气相色谱分析法
气相色谱法
气相色谱法气相色谱法1、气相色谱法（gc）是以气体为流动相的色谱分析法。
2、气相色谱缺点要求样品气化，不适用于大部分沸点高和热不稳定的化合物，对于腐蚀性能和反应性能较强的物质更难于分析。
大约有15%-20%的有机物能用气相色谱法进行分析。
3、气相色谱仪的组成气路系统、进样系统、分离系统、检测系统、温控系统、记录系统。
4、气路系统包括气源、净化器和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气:。
5、进样系统包括进样装置和气化室。
气体进样器（六通阀）：试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；液体进样器：不同规格的微量注射器，填充柱色谱常用10μl；毛细管色谱常用1μl；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。
6、进样方式分流进样：样品在汽化室内气化，蒸气大部分经分流管道放空，只有极小一部分被载气导入色谱柱；不分流进样：样品直接注入色谱的汽化室，经过挥发后全部引入色谱柱。
7、分离系统色谱柱：填充柱（2-6 mm直径，1-5 m长），毛细管柱（0.1-0.5 mm直径, 几十米长）。
8、温控系统的作用温度是色谱分离条件的重要选择参数，气化室、色谱柱恒温箱、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度。
气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；色谱柱恒温箱：准确控制分离需要的温度。
9、检测系统作用：将色谱分离后的各组分的量转变成可测量的电信号。
指标：灵敏度、线性范围、响应速度、结构、通用性。
通用型——对所有物质均有响应；专属型——对特定物质有高灵敏响应。
检测器类型：浓度型检测器、热导检测器、电子捕获检测器、质量型检测器、氢火焰离子化检测器、火焰光度检测器。
10、热导检测器的主要特点结构简单，稳定性好；对无机物和有机物都有响应，不破坏样品；灵敏度不高。
11、氢火焰离子化检测器的特点优点：(1)典型的质量型检测器；(2)通用型检测器（测含c有机物）；(3)氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、响应迅速、死体积小、线性范围宽等特点；(4)比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检测下限可达10-12g·g-1。
第十八章 气相色谱法
（1）担体的种类和性能： ）担体的种类和性能： 硅藻土型： 硅藻土型： 红色硅藻土担体强度好 ， 但表面存在活性中心， 分离 红色硅藻土担体强度好， 但表面存在活性中心， 担体强度好 极性物质时色谱峰易拖尾；常用于分离非 弱极性物质。 极性物质时色谱峰易拖尾；常用于分离非、弱极性物质。
（红色担体燃烧时，由于硅藻土中所含的铁生成氧化铁，而呈淡红色） 红色担体燃烧时，由于硅藻土中所含的铁生成氧化铁，而呈淡红色）
三. 气相色谱仪主要组成部件及分析流程
气相色谱分析是在气相色谱仪上进行的。 气相色谱分析是在气相色谱仪上进行的。 气相色谱仪上进行的 一般气相色谱仪由五个部分组成： 一般气相色谱仪由五个部分组成： 1. 气路系统：气源、气体净化、流量控制和测量装置。 气路系统：气源、气体净化、流量控制和测量装置。 2. 进样系统：进样器、气化室和控温装置。 进样系统：进样器、气化室和控温装置。 3. 分离系统：色谱柱、柱箱和控温装置。 分离系统：色谱柱、柱箱和控温装置。 4. 检测系统：检测器和控温装置。 检测系统：检测器和控温装置。 5. 记录系统：记录仪或数据处理装置。 记录系统：记录仪或数据处理装置。
第十八章 气 相 色 谱 法
第一节 概 述
气相色谱法（ 气相色谱法（gas chromatography，GC）： ， ）
以气体为流动相的色谱分析法称为气相色谱法。 以气体为流动相的色谱分析法称为气相色谱法。 一. 气相色谱法的分类 根据所用的固定相不同可分为： 根据所用的固定相不同可分为： 固色谱、 气—固色谱、气一液色谱。 固色谱 气一液色谱。 按色谱分离的原理可分为： 按色谱分离的原理可分为： 分配色谱。 吸附色谱 和 分配色谱。 根据所用的色谱柱内径不同又可分为： 根据所用的色谱柱内径不同又可分为： 填充柱色谱和毛细管柱色谱。 填充柱色谱和毛细管柱色谱。
有机分析气相色谱分析法
有机分析气相色谱分析法一、GC的原理GC是一种基于样品挥发性物质在固定相柱中传质的方法。
样品在高温下气化，进入气相色谱柱。
柱子中填充了一种固定相，用来分离混合物中的化合物。
不同化合物在固定相上的亲和力不同，因此会按照相对亲和力的大小顺序通过柱子，最终达到分离的目的。
二、GC的仪器设备GC仪器主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
进样系统用于将样品引入色谱柱。
色谱柱是分离化合物的关键，通常由玻璃制成，内部填充着固定相。
检测器用于检测化合物，并将信号转化为电信号。
数据处理系统用于记录和分析检测到的信号。
三、GC的操作步骤1.样品制备：将待分析的样品制备成气相可挥发的形式，例如通过溶解或萃取等方法。
2.进样：将样品注入进样器中，通过进样系统引入柱子中。
3.分离：样品在柱子中被分离，分离速度取决于化合物的挥发性和在固定相上吸附的亲和力大小。
4.检测：化合物通过柱子后，进入检测器。
根据检测器的原理，可以获得不同化合物的信号。
5.数据处理：将检测到的信号转化为峰，通过峰的面积和高度等参数来定量和分析化合物。
四、GC的应用领域1.环境分析：GC可用于检测大气、水体和土壤中的有机化合物，例如揮发性有机化合物（VOCs）、农药残留等。
2.药物分析：GC可用于药物分析，如药物的质量控制和生物样品中药物的测定。
3.食品安全：GC可用于检测食品中的添加剂、农药残留和食品中有害物质的分析。
4.石油和化学工业：GC用于石油和化学工业中原料和产品的质量控制和分析。
5.化妆品和香料：GC可用于检测和分析化妆品和香料中的挥发性成分。
综上所述，有机分析气相色谱分析法是一种广泛应用于化学、环境和食品等领域的分析方法。
其原理简单、分离效果好、分析速度快且灵敏度高，因而得到了广泛的应用。
气相色谱原理及分析方法大全
气相色谱原理及分析方法大全气相色谱（Gas Chromatography，以下简称GC）是一种广泛应用于化学分析领域的高效分离技术。
其基本原理是将待分析物质溶解在惰性气体（载气）中，通过气相色谱柱进行分离和检测。
GC可以用于分析液体、气体和固体样品中各种化合物的组成和含量，广泛应用于食品、环境、药物、化工等多个领域。
GC的基本原理有以下几个方面：1.载气：载气是GC中重要的组成部分，常见的载气有氢气、氮气和氦气。
载气的选择主要取决于柱内的分离机理和分析目的。
2.色谱柱：色谱柱是GC中进行分离的关键部件。
常见的色谱柱有毛细管柱和填充柱。
毛细管柱可以实现高效分离，填充柱适用于高分子量的化合物。
3.样品进样：样品进样是GC中样品装载的步骤。
常见的进样方式有液相进样和气相进样。
液相进样适用于液态样品，气相进样适用于气态和固态样品。
4.分离：样品在色谱柱中根据其化学特性逐渐分离。
分离是通过样品与柱内固定相之间的相互作用实现的。
5.检测：分离后的化合物将进入检测器中进行检测。
常见的检测器有热导检测器（TCD）、火焰光度检测器（FID），质谱检测器（MS）等。
GC的分析方法主要包括以下几种：1.定量分析：GC可以进行定量分析，用于测定样品中具体化合物的含量。
根据色谱峰的面积或高度与样品中化合物的浓度之间的关系进行计算。
2.定性分析：GC可以进行定性分析，通过比对样品的色谱图与化合物库中的色谱图进行鉴定。
3.体系优化：GC可以通过优化实验条件，如改变柱内固定相、调节进样方式和检测器等，以获得更好的分离效果和更高的灵敏度。
4.联用技术：GC可以与其他分析技术联用，如质谱联用（GC-MS），用于提高分析的准确性和灵敏度。
5.样品前处理：GC常常需要对样品进行前处理，如易挥发物的富集、萃取和衍生化等，以提高分析的精确度和灵敏度。
总结起来，气相色谱是一种基于分离原理的高效分析技术，可以应用于各种样品的化学分析。
在实践中，根据不同的分析目的和样品特性，可以选择合适的载气、色谱柱、检测器等，进行定量和定性分析，优化实验体系，并与其他分析技术联用，为化学分析提供可靠的方法和数据。
气相色谱的定性分析方法
fm'
Ms Mi
(3)、相对响应值
相对响应值是物质 i 与标准物质 S 的响应值(灵敏度)
之比，单位相同时，与校正因子互为倒数，即
Si
1 fi
和只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操
作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无关，不受
操作条件的影响，因而具有一定的通用性，是一个能
二、气相色谱的定量分析方法
定量分析就是要确定样品中组分的准确含量。气相 色谱的定量分析与大多数的仪器分析方法一样，是一 种相对定量方法，而不是绝对定量方法。
气相色谱定量分析的依据是：在一定的条件下，被
测谱本组峰公分的式峰为i 通面：过积检A测i 成器正的比数。量因(或此浓气度相)色w谱i定与量该分组析分的色基 W i = fi Ai 析再必用式须适中测当的量的f 其 定i称峰量为面计组积算分方A的法i校和，正确将因定色子组谱。分峰由的面式校积可正换知因算，子为定f试量i ，样分
的组分的量 mi ，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，
并要求严格控制色谱操作条件，这在实际工作中有一 定困难。因此，实际测量中通常不采用绝对校正因子， 而采用相对校正因子。
(2)、相对校正因子
相对校正因子是指组分 i 与另一标准物 S 的绝
对校正因子之比，用表示：
fi'
fi fs
mi / Ai ms / As
中组分的含量。
1、峰面积的测量
在使用积分仪和色谱工作站测量蜂高和峰面积时，仪器可根据 人为设定积分参数(半峰宽、峰高和最小峰面积等)和基线来计算 每个色谱峰的峰高和峰面积。然后直接打印出峰高和峰面积的结 果，以供定量计算使用。
当使用一般的记录仪记录色谱峰时，则需要用手工测量的方法 对色谱峰和峰面积进行测量。虽然目前已很少采用手工测量法去 测量色谱峰的峰高和峰面积。但是了解手工测量色谱峰峰高和峰 面积的方法对理解积分仪和色谱工作站的工作原理及各种积分参 数的设定是大有裨益的。所以，以下简单介绍两种常用的手工测 量法。
气相色谱法的原理和特点
气相色谱法的原理和特点
原理
气相色谱法是一种分析化学技术，用于分离和检测化合物混合物中的组分。
它基于样品中化合物在载气流动下通过固定相柱时发生的不同保留时间来实现分离。
其主要原理包括如下几个步骤：
1.样品蒸发：通过加热将样品转变为气态。
2.进样：将气态样品引入气相色谱仪中。
3.分离：样品在固定相柱中发生分离，不同组分根据亲和力大小分散在固定
相中。
4.检测：使用检测器检测样品组分的信号。
5.数据处理：分析和解释检测到的信号，得出化合物的含量和性质。
特点
•高分辨率：气相色谱法能够高效地分离复杂混合物中的组分。
•快速分析：分析速度快，通常只需要几分钟。
•灵敏度高：可以检测到极小浓度的化合物。
•广泛应用：可用于食品、环境、医药等多个领域的分析。
•操作简便：相对于其他分析方法，气相色谱法的操作相对简单。
气相色谱分析法ppt课件
GC技术不断完善，出现了毛细管柱、高效液相色谱（HPLC）等新技 术。
现状
目前，气相色谱法已经成为化学分析领域中最常用的分离和分析方法 之一，广泛应用于环境、食品、医药、石油化工等领域。
应用领域与意义
01 环境监测
02 食品安全
03 医药分析
04 石油化工
05 意义
用于大气、水、土壤等环 境中污染物的检测和分析 。
载气系统
01
02
03
载气种类
常用的载气有氢气、氮气 、氦气等，选择载气需考 虑样品的性质和分析要求 。
载气纯度
高纯度的载气可以减少杂 质对分析结果的影响，提 高分析的准确性和灵敏度 。
载气流速
适当的载气流速可以保证 样品在色谱柱中得到充分 分离，同时避免色谱峰展 宽。
进样系统
进样方式
包括手动进样和自动进样 两种方式，自动进样可以 提高分析效率和重复性。
02
根据分析要求选择合适 的色谱柱长度和内径。
03
考虑色谱柱的耐用性和 使用寿命，选择质量可 靠的色谱柱品牌。
04
对于复杂样品的分析， 可采用多维色谱技术以 提高分离效果和分析准 确性。
05
气相色谱操作条件优化 与实验设计
载气流速对分离效果影响研究
载气流速对色谱峰的影响
流速过快可能导致峰形变宽，流速过慢则可能使峰形变窄或产生 前沿峰。
凝收集。
顶空分析法
将样品置于密闭容器中 ，加热使挥发性成分挥 发至容器顶部空间，然
后进行分析。
进样方式及技巧
01
02
03
04
手动进样
使用微量注射器将样品注入进 样口，注意注射速度、注射量
气相色谱分析的常规步骤
气相色谱分析的常规步骤气相色谱（Gas Chromatography，GC）是一种分离和定性分析挥发性有机物的常用技术。
下面是气相色谱分析的常规步骤：1.样品的准备：首先，需要选择适宜的样品进行分析。
样品可以是固体、液体或气体。
必要时，需要进行样品前处理，如样品的溶解、提取、浓缩等步骤。
2.样品的注入：将样品注入气相色谱仪中。
常用的样品注入方式包括进样器注射、固相微萃取等。
在进样器注射过程中，要保证样品量准确、进样均匀。
3.柱的选择：根据需要分离的物质性质选择合适的色谱柱。
气相色谱常用的柱材有硅胶、聚酯、聚醚、聚酰胺等。
柱的内径和长度也需要根据实验要求选择。
4.柱的条件设置：设置适宜的柱温、载气流速和柱头压力等条件。
柱温主要影响样品的分离效果和分析时间，载气流速和柱头压力则会影响分离效果和峰形。
5.柱温程序：通过设置温度程序来控制样品在柱中的保留时间。
常见的温度程序包括等温、线性升温、程序升温等。
6.检测器的选择与设置：根据分析要求选择适宜的检测器。
常见的气相色谱检测器有火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
根据检测器的不同，需要进行相应的参数设置。
7. 数据采集和处理：通过连接计算机或数据采集仪器，记录样品的峰面积或峰高等数据。
常见的数据处理软件有Chromeleon、ChemStation 等，可以进行峰面积计算、色谱图解析、峰识别和峰定性等操作。
8.结果的分析和报告：根据实验目的，对分析结果进行解释和分析。
可以使用标准品比对或质谱库查询来进行物质的鉴定。
根据需要，可以撰写实验报告或生成分析结果的报告。
9.仪器的维护与清洁：使用完毕后，及时清洁色谱柱和进样器，保持仪器的干净和良好的性能。
同时，定期进行仪器的校验和维护，确保仪器的准确性和精度。
总结：气相色谱分析常规步骤包括样品准备、样品注入、柱的选择和条件设置、柱温程序设置、检测器选择与设置、数据采集和处理、结果分析和报告、仪器维护与清洁等方面。
11 气相色谱分析法(110)
值。或者：
n有效
16R2 ( r21 )2 r21 1
于是
L
16R 2
( r21 )2 r21 1
H 有效
对于一定的色谱柱和一定的难分离物质对，在一
定的操作条件下，r21与H有效为常数，则L∝R2或 R L . (一般填充柱的H有效≈1mm) .
p314例子：
假设两组分的相对保留值为1.15，要在一根填充 柱上获得完全分离（即R=1.5)，需有效塔板数和柱长 各为多少？
V ’R调整保留体积: V’R=VR-VM
（3）相对保留值 r21(选择性因子ɑ)
r21 =
t' R2
t' R1
=
V' R2
V' R1
r21 同种固定液对难分离物质对的选择性度量
r21 越大，两组分分离越容易 在气相色谱中， r21的大小仅与固定相种类和 柱温有关。在液相色谱中， r21与固定相、流 动相及柱温有关。 r21是色谱定性的重要参数， 实验室之间可通用。
由于相邻两峰的峰基宽相近似，可令
W(1)=W(2)=W，并用
r21
t/ R(2)
t/ R (1)
代入（3）式，结合（2）式则可推导得到R 与 n有效之间的关系式：
R n有效 ( r21 1) ………….(5)
16
r21
这样就把分离度R、柱效能n和柱的选择性r21联系 了起来，根据其中的两个量，就可计算出第三个量的
从以上讨论可知，组分在柱内运行的多途径，浓度梯 度造成的分子扩散和组分在气液两相质量的传递不能瞬间 达到平衡，是造成色谱峰扩展，柱效能下降的原因。
速率理论指出了影响柱效能的因素，为色谱分离操作 条件的选择提供了理论指导。但是，许多影响柱效能的因 素彼此以相反的效果存在着。如流速加大，分子扩散项的 影响减小，传质阻力项的影响增大；温度升高，有利于传 质，但又加剧了分子扩散的影响等等。必须全面考虑这些 相互矛盾的影响因素，选择适当的色谱分离操作条件，才 能提高柱效能。
【大学课程】分析化学第19章 气相色谱法
3、检测原理：
平衡电桥，右图．
不同的气体有不同的热导系数。
钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两 臂电阻值： R1=R2 ; R3=R4 则： R1·R3=R2·R4 无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。 进样后，载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过 的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测 量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，
填充柱：2~4米柱长，2~6mm内径
毛细管柱：几十米~几百米柱长 0.1~0.5mm内径
固体吸附剂——气-固吸附色谱柱
填充剂
载体+固定液——气-液分配色谱柱
一、气液分配色谱固定相 二、气固吸附色谱固定相
2021/11/1
一、气-液分配色谱柱
✓ 固定相：载体+固定液
（一）固定液
1．要求：
（1）操作柱温下固定液呈液态（易于形成均匀液膜） （2）操作条件下固定液热稳定性和化学稳定性好 （3）固定液的蒸气压要低（柱寿命长，检测本底低） （4）固定液对样品应有较好的溶解度及选择性
R1≠R2 则： R1·R3≠R2·R4 这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输 出。信号与组分浓度相关。
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4、影响热导检测器灵敏度的因素及注意事项
①桥路电流I ： I，钨丝的温度 ，钨丝与池体之间的温差 ，有利于热传导，检测器灵敏度提高，但桥路电流太高，可 能造成钨丝烧坏。灵敏度足够时，桥流应尽可能小（ 100~200mA） 先通载气，再给桥流。
10-12g·g-1。
2021/11/1
2、氢焰检测器的结构：
(1) 在发射极和收集极之间加 有一定的直流电压（100—300V） 构成一个外加电场。
气相色谱分析法
3. 分配比(容量因子)k 分配比(容量因子)k 在实际工作中,也常用分配比来表征色谱分配 在实际工作中, 平衡过程.分配比是指,在一定温度下, 平衡过程.分配比是指,在一定温度下,组分在两 相间分配达到平衡时的质量比: 相间分配达到平衡时的质量比:
组分在固定相中的质量 ms k= = 组分在流动相中的质量mM
色谱法: 又称色层法或层析法,是一种 色谱法: 物理化学分析方法,它利用不同溶质(样 品)与固定相和流动相之间的作用力(分 配,吸附,离子交换等)的差别,当两相 做相对移动时,使得各组分按一定顺序从 固定相中流出,实现混合物中各组分的分 离.
2. 色谱法分类
流动相为气体( (1)气相色谱:流动相为气体(称为载气). 气相色谱 流动相为气体 称为载气) 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按固定相的不同又分为: 按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据. 分配系数是色谱分离的依据.
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K= 组分在流动相中的浓度
一定温度下,组分的分配系数 越大,出峰越慢; 一定温度下,组分的分配系数K越大 出峰越慢; 越大,
试样一定时,K主要取决于固定相性质; 试样一定时, 主要取决于固定相性质 主要取决于固定相性质; 试样一定时 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同 每个组份在各种固定相上的分配系数 不同; 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; 选择适宜的固定相可改善分离效果 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础; 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 试样中的各组分具有不同的 值是分离的基础; 某组分的 = 0时,即不被固定相保留,最先流出. 某组分的K 某组分的 时 即不被固定相保留,最先流出.
气相色谱分析
气相色谱分析思 考 题1. 什么叫保留时间？相对保留值？答： 保留时间是被测组分从进样开始到出现最大电信号－色谱峰最高点时所需的时间。
相对保留值是两个组分的调整保留值之比。
(1)(1)21(2)(2)R R RRt V r t V ''==''2. 简要说明气相色谱分析法的分离原理。
答： 气相色谱法的分离原理是基于不同物质组分在流动相（气相）和固定相两相间的作用力不同，当试样通过色谱柱时，试样中的各组分在两相中进行反复多次的分配，最终可使作用力不同的各个组分彼此得以分离。
3. 从给定的色谱图上可以得到哪些信息？ 答： 从流出曲线上可以得到如下的信息：（1） 根据色谱峰的数目，得知该试样中至少含有多少组分； （2） 根据色谱峰的位置，即利用保留值可以进行定性鉴定； （3） 根据峰面积或峰高，可以进行定量分析；（4） 根据峰的保留值和峰宽，可对色谱柱的分离效能作出评价。
4. 气相色谱仪的基本组成包括哪些部分？各有什么作用？ 答： 载气系统、进样系统、色谱柱、检测系统、记录系统（1） 载气系统的作用是提供一定流量的流动相－载气，载气携带样品通过色谱柱，组分得到分离；（2）进样系统的作用是将试样以气态形式加到流动相中，与载气一同进入色谱柱在柱内达到分离的目的；（3） 色谱柱的作用是分离试样中的各个组分；（4） 检测器是将流出色谱柱的组分的量转变成电信号；（5） 记录系统将检测器给出的电信号记录成流出曲线－色谱图。
5. 能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？为什么？答：因为理论塔板数的大小只能说明色谱柱对某一组分分离效能的好坏，所以不能作为两个组分能否分离的依据。
6. 试述速率方程式中A ，B ，C 三项的物理意义。
答：速率方程 H = A + B/u + Cu 中A 项为涡流扩散项，它与柱内填充物颗粒大小和填充均匀程度有关；B 项为分子扩散系数，它与柱内扩散路径的弯曲程度和组分在气相中的扩散系数有关；C 项为传质阻力项系数，包括气相传质阻力和液相传质阻力两部分，气相传质阻力是指组分从气相移动到固定相表面，再从固定相表面移动到气相时所受的阻力，液相传质阻力是指组分从固定相的气液界面移动到固定相内部，又返回到气液界面时所受的阻力。
气相色谱分析方法
气相色谱分析方法气相色谱分析（Gas Chromatography, GC）是利用样品分子在气相载体流动相中的分配系数不同，通过样品在固定相上的不同保留时间来实现分离和分析的方法。
它是分析化学中最常用的方法之一，广泛应用于食品、环境、农药、化妆品、制药等领域。
气相色谱仪的基本组成包括进样系统、色谱柱、分离柱温控系统、检测器和数据处理系统等。
进样系统通常采用自动进样器或手动进样器，能够精确控制样品量和进样时间。
色谱柱是气相色谱分离的核心部分，是由特定固定相涂覆在毛细管内壁上的柱状物质。
分离时样品成分在固定相和流动相中进行分配，不同成分由于分配系数不同而具有不同的保留时间，从而实现分离。
而分离柱温控系统则可以控制色谱柱的温度，进一步影响分离效果。
检测器则用于检测色谱出口的化合物，并将其转化为电信号输出，根据信号的大小和特征进行定性和定量分析。
目前常用的检测器有火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
数据处理系统则用于对检测到的信号进行数据分析和处理，得到最终的分析结果。
气相色谱分析的过程包括制备样品、进样、分离、检测和数据处理等几个步骤。
首先，需要对样品进行前处理，如提取、浓缩、衍生化等，以适应气相色谱分析的需要。
接着，将样品进入进样系统，控制好样品的量和流速，确保进样的准确性和可重复性。
然后，样品进入色谱柱，通过流动相的推动下，在固定相中发生分离。
不同成分由于分配系数不同，会在不同的时间点分离出来，形成峰状图。
接下来，样品通过检测器，根据不同的检测原理进行检测和测定。
最后，将检测到的信号转化为电信号，并通过数据处理系统进行数据分析和处理，得到最终的结果。
气相色谱分析方法具有以下几个优点：首先，气相色谱分离效果好，能够分离出复杂样品中的各种成分，使分析结果更加准确可靠；其次，分离时间短，通常只需要几分钟到一小时，能够快速获得分析结果；此外，气相色谱方法具有灵敏度高、选择性好、重现性好、分析范围广等特点，能够适应不同样品的分析需求。
气相色谱原理和分析方法图解
或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。 因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中 心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。
（i）酸洗 酸洗：用3--6mol·cm-3 盐酸浸煮载体、过滤， 酸洗 水洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机 盐，Fe,Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。 （ii）碱洗 碱洗：用5%或10%NaOH的甲醇溶液回流或浸 碱洗 泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，用 于分析碱性物质。 (iii)硅烷化 硅烷化：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应， 硅烷化 使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：
保留指数
人为规定正构烧烃的保留指数为其碳数乘100,如正己 人为规定正构烧烃的保留指数为其碳数乘100,如正己 烷和正辛烷的保留指数分别为600和80O。至于其他物质 烷和正辛烷的保留指数分别为600和80O。至于其他物质 的保留指数，则可采用两个相邻正构烷烃保留指数进行标 定。测定时，将碳数为n n+1的正构烷烃加于样品x 定。测定时，将碳数为n和n+1的正构烷烃加于样品x中进 行分析，若测得它们的调整保留时间分别为t 行分析，若测得它们的调整保留时间分别为tr′（Cn），tr′ ），t （Cn+1；）和tr′（x）且tr′（Cn）＜tr′（x）＜tr（Cn+1）时， ；）和tr′ ）且t ）＜t ）＜t 则组分X 则组分X的保留指数可按下式计算，即
这种分子间作用力是一种较弱的分子间的 吸引力，它不像分子内的化学键那么强。它包 括有定向力、诱导力、色散力和氢键作用力4 种。前三种统称范德华力，都是由电场作用而 引起的。而氢键力则与它们有所不同，是一种 特殊的范德华力。此外，固定液与被分离组分 间还可能存在形成化合物或配合物等的键合力。
仪器分析-气相色谱分析
• 3、保留值：是试样各组分在
色谱柱中保留行为的量度，它 反映组分与固定相间作用力大 小，通常用保留时间和保留体 积表示。 死时间tM：不被固定相吸附或 溶解的组分（如空气、甲烷） 从进样到出现其色谱蜂最大值 所需的时间，图中O'A'所示。 保留时间tR ：指某组分通过 色谱柱所需时间，即试样从进 样到出现峰极大值时的时间， 图中Ｏ‘Ｂ所示。 调整保留时间tR’ 死时间后的 保留时间，它是组分在固定相 中的滞留时间。图中A’B所示， 即 tR’ = tR － tM
通常以有效塔板数neff 和有效塔板高度Heff 表示：
neff H eff
t t 2 5.5 4( ) 1 6( )2 W1 / 2 Wb L neff
' R
' R
2-2-3 速率理论
• 塔板理论存在的假定有缺陷,不能解释塔板高度H
受那些因素影响. 1956年，荷兰化学工程师van Deemter提出了色谱过程动力学速率理论。 • van Deemter方程：H=A+B/u+C*u u 为流动相线速度； A，B，C 为常数. 其中: A — 涡流扩散系数； B — 分子扩散系数； C — 传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系 数）
• 1、气路系统
• 载气：H2，N2，He，Ar等 • 净化器：提高载气纯度 • 稳压恒流装置，气体流速控制和测量。
• 2、进样系统
• 进样器： 微量注射器、六通阀 • 气化室：瞬间气化，死体积尽可能小
• 3、分离系统
• 色谱柱有填充柱和毛细管柱两大类
2-1-3 组成
• • • • •
4、温控系统 色谱柱、气化室、检测室三处温度控制 气化室温度应使试样瞬间气化但又不分解； 检测器除氢火焰外都对温度敏感； 柱温的变化影响柱的选择性和柱效，因此柱室的 温度控制要求精确，温控反复根据需要可以恒温， 也可以程序升温。
气相色谱原理及分析方法大全
气相色谱 分析
气相色谱 分析
第一章 气相色谱分析 Gas Chromatography（GC）
气相色谱 分析
2．气液相色谱分离分析原理：
固定相：化学惰性的固体颗粒表面，涂上一层高沸点
有机化合物液膜。
分析原理（动画）
被测组分在固定液反复多次溶解、挥发、再溶解、再 挥发。由于各组分在固定液中溶解能力不同，停留在柱中 时间长短不一样，经过一段时间，各组分就彼此分离。
气相色谱 分析
3．分配系数(partion factor) （K）
气相色谱 分析
2.速率理论
速率理论吸收了塔板理论的概念，并把影响塔板高度 的动力学因素结合进去。
导出了H与载气流速u的关系。
H A B Cu u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效；
存在着最佳流速；
A、B、C三项各与哪些因素有关？
气相色谱 分析
（1）涡流扩散项A
气相色谱 分析
（3）传质项cu
① 气相传质项 气相传质过程：
Cg 0.01 2 d p 2 (1 )2 Gg
k——容量因子(分配比) ； dp——填充物平均颗粒直经（cm）；
Dg——组分在气相中扩散系数。
粒度小的填充物和分子量小的气体作载气可使 Cg减小，柱效增加。
气相色谱 分析
②液相传质阻力项 液相传质过程：
2Dg
u
0.01 2
分析化学 气相色谱法
仪器分析
●按化学结构分类: 烷烃, 聚硅氧烷, 聚二醇, 酯和聚酯 烷烃类: 异三十烷(squalane ), 阿皮松(Apiezon)
聚硅氧烷类:
CH3
CH3
CH3
H3C Si O Si O n Si CH3
CH3
R
CH3
R=-CH3, methylsilicone, OV-1, OV-101, SE-30, non-polar R=94% methyl, 5% phenyl, 1% vinyl, SE-54, weakly polar R= 50% methyl, 50% phenyl, OV-17, middle polar R= 50% methyl, 25% cyanopropyl, 25% phenyl, OV-225, polar
仪器分析
◆毛细管柱
第十七章 气相色谱法
仪器分析
●石英材质, 外涂聚酰亚胺保护层.
● 内径 0.10～0.53mm，常用规格0.10、0.25、0.32、 0.53mm.
● 常用类型：涂壁毛细管 (WCOT)
载体涂层毛细管 (SCOT)
交联毛细管（用于GC-MS）
● 载气流速： 1～2 mL/min
红色载体（Chromosorb P，6201等）
非硅藻土类 (玻璃微球，特氟龙)
酸洗（AW）
碱洗 (BW)
减弱载体表面吸附 活性
硅烷化 (DMCS, HMDS)
二、气-固色谱固定第相十七章 气相色谱法
仪器分析
吸附剂: 石墨化炭黑，硅胶，氧化铝，用于分析低分子量醇、烷烃和 醛酮
分子筛: 用于分析 H2,O2, CO, N2, CO2, CH4等
qlgt， Rt环 ， R苯己烷或qlgtt， ,R R正 丁己 二烷 烯
聊一聊气相色谱仪N种图谱分析方法
聊一聊气相色谱仪N种图谱分析方法谱图分析（一）保留时间重现性差⊙指仪器工作条件和样品分析条件等均没有变化的情况下，保留时间变化较大、重现性较差。
A.色谱柱的一部分是否与柱箱内壁的金属面存在接触现象。
B.进样垫、色谱柱、过渡衬管的安装连接处是否存在漏气现象。
C.载气的输入压力是否正常。
D.载气流量是否正常或出现变化。
E.进样器、柱箱、检测器等的温度是否稳定。
F.如果保留时间与峰高/峰面积的重现性同时变差，则进行了上述检查后再参照[峰高/峰面积重现性差]中的各项进行检查。
注意：如果载气的流量、分流比、色谱柱温度等有变动时，保留时间或峰高/峰面积一定会起变化。
谱图分析（二）峰高/峰面积重现性差⊙指仪器工作条件和样品分析条件等均没有变化的情况下，峰高/峰面积变化较大、重现性较差。
A.注射器的性能是否正常以及进样时是否存在操作失误。
B.样品浓度(特别是挥发性样品)是否因放置时间过长而起变化。
C.各种气体的输入压力是否正常。
D.各种气体的流量是否正常或出现变化。
E.进样器、柱箱、检测器等的温度是否稳定。
F.如果峰高/峰面积与保留时间的重现性同时变差，在进行了上述检查后再参照[保留时间重现性差]中的各项进行检查注意：如果载气的流量、分流比、色谱柱温度等有变动时，保留时间或峰高/峰面积一定会起变化。
谱图分析（三）加出现刀锋⊙指样品出峰时上升缓慢而下降迅速，形如刀状。
A.减少样品的进样量。
B.提高色谱柱箱的温度。
C.改用较大内径的色谱柱。
D.增加固定液的涂层的厚度。
E.选用样品的溶解度较高的固定液。
F.尝试提高进样器的温度，改善峰的形状。
谱图分析（四）出钝峰⊙指所出的样品峰不尖，所有峰或一部分峰的顶部呈不规则形状(平头或园形)。
A.进样量太大使色谱柱或检测器形成饱和，减少进样量或降低样品浓度。
B.进样器是否存在漏气现象或玻璃衬管是否存在破损现象。
C.采用分流进样方式时，检查分流比及分析条件的设置是否正确。
D.采用不分流进样方式时，检查分析条件的设置是否正确。
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第十五章气相色谱法
一、选择题
1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( 1)
(1)保留值(2)峰面积(3)分离度(4)半峰宽
2.在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是(4 )
(1)保留时间(2)保留体积(3)半峰宽(4)峰面积
3.良好的气-液色谱固定液为(4 )
(1)蒸气压低、稳定性好(2)化学性质稳定
(3)溶解度大, 对相邻两组分有一定的分离能力(4) (1)、(2)和(3)
4.使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？(1 )
(1)H2 (2)He (3)Ar (4)N2
5.试指出下列说法中, 哪一个不正确? 气相色谱法常用的载气是(3 )
(1) 氢气(2) 氮气(3) 氧气(4) 氦气
6.色谱体系的最低检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时(2 )
(1)进入单独一个检测器的最小物质量(2)进入色谱柱的最小物质量
(3)组分在气相中的最小物质量(4)组分在液相中的最小物质量
7.在气-液色谱分析中, 良好的载体为(4 )
(1)粒度适宜、均匀, 表面积大(2)表面没有吸附中心和催化中心
(3)化学惰性、热稳定性好, 有一定的机械强度(4) (1)、(2)和(3)
8.热导池检测器是一种(1 )
(1)浓度型检测器(2)质量型检测器
(3)只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器
(4)只对含硫、磷化合物有响应的检测器
9.使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？(4 )
(1)H2 (2)He (3)Ar (4)N2
二、填空题
1.柱温提高虽有利于提高柱效能, 但严重地使柱的选择性变差,致使柱的总分离效能__下降。
2.在气相色谱分析理论中, 纵向分子扩散使色谱峰展宽的数学表达式为______ 为了减小纵向分子扩散使色谱峰展宽程度, 一般应采用相对分子质量较大的气体为流动相, 适当增加流动相的平均线速度和控制较低的__柱温__等措施。
3.1956年范德姆特提出____ 色谱速率_____理论方程。
其方程简式表示为______ H＝A＋B／u＋Cu _____。
4.常用的质量型检测器有氢火焰离子化检测器和火焰光度检测器。
5.高效液相色谱仪的安培检测器是根据经分离后的组分在电解池的电极表面所产生的氧化－还原反应所产生的电流与待测组分的浓度成比例关系原理检测色谱柱后的流出组分的。
三、计算题( 共4题20分)
2.在阿皮松L色谱柱上（柱温为100℃）得到三种物质的调整保留值为：乙酸正丁酯310.0mm、正庚烷174.0mm、正辛烷37
3.4mm，请计算乙酸正丁酯的保留指数I x。
3.当柱长增加一倍，色谱峰的方差增加几倍？（设除柱长外，其他条件不变）
4. 在固定的色谱分析条件下，检测n C10、n C11和n C12混合物，已知：t’R,nC10=10.0min、t’R,nC12=14.0min，试计算t’R,nC11。
（n C x表示不同碳数的正构烷烃）
四、问答题( 共4题20分)
1. 在一根色谱柱上，欲将含A、B、C、D、E 五个组分的混合试样分离。
查得各组分的分配系数大小如: K B> K A> K C> K D,K E=K A,试定性地画出它们的色谱流出曲线图，并说明其理由？
2. 为了检验气相色谱仪的整个流路是否漏气，比较简单而快速的方法是什么？
.[答]检查气相色谱仪漏气的简单快速方法是用手指头堵死气路的出口处, 观察转子流量计的浮子是否较快下降到其底部, 若不是, 则表示气路系统漏气.
3. 请证明下列等式：
f V为体积校正因子，S g为采用液体试样时的灵敏度，M为被测组分的相对分子质量。