比柱長(zhǎng)增加，組分的分離度增大，分析時(shí)間增長(zhǎng)，因此在保證目標(biāo)組分獲得好的分離效果的前提下使用短柱。第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（二）色譜柱柱溫選擇柱溫的選擇直接影響組分分離的效果和分析的速度。三、分離系統(tǒng)GC色譜柱柱溫選擇參考范圍簡(jiǎn)表高沸點(diǎn)中等沸點(diǎn)氣體試樣被測(cè)物沸點(diǎn)300～400℃200～300℃100～150℃

參考柱溫200～250℃150～200℃50～100℃室溫～100℃柱溫低于平均沸點(diǎn)溫度100～150℃50～100℃約50℃

第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（二）色譜柱柱溫選擇三、分離系統(tǒng)柱溫的選擇原則是：在使最難分離的目標(biāo)組分有較好分離度的前提下，盡量采用較低的柱溫，但以保留時(shí)間適宜，色譜峰符合要求為度。當(dāng)復(fù)雜試樣中的各組分沸程較寬時(shí)，宜采用程序升溫法。第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇色譜柱及柱溫箱（一）檢測(cè)系統(tǒng)1.檢測(cè)器分類根據(jù)測(cè)量原理的不同又分為質(zhì)量敏感型檢測(cè)器和濃度敏感型檢測(cè)器。2.檢測(cè)器性能指標(biāo)

（1）噪音（N）與漂移（d）（2）靈敏度（S）（3）檢測(cè)限（D）（4）線性范圍（5）響應(yīng)時(shí)間四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)檢測(cè)器噪音、漂移和檢測(cè)限示意圖第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）檢測(cè)系統(tǒng)四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)（一）檢測(cè)系統(tǒng)3.氫火焰離子化檢測(cè)器

簡(jiǎn)稱氫焰檢測(cè)器，以FID表示。（1）氫焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與測(cè)定原理（2）氣體種類：一般以N2為載氣，H2為燃?xì)猓諝庵械腛2為助燃?xì)狻＃?）檢測(cè)器溫度：檢測(cè)器的溫度一般高于150℃，防止水蒸氣以及試樣組分在檢測(cè)器內(nèi)冷凝。（4）檢測(cè)器特點(diǎn)：質(zhì)量型檢測(cè)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度，檢測(cè)時(shí)破壞樣品。1.收集極2.極化極3.氫火焰4.點(diǎn)火線圈5.微電流放大器6衰減器7.記錄器氫焰檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）檢測(cè)系統(tǒng)4.熱導(dǎo)檢測(cè)器

又稱熱導(dǎo)池、熱絲檢測(cè)器，常以TCD表示。（1）熱導(dǎo)檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)與測(cè)定原理（2）氣體種類：選擇熱導(dǎo)率較大的H2、He做載氣靈敏度較高，通常用H2做載氣。（3）檢測(cè)器溫度：防止水蒸氣以及試樣組分在檢測(cè)器內(nèi)冷凝。（4）橋路電流：一般遵循在保證靈敏度的前提下用低的橋電流。（5）檢測(cè)器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，靈敏度適宜，線性范圍寬，不破壞試樣。熱導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)所有與載氣有不同熱導(dǎo)率的氣體都有響應(yīng)，是一種通用型檢測(cè)器。四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）檢測(cè)系統(tǒng)四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)熱導(dǎo)檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖雙臂熱導(dǎo)池結(jié)構(gòu)示意圖1.測(cè)量臂2.參考臂第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（二）記錄系統(tǒng)檢測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)十分微弱，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后，由記錄儀記錄得到色譜圖。現(xiàn)代的氣相色譜儀由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制色譜儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。現(xiàn)代的記錄系統(tǒng)功能全、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、可進(jìn)行分析數(shù)據(jù)的批量處理，提高了對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果分析的準(zhǔn)確度，提高了分析工作者的工作效率。四、檢測(cè)系統(tǒng)與記錄系統(tǒng)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（一）氣相色譜儀的一般操作規(guī)程氣相色譜儀的一般操作程序?yàn)椋和ㄝd氣→開機(jī)→實(shí)驗(yàn)測(cè)量→關(guān)機(jī)→關(guān)載氣五、氣相色譜儀的使用及日常維護(hù)第二節(jié)

氣相色譜儀及分析條件選擇（二）氣相色譜儀的日常維護(hù)1.凈化管的維護(hù)

凈化管在使用前清洗、烘干后再連接入氣相色譜儀的氣路系統(tǒng)。硅膠變色后及時(shí)烘干更換。2.進(jìn)樣系統(tǒng)的維護(hù)

（1）微量注射器的維護(hù)；（2）氣化室的維護(hù)。3.色譜柱老化4.檢測(cè)系統(tǒng)維護(hù)

（1）熱導(dǎo)檢測(cè)器；（2）氫火焰離子化檢測(cè)器。氣相色譜法的應(yīng)用第三節(jié)第九章氣相色譜法第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用（一）保留值定性1.已知物對(duì)照定性2.相對(duì)保留值定性式中

、

分別為組分i和標(biāo)準(zhǔn)品s的調(diào)整保留時(shí)間

，

、

分別為組分i和標(biāo)準(zhǔn)品s的調(diào)整保留體積。3.保留指數(shù)定性一、定性分析方法式中為待標(biāo)定組分x的調(diào)整保留時(shí)間，、分別為碳原子數(shù)為n和n+1的正構(gòu)烷烴的調(diào)整保留時(shí)間。（二）化學(xué)反應(yīng)定性分離后的組分和其他試劑發(fā)生的沉淀反應(yīng)、顏色變色等來判斷組分具有什么官能團(tuán)或?qū)儆谀念惢衔铩?/p>

（三）氣相色譜與其他檢測(cè)儀器聯(lián)用定性第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用二、定量分析方法（一）校正因子1.絕對(duì)校正因子

是指單位峰面積所代表的組分的量。2.相對(duì)校正因子

fi是指組分i與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)s的絕對(duì)校正因子之比。第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用二、定量分析方法（二）定量方法1.歸一化法第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用二、定量分析方法（二）定量方法2.外標(biāo)法(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法示意圖(2)外標(biāo)對(duì)比法（外標(biāo)一點(diǎn)法）

第三節(jié)

氣相色譜法的應(yīng)用二、定量分析方法（二）定量方法3.內(nèi)標(biāo)法(1