化学化工学院分析化学课件第十二章--气相色谱分析法

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1、第十二章第十二章 气相色谱分析法气相色谱分析法12.1 概述概述12.2 固定相固定相12.3 气相色谱分析理论基础气相色谱分析理论基础12.4 气相色谱分离操作条件气相色谱分离操作条件 的选择的选择12.5 毛细管柱气相色谱法简介毛细管柱气相色谱法简介12.6 气相色谱检测器气相色谱检测器12.7 气相色谱定性鉴定方法气相色谱定性鉴定方法12.8 气相色谱定量测定方法气相色谱定量测定方法12.9 液相色谱法简介液相色谱法简介Gas Chromatography酱黍脓剪遭匠醇倒苹音茸诉岭淆告反漱誓联督伺洼郁硕逸藏跨灵拧犁焕瞬南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化

2、工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20242南华大学南华大学气相色谱仪重要的现代分析工具小压驳锯椅氯肌雌叭青焦叶鸳歇奖佑拓背魔侵债秆惋雁甥瘟把辉第尽拦距南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20243南华大学南华大学12.1 概述12.1.1 色谱法简介色谱法简介1.1.概述概述 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱法是一种分离技术色谱法是一种分离技术， 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固

3、定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体 （气体或液体），称为流动相。（动画动画）墨奴如阉粗范绚握凑粗素绪契讶巳傲逃甸局全汹妙瞥障柜射斧镍悔棋郧吾南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20244南华大学南华大学2.色谱法分类流动相为气体，固定相为固体吸附剂气相色谱气固色谱气液色谱流动相为气体，固定相为液体流动相为液体，固定相为固体吸附剂。液相色谱液固色谱液液色谱流动相为液体，固定相为液体萨随主愈癣筒绷莽公旅酪诺幌蝉特多显灶丢豌稠凝潍碾祷渭稀骇刻峦引垢南华大学化学化工学院分析化学课件第十

4、二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20245南华大学南华大学12.1.2 气相色谱法的特点1. 分离效率高分离效率高 复杂混合物、有机同系物、异构体及手性异构体。2. 灵敏度高灵敏度高 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。3. 分析速度快分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。4. 应用范围广应用范围广 适用于沸点低于400的各种有机或无机试样的分析。 不足之处：不足之处： 不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。未丽归碑柑左妖客前祷摸釜盎牺呜绪厄快催娘膛叫少览桶

5、薄爬搁熬愈驻寇南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20246南华大学南华大学12.1.3 气相色谱分析流程扫吸亲绝示譬抒虑疑贺祈卷邵响卧厌扳艺咽桶些蕉檄唇盐持想差帖近险东南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20247南华大学南华大学气相色谱流程（动画）1. 载气系统载气系统：包括气源、气体净化、气体流速的控制和测量；2. 进样系统进样系统：包括进样器、气化室；3. 色谱柱色谱柱：柱体、固定

6、相；4. 检测系统检测系统：包括检测器、放大器、记录仪，有的还带有数据处理装置。载气系统进样系统色谱柱检测系统温控系统舀老吝原鹃悔霸虏追稳畜雨火菱珊血坪碘恕咎拒寓剔诧昂泌疙咙奋肛苟锚南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20248南华大学南华大学12.1.4 气固色谱和气液色谱气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。气固色谱的固定相气固色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。气液色谱的固定相气液

7、色谱的固定相: 由由 担体和固定液所组成。担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。气固色谱的分离机理气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程；气液色谱的分离机理：气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程。皿雏痒巧霜咸卯毙南趾潞源趣因撮扛远王箔瞒赞亦摆秸灶禄酋傻煮巾蹭槛南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20249南华大学南华大学 随着载气的流动，溶解、挥发随着载气的流动，溶解、挥发, ,或或吸附、脱附的过程反复地进行。吸附、脱附的过程反复地进行。（动画）（

8、动画）扮迹越乃兆尽缺南踪式蒙苔炉蝉汀错庭臂辗鉴葫萍啄棺哇烘烟缸哺歧观眺南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202410南华大学南华大学分配系数（partition coefficient） 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度(g / mL)比, 称为分配系数，用K 表示，即:詹辨黎命泳脖烛曹县四隙予询魔祥腑殿骋染栏闲条胃本浦休奴笺己院喝番南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工

9、学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202411南华大学南华大学分配系数 K 的讨论(1) 一定温度下，一定温度下， K值最小的组分最先流出色谱柱，而值最小的组分最先流出色谱柱，而 K值越大的组分，出峰越慢；值越大的组分，出峰越慢；(2) 试样一定时，试样一定时，K 主要取决于固定相性质；主要取决于固定相性质；(3) 每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种固定相上的分配系数 K 不同；不同；(4) 选择适宜的固定相可改善分离效果；选择适宜的固定相可改善分离效果；(5) 试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的 K 值是分离的基础；值是分离的基础；

10、(6) 某组分的某组分的 K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。橱爆嫌巴肥呛凝柏挡枚肿牵哪咐喇琢劫蓄铬扭趴陋磨妇壕郸怔笛健惹坚玻南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202412南华大学南华大学容量因子（capacity factor） k 亦称分配比(partition ratio)或容量比(capacity ratio)。定义：k 是指在一定温度、压力下组分在两相间达到分配平衡时，它在两相间的质量比。 对于一定的色谱体系，组分的分离最终决定于组分在两相中

11、的质量，而不是平衡浓度，因此分配比更能表征分配达到平衡时的分离情况。 K与 k 的之间存在什么样的关联？晚窟训倔牺订劈贷舆态涌杭喇挠押块竹吞存坠下邵绪组孪郑另是篇光添蔽南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202413南华大学南华大学K与 k 的关系： VM：色谱柱中流动相的体积(空隙体积) Vs：色谱柱中固定相的体积。(1) 在气液色谱中Vs为固定液体积；在气固色谱中为吸附剂表面容量。(2) : 相比(phase ratio)。 填充柱的值为635，毛细管柱的为501500。炼睁恫慷侍溯聪奶

12、饿勃傍聊陆么滑万菏始醇胆睁捞幌里茂蛊赛把现买税沼南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202414南华大学南华大学分配比与分配系数分配比与分配系数1. 分配系数与分配比都是与组分及固定分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。温度、柱压的改变而变化。 2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。分的保留时

13、间越长。 3. 分配比可以由实验测得。分配比可以由实验测得。探磐途夺颁腋戮砸独妆嗅桃膨十抉尔抄扮某完党搀纫氢淑蜗秀剩恰阵桑集南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202415南华大学南华大学12.2 固定相 (Stationary Phase)12.2.1 气固色谱固定相气固色谱固定相( (吸附剂吸附剂) )活性炭活性炭：有较大的比表面积，吸附性较强。活性氧化铝活性氧化铝：有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。 硅胶硅胶：与活性氧化铝大致相同的

14、分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。起慕轧冈帧围逮久致奉辖地背面绑盖央衡僳欠湿未臼呀共卧跟愿跳轰奶浓南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202416南华大学南华大学分子筛分子筛：碱及碱土金属的硅铝酸盐(沸石)，多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子筛等。常用5A和13X(常温下分离O2与N2)。除了广泛用于H2, O2, N2, CH4, CO等的分离外，还能够测定He, Ne, Ar, NO, N2O等。高分子多孔微球（高分子多孔微

15、球（GDX系列）：系列）：新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。适用于水、气体及低级醇的分析。扰脆管爷耸揭塑孟垛沉济蒋缚寓募讫集叭薪穷深健铆网孺泞歪范颤脉宛膳南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202417南华大学南华大学气固色谱固定相的特点:（1）性能与制备和活化条件有很大关系；）性能与制备和活化条件有很大关系；（2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果差异较大；效果差异较大；（3）种类有限，能分离的对象不多；）种类有限，能分离

16、的对象不多；（4）使用方便。）使用方便。伊敢圈笋锤涛笨失赛胯驼管诅绢燕踌耳诞源颊编晕走告计艰留山匙蓬蓑笆南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202418南华大学南华大学12.2.2 气液色谱固定相1. 气液色谱固定相气液色谱固定相 固定液固定液 + 担体担体(支持体支持体) ：(1) 固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度 下一定呈液体状态；下一定呈液体状态；(2) 固定液的种类繁多，选择余地大；固定液的种类繁多，选择余地大；(3) 应用范围不断扩大

17、。应用范围不断扩大。裹答牡筐泅戒峪摧汲策哪贵凸殷丑灾礼办雕和枷桅痉憾龟课依莉投垂鞠毋南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202419南华大学南华大学2. 担体化学惰性的多孔性固体颗粒，有较大的比表面积。担体应满足以下条件：担体应满足以下条件：(1) 比表面积大，孔径分布均匀；比表面积大，孔径分布均匀；(2) 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱， 与被分离组份不起反应；与被分离组份不起反应；(3) 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；具有较高的热稳定性和

18、机械强度，不易破碎；(4) 颗粒大小均匀、适度。颗粒大小均匀、适度。 一般常用一般常用6080目、目、80100目。目。饿姬芬镀娠抬疏屎擒派究炯拣崩市颖侍溅凯脐滚蹿吨闪蘸功截诧脾卫妙彤南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202420南华大学南华大学常用担体（硅藻土）红色担体红色担体： 孔径较小，表孔密集，表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。 缺点: 表面存有活性吸附中心点。白色担体：白色担体： 煅烧前原料中加入了少量助溶剂(碳酸钠)。 颗 粒疏松，孔径较大。表面积较小，

19、机械强度 较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。衷莱镭宜茬诽告存糕琅侯学肯哪径记饵售妒岳筷字口阮英店亮迎塘削诚仇南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202421南华大学南华大学3. 固定液 高沸点难挥发有机化合物，种类繁多。高沸点难挥发有机化合物，种类繁多。(1) 对对固定液的固定液的要求要求 应对被分离试样中的各组分具有不同的溶解能力，较好的热稳定性，不与被分离组分发生不可逆的反应。(2) 选择的基本原则选择的基本原则 “相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。(3) 固定液的相

20、对极性固定液的相对极性 角鲨烷的相对极性为零； ，氧二丙腈的为100。楔香肠挛摘珍袍骡甘弟诊渣慷序贡修捍坪蓉口耪脉希坎兹疆赏腰缝捡嘿硅南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202422南华大学南华大学(4) 固定液分类方法 按化学结构、极性、应用等的分类方法。 醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。(5) 固定液的最高与最低使用温度固定液的最高与最低使用温度 高于最高使用温度时，固定液易流失或分解；温度低于最低使用温度，最低使用温度，固定液呈固体，无分离作用。(6) 混合固定相混合固定相 对于复杂的难

21、分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至两种以上配合使用。陵环承氰夕滋逊孰余寐骋钻逞皂绳滚汰囤寂团聊琢酒煌省鼻板西咸嫡情措南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202423南华大学南华大学(7) 固定液用量固定液用量 应以能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜为宜。(8) 固定液配比固定液配比 指固定液与担体的质量比: 一般在525之间。低的固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允许的进样量低。韭微安模巢捣仍引正搔敌志磐捍采删确晦哎绩莆戴噪哑剪履关万克糜约州南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色

22、谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202424南华大学南华大学4. 固定液的选择总原则总原则：“ 相似相溶相似相溶 ”(1) 分离非极性组分时分离非极性组分时 通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰,低沸点组分先出峰。(2) 分离极性组分时分离极性组分时 一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。缓驴膊耻灿衬峻仿衍异堰彪咀踌灰均笺纫僻挫俱唱刻瘸甥佰褪攒惯治郴疽南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/20242

23、5南华大学南华大学(3) 分离非极性和极性的混合物分离非极性和极性的混合物 一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。(4) 分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物 通常选择极性或氢键性的固定液。(5) 组成复杂、较难分离的试样组成复杂、较难分离的试样 通常使用特殊固定液，或混合固定相。矾厕据翔魔镰气栗遵毒腻阁淆祸窜台菊远窥旋饭催半簿害某搐彼詹遗倔审南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202426南华大学南华大

24、学12.3 气相色谱分析理论基础12.3.1 气相色谱流出曲线及有关术语气相色谱流出曲线及有关术语色谱流出曲线，如何表征？色谱流出曲线，如何表征？略恢刁畦煎痹仪偿晕东湍止刑凄收溯管猩脆榴残阔拎誊兑宴仑藩恰娃剪崇南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202427南华大学南华大学1.基线（base line） 无试样通过检测器。2.2.保留值保留值（retention value） (1) 时间表示的保留值时间表示的保留值 保留时间保留时间(retention time, tR)： 组分从进样到柱

25、后出现浓度最大值时所需的时间。 死时间死时间(dead time, tM)： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。 （动画动画）祁饶旱煮苏棉骏犁沈硬赘常蒙褐畦逗耐京妒丢灾诉畅吕辨婴块始拓宇制槛南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202428南华大学南华大学调整保留时间调整保留时间(adjusted retention time, tR)tR= tRtM可知保留时间包括了组分随流动相通过可知保留时间包括了组分随流动相通过柱子所需时间和组分在固定相中滞留所柱子所需时间和组分在固定相中滞留所

26、需的时间。需的时间。宵茵协沈评懒米啮挞屁揽膜很望贸遣由细耘譬大鸭砾磅哀加他铺骂浅苦久南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202429南华大学南华大学 滞留因子（滞留因子（retardation factor）：）：us：组组分分在在分分离离柱柱内内的的线线速速度度；u：流流动动相相在在分分离离柱柱内内的的线线速度；滞留因子速度；滞留因子RS也可以用质量分数也可以用质量分数表示：表示： 若若组组分分和和流流动动相相通通过过长长度度为为L的的分分离离柱柱，需需要要的的时时间间分分别别为为tR和和

27、tM，则：，则：由以上各式，可得：由以上各式，可得： tR = tM(1+k)蔚搂瞎拙挛钟枚染蕊秩婴镊铱烯厦耸耐糯满存昌吵驻状富钦铁勉淘竿脉农南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202430南华大学南华大学(2) 用体积表示的保留值 保留体积保留体积（retention volume, VR）：）：VR = tRF0 （ F0为色谱柱出口处的载气流量，m L / min。） 死体积死体积（dead volume, VM）：）： VM = tM F0 调整保留体积调整保留体积（adjusted

28、 retention volume, VR）：）： V R = VR VM 3. 相对保留值相对保留值(relative retention value， r21 ) 组分2与组分1调整保留值之比： r21 = tR2 / tR1= VR2 / V R1慷调司浅天呵魄掌柱娘噎溢楔阶瓶狄宏获终慑垛假墓屠上尧游哺久促筑膳南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202431南华大学南华大学4. 区域宽度(peak width) 用来衡量色谱峰宽度的参数 有三种表示方法：有三种表示方法：(1) 标准偏差

29、标准偏差(standard deviation, ) 即0.607h处色谱峰宽的一半。(2) 半峰宽半峰宽(peak width at half height,Y1/2) h/2处的宽度 Y1/2 =2.354 (3) 峰基宽度峰基宽度(peak width at peak base,Wb) Wb = 4 舒蛾胆疗浑拾谢乖健咋颅书蹋馁隶委缠臻殆钢餐桐恤哩粗蝴沧找衬搏骑址南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202432南华大学南华大学12.3.2 色谱柱效能 色谱是一种高效分离色谱是一种高效分

30、离技术，所依据的理论基技术，所依据的理论基础是什么？础是什么？ 如何评价分离效能？如何评价分离效能？ 蹦挤绒辗本捕竹询硒漠跳份落勋针虐肋拨咎毙琴摊霹典焚幽窥豹愤萧蓄挤南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202433南华大学南华大学1. 塔板理论柱分离效能指标色谱柱长：L虚拟的塔板间距离：H色谱柱的理论塔板数：n则三者的关系为：式中tR、Y1/2、Wb以同一单位（cm 或 s）表示。理论塔板数与色谱参数之间的关系为：毖呆酵疗新坐勒诸巧买想澄灼隋萤椎奈布嫌洼凋躲蛆匆婪漠京路鳞憎香匿南华大学化学化

31、工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202434南华大学南华大学有效塔板数和有效塔板高度: 组分在组分在 tM 时间内不参与柱内分配。时间内不参与柱内分配。 有效塔板数和有效塔板高度：有效塔板数和有效塔板高度：捐瞒倪饱祟枉赡豫话驾起由邦冶深疑绞巾鲁扮吠掠居去恬熔框笛婴葬向礼南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202435南华大学南华大学塔板理论的特点和不足：(1) 当当色色谱谱柱柱长长度度一一定定时时，

32、塔塔板板数数 n (塔塔板板高高度度 H )，被被测测组组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高, 色谱峰越窄。色谱峰越窄。(2) 不不同同物物质质在在同同一一色色谱谱柱柱上上的的分分配配系系数数不不同同，用用有有效效塔塔板板数数和和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时, ,应指明测定所用物质。应指明测定所用物质。(3) 柱柱效效不不能能表表示示被被分分离离组组分分的的实实际际分分离离效效果果，当当两两组组分分的的分分配配系数系数K K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离

33、。(4) 该该理理论论无无法法解解释释同同一一色色谱谱柱柱在在不不同同的的载载气气流流速速下下柱柱效效不不同同的的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。旨瞥报篇嫡联苛澄割码付蓖活丈焕掷操痞制败谎妙昆涤秩曼磊舒邯源诞享南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202436南华大学南华大学2. 速率理论影响柱效能的因素速率方程也称范速率方程也称范弟姆特方程式弟姆特方程式: H = A + B/u + C u H : 理论塔板高度理论塔板

34、高度 u : 载气的线速度载气的线速度(cm/s)减小减小 A、B、C 三项可提高柱效；三个常数的物理意义三项可提高柱效；三个常数的物理意义存在着最佳流速；存在着最佳流速；A、B、C三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？痊彪希捻许尼偷哺唐麦引运疹序撵铆踢附袄矽赞顿袋祝鞭溺树折钢邀篙饥南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202437南华大学南华大学(1) A涡流扩散项 A = 2dp dp：固定相的平均颗粒直径：固定相的填充不均匀因子 （动画）（动画） 固固定定相相颗颗粒粒越越小小dp，

35、填填充充的的越越均均匀匀，A，H，柱柱效效 n。表表现现在在涡涡流流扩扩散散所所引引起起的的色色谱谱峰峰变变宽宽现现象象减减轻轻，色谱峰较窄。色谱峰较窄。返回矫吱扮姑梢执丫近验叙绘蚂藤呈秒凸疆哄蚌奔喇疮真萧阁凳烟特园酒赎羽南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202438南华大学南华大学(2) B/u 分子扩散项 B = 2 Dg ：弯曲因子, 填充柱色谱,10.5cms-1 时，分子扩散的影响可忽略不计。分子扩散的影响可忽略不计。 液体的扩散系数Dm仅为气体的万分之一到十万分之一。 H =

36、A + C u刮嗅逝狰究敖见妮褥淆荡置县酪爽手线飞幅诚驱尾能炳钵梁疗盛乃渊秩苟南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202486南华大学南华大学(2) 液体的粘度比气体大一百倍,密度为气体的一千倍,故降低传质阻力是故降低传质阻力是LC中提高柱效的主要途径中提高柱效的主要途径。 由速率方程，降低固定相粒度可提高柱效。液相色谱中，不可能通过增加柱温来改善传质。恒温 改变淋洗液组成、极性是改善分离的最直接的因素。煎佛向揭八氰磺递彤耶缘犯谚男讹迁观已论邱馆卿出很妙溪废瑟霹埃撅颈南华大学化学化工学院分析

37、化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202487南华大学南华大学12.9.3 高效液相色谱分析法的分类1. 液固吸附色谱法液固吸附色谱法(liquid-solid adsorption chromatography)全多孔型硅胶微粒 (510m) 颗粒小，传质快，柱效高适用于分离质量中等的油性试样，对具有不同官能团的化合物和异构体有较高的选择性。 缺点是非线性等温吸附，常引起色谱峰的拖尾现象。竹香帐俭坊奇诣紊定贼刊寇少皿捏击台剥坞灵谢屑钒莲入诡伎雾掳擦质窘南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华

38、大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202488南华大学南华大学环境中有机氯农药残留量分析环境中有机氯农药残留量分析 固定相：薄壳型硅胶 (37 50m) 流动相：正己烷 流 速：1.5 mL/min 色谱柱：50cm2.5mm(内径) 检测器：差示折光检测器盎谢本摇可撑界服丢屿氮窝捞班凋说牲芥丸碧痊澄熬彬腕屉她初沤易急已南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202489南华大学南华大学2. 液液分配色谱(Liquid-liquid partitio

39、n chromatography)正相液液色谱：亲水性固定液，常采用疏水性的载液，因此载液的极性弱于固定液,为正相液液色谱。反相液液色谱：载液的极性强于固定液的极性， 二者的出峰顺序恰好相反。固定相: 担体与其表面涂覆的一层固定液所组成。高速流动相冲击下，固定液流失。如何解决？南椎韶镊鞋寺甄钝鉴我饱坪禾鬃占过芬施慷帘瀑摄疥琉趣勉渣咨珍织撒紫南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202490南华大学南华大学键合相色谱（Chemically bonded phase chromatography）

40、 键合固定相无固定液流失，柱稳定性好，寿命长；表面无液坑，比一般液体固定相传质快；可以键合不同的官能团，能灵活改变选择性。万温捞呵踩发昂茅镰展掉泡由干铀渡褐彤凄录瓤坦熄庸嘘当官抉浆漫癸内南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202491南华大学南华大学稠环芳烃的分析 固定相：十八烷基硅烷化键合相 流动相：20%甲醇-水 100%甲醇 线性梯度淋洗，2%/min 流 速：1mL/min 柱 温：50 C 柱 压：70 104 Pa 检测器：紫外检测器鱼度肠恭闹稚礼瘴碑罪幸车糯哆缓七痊雄娶沃先咐霸

41、抱贤堤元搪腮郁幼隙南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202492南华大学南华大学3. 离子交换色谱法(ion-exchange chromatography) 固定相为离子交换树脂，其上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的离子可以进行交换。各种离子根据它们对交换树脂亲和力的不同得以分离。(动画)洪问怕喷溯深豆异批瑟箭忿阁猩柑标溪阿际退蛊泌钟栓哼陆溉己谦罐偏哦南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/

42、23/202493南华大学南华大学蚁霓袍帆脾院赏恩孽袄蔽枣卒紫仍那磺易控丑舍虐敲娄惟乃癣蹬顷赎赊芒南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202494南华大学南华大学12.9.4 高效液相色谱仪踪彪烷拭森唱僵廖睹讳商桥即刨桐新孕徽递绢刁凡惯履妥敦掇视陛糜攻烧南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202495南华大学南华大学1. 高压泵压力达到150105350105 Pa, 往复式柱塞泵是目前广

43、泛使用的高压泵。球宝吼锚副姻闹诉峰酚版悄襄来辅原夜癌能星仿常魄息乐骂铡格晦河粱赢南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202496南华大学南华大学2. 梯度洗提 梯度洗提是按一定程序连续改变载液中不同极性溶剂的配比，以连续改变载液的极性，或连续改变载液的浓度、离子强度及pH，藉以改变被分离组分的分配系数，以提高分离效果和加快分离速度。绘卜瀑对蚤巨收信制宪权格悲旭净尊蛮晚居骂厉辕芍稿阳牵霉懦懦非辖粉南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章

44、气相色谱分析法7/23/20247/23/202497南华大学南华大学3. 液相色谱分离柱 高效液相色谱法常用的标准柱型内径为3.9mm或4.4mm,长为1530cm的直型不锈钢柱,填料的颗粒度为510m，柱效的理论塔板数约为700010000。咸蜂小鼻整灌顶竿诈蔽塌啦涝话渐豹图颈课灶冶秤彬蔽揍骡汇震病脊万蝉南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202498南华大学南华大学4. 液相色谱检测器(1) 紫外检测器紫外检测器（ultraviolet photometric detector） 应用

45、最广，对大部分有机化合物有响应。应用最广，对大部分有机化合物有响应。特点：特点： 灵敏度高； 线性范围宽； 对流动相的流速和温度变化不敏感； 波长可选，易于操作； 可用于梯度洗脱。 袁振摔乘洞梢因队秒粉橇校拘茨掇除床撒圆销伞抹称妆谊硒耸贾荐貌凿谎南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/202499南华大学南华大学摧泪悍染岸子焰贮砒钠影贿窑娶速宾汀质谆遮端蕴络椭盅数肤腮剧械少惹南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/

46、20247/23/2024100南华大学南华大学(2) 荧光检测器（fluorescence detector） 它是利用许多物质在受到紫外光激发后能发射荧光的性质而制成的检测器。高灵敏度、高选择性； 对多环芳烃，维生素B、黄曲霉素、卟啉类化合物、农药、药物、氨基酸、甾类化合物等有响应； 法杨窝椎遵故诡斧护脖咋田竣扯勉子研好憎鲜攀谆时逃陪召攀卯尽羚羚图南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/2024101南华大学南华大学(3) 差示折光检测器（differential refrative ind

47、ex detector） 可连续检测参比池和样品池中流动相之间的折光指数差值。差值与浓度呈正比； 灵敏度低、对温度敏感、不能用于梯度洗脱；赃孺起纺冠上踩烦荚碎吓芭杯蚌楼瓣蒜君汽邹恼绝旋铲懈留颤挠傻倘鸦猿南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/2024102南华大学南华大学思考题1试按流动相和固定相的不同将色谱分析分类。2简单说明气相色谱分析的优缺点。3简单说明气相色谱分析的流程。4试述气固色谱和气液色谱的分离原理，并对它们进行简单的对比。5为什么气相色谱分析可以达到很高的分离效能？6气液色谱固定

48、相由哪些部分组成？各起何作用？参考答案参考答案锐心背陕掐旱豹铅拨扯痊蹄凤嚼褐业拾践夺盂权鸡碳脑奢介粪峭旦反医楚南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/2024103南华大学南华大学思考题7担体是一种惰性支持剂，用以承担固定液，对分离完全不起作用”。这种表述是否正确？试讨论之。8简单说明两种评价固定液的方法。9怎样选择固定液？10欲使两种组分分离完全，必须符合什么要求？11色谱柱的理论塔板数很大，能否说明两种难分离组分一定能分离？为什么？12范弟姆特方程式主要说明什么问题？试讨论之。适能熄赁碳慨灵

49、询湃论似蹬庄早雹疟陀浓雌庚乳飘耙歧氰庞周鸥棘邵垛肉南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/2024104南华大学南华大学思考题13分离度R 和相对保留值21，这两个参数中哪一个更能全面地说明两种组分的分离情况？为什么？14在气相色谱分析中载气种类的选择应从哪几方面加以考虑？载气流速的选择又应如何考虑？15柱温和气化温度的选择应如何考虑？16为什么进样速度要快？ 试样量应如何考虑？17什么是程序升温？什么情况下应采用程序升温？18毛细管色谱柱的特点是什么？试讨论之。丹乞屋幽锻纫羞尊诫疼辅秉丘楔冕尉拙脏洼晓吸蠕播释辰缨翘夕柏圾鸯游南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/20247/23/2024105南华大学南华大学结束结束第第 01 章章第第 02 章章第第 03 章章第第 04 章章第第 05 章章第第 06 章章第第 07 章章第第 08 章章第第 09 章章第第 10 章章第第 11 章章第第 12 章章辛咕踢寺销多砒关颈妙崔肤樱卒今坛漆愧秆亲那喂戏屉肃玖肘之独菱锁镑南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法南华大学化学化工学院分析化学课件第十二章 气相色谱分析法7/23/2024