19章—气相色谱法

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
He
N2
N2
Ar
H2
(2)载气性质 (2)载气性质
载气与被测组分导热系数相差愈大 灵敏度愈高 ∵λH2及λHe>> λN2
流速 信号
He He
H2 H2
∴最好用H2和He作载气 最好用H He作载气
N2 N
2
(3)池体温度低, (3)池体温度低,灵敏度高 池体温度低
但池温必须高于柱温, 但池温必须高于柱温, 否则组分会在池体内冷凝
恒温: 恒温:45oC
温度低,分离效果较好, 温度低,分离效果较好,但分析时间长
恒温: 恒温:145oC
温度高,分析时间短, 温度高,分析时间短,但分离效果差
程序升温: 程序升温:45~155oC
程序升温,分离效果好, 程序升温,分离效果好,且分析时间短
程 序 升 温 与 恒 温 对 分 离 的 影 响 比 较
(二)、进样系统 二 、进样系统(Sample injection system)
六 通 阀
(三)、分离系统 三、
分离系统由色谱柱组成,它是色谱仪的核心部件, 分离系统由色谱柱组成, 它是色谱仪的核心部件,其作用 是分离样品。色谱柱主要有两类:填充柱和毛细管柱。 是分离样品。色谱柱主要有两类:填充柱和毛细管柱。 1)填充柱 ) 填充柱由不锈钢或玻璃材料制成,内装固定相, 填充柱由不锈钢或玻璃材料制成,内装固定相, 一般内径为 内径为2~ 型和螺旋 一般内径为 ~4 mm,长1~3m。填充柱的形状有 型和螺旋型 , ~ 。填充柱的形状有U型和螺旋型 二种。 二种。
(四)、温控系统 四、
温度是气相色谱分析的重要操作参数, 温度是气相色谱分析的重要操作参数,它直接影响柱的选择 性、柱效、检测器的灵敏度和稳定性。 柱效、检测器的灵敏度和稳定性。 控温系统包括对三个部分的控温,即,气化室、柱箱和检测器。 控温系统包括对三个部分的控温, 气化室、柱箱和检测器。 控温方式:恒温和程序升温。 控温方式:恒温和程序升温。
检测器的性能指标
1. 灵敏度 灵敏度S
以一系列已知浓度或质量的组分对响应信号作图,得到校正曲线, 以一系列已知浓度或质量的组分对响应信号作图,得到校正曲线, 即为灵敏度S。 该曲线的斜率 k 即为灵敏度 。 实际工作中可从色谱图直接求得灵敏度。 实际工作中可从色谱图直接求得灵敏度。 对于浓度型: 对于浓度型:
浓度型
质量型
1. 热导检测器 热导检测器(TCD)
TCD是一种应用较早的通用型检测 是一种应用较早的通用型检测 具有结构简单、稳定性好、 器。具有结构简单、稳定性好、线性 范围宽等特点。 范围宽等特点。 原理:R3为参考臂,R4 为测量臂 , 在平衡状态下: R1 = R2 ,R3 = R4 在平衡状态下: R1·R4 = R2·R3 ( V=0,I=0 ) V=0,I=0 R R 通入载气时: 通入载气时: ),I=0 (R1+ΔR1)·R4 = R2·(R3 +ΔR3),I=0 R (R 加入样品时: 加入样品时: (R1+ΔR1)·R4 ≠ R2·(R3 +ΔR),I≠0 R (R +ΔR),I≠0
影响TCD灵敏度的因数 影响TCD灵敏度的因数 TCD
(1)桥电流 (1)桥电流
首要方法 桥流太大钨丝易烧坏 N2作载气 , 110~150mA 作载气, H2作载气, 150~250mA
100
R∝I3
桥电流mA
适当提高桥流,是提高TCD灵敏度的 适当提高桥流,是提高TCD灵敏度的 TCD
200
He
影响tcd灵敏度的因数1桥电流适当提高桥流是提高tcd灵敏度的首要方法桥流太大钨丝易烧坏250ma2载气性质载气与被测组分导热系数相差愈大灵敏度愈高n2最好用h和he作载气3池体温度低灵敏度高但池温必须高于柱温否则组分会在池体内冷凝信号丁烷浓度he流速桥电流ma200100heair火焰中燃烧产生碎片离子在电场作用下形成离子流根据离子流产生的电信号强度检测被色谱柱分离的组分
R ∝ V ∝ Δ R ∝ Δ t ∝ C
影响TCD灵敏度的因数: 影响TCD灵敏度的因数: TCD灵敏度的因数
S= K × (λg − λi ) × I 3 × R 2 × α
2 M i × λg × 8G(1 + n)
式中:S为响应值,K为常数; λg ,λi分别是载气和组分的热导系数; Mi是被测物i的相对分子量; R为热丝电阻,I是桥流; α为热丝电阻系数; n为固定电阻与热敏丝电阻的比例; G为池体结构的几何因子。
气路系统:获得纯净、流速稳定的载气。 气路系统:获得纯净、流速稳定的载气。 载气: 要求化学惰性,不与有关物质反应。 载气: 要求化学惰性,不与有关物质反应。 H2、N2、He、Ar 净化器:多为硅胶、分子筛和活性碳管的串联,可除去水、 净化器:多为硅胶、分子筛和活性碳管的串联,可除去水、氧 气以及其它杂质。 气以及其它杂质。 压力表:多为两级压力指示:第一级,钢瓶压力(总是高于常 压力表:多为两级压力指示:第一级,钢瓶压力 总是高于常 压。);第二级,柱头压力指示; ;第二级,柱头压力指示; 流量计:在柱头前使用转子流量计 流量计:在柱头前使用转子流量计(Rotometer),但不太准确。 ,但不太准确。 通常在柱后,以皂膜流量计 通常在柱后,以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流 测流 速。许多现代仪器装置有电子流量计,并以计算机控 许多现代仪器装置有电子流量计, 制其流速保持不变。 制其流速保持不变。
火焰离子化机理: 火焰离子化机理:
3 O2 C 6 H 6 → 6 • CH → 6 CHO + + 6 e 6 H→ 6 CO + 6 H 3 O + 2O
3. 电子捕获检测器 电子捕获检测器(ECD) 原理:从色谱柱流出的载气(N 被 原理:从色谱柱流出的载气 2)被 ECD内腔中的β 放射源电离, 形成 内腔中的 放射源电离, 次级离子和电子, 在电场作用下, 次级离子和电子 , 在电场作用下 , 离子和电子发生迁移而形成电流 (基流 。当含较大电负性有机物被 基流)。 基流 载气带入ECD内时 , 将捕获已形 内时, 载气带入 内时 成的低速自由电子, 生成负离子 成的低速自由电子 , 并与载气正离子复合成中性分子, 并与载气正离子复合成中性分子 , 此时,基流下降形成“倒峰” 此时,基流下降形成“倒峰”。
Sc =
A C 1 Fo C2m
Sc的单位: Sc的单位: 的单位 液样 mv.mL/mg 每mL载气中有1mg试样时在det中产生讯号的mv数 mL载气中有1mg试样时在det中产生讯号的mv数 载气中有1mg试样时在det中产生讯号的mv 气样 mv/ml/ml
Sc = A C 1 Fo C2m
Sc—灵敏度 灵敏度(mVmL/mg); A—峰面积 峰面积(cm2); Fo—检测器入口流速 检测器入口流速(mL/min); 灵敏度 峰面积 检测器入口流速 m—进样量 进样量(mg); C1—记录仪灵敏度 记录仪灵敏度(mV/cm); C2—记录仪纸速 记录仪纸速(cm/min); 进样量 记录仪灵敏度 记录仪纸速 对于质量型: 对于质量型:
第19章 气相色谱法 章
19.1 概述
气相色谱法(GC) P等 气相色谱法(GC)是英国生物化学家 Martin A T P等 人在研究液液分配色谱的基础上, 1952年创立的一 人在研究液液分配色谱的基础上,于1952年创立的一 种极有效的分离方法, 种极有效的分离方法,它可分析和分离复杂的多组分 混合物。目前由于使用了高效能的色谱柱, 混合物。目前由于使用了高效能的色谱柱,高灵敏度 的检测器及微处理机, 的检测器及微处理机,使得气相色谱法成为一种分析 速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。 速度快、灵敏度高、应用范围广的分析方法。
载气+组分 载气 组分 Air H2 记录仪 石英窗 滤光片 光电管 放大器
>
几种常用检测器的性能比较
例6、在气相色谱分析中,为了测定下列组 分,宜选用哪种检测器? (a)农作物中含氯农药的残留量; (b)酒中水的含量; (c)啤酒中微量硫化物; (d)苯和二甲苯的异构体。
作业
P511 18-19、18-21、18-22 、 、 P547 19-13
(五)、检测和记录系统 五、
气相色谱检测器种类繁多,本节将介绍最为常用的几种检测器: 气相色谱检测器种类繁多,本节将介绍最为常用的几种检测器: 1. 热导检测器 热导检测器(Thermal conductivity detector, TCD); 2. 氢火焰离子化检测器 氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector, FID); 3. 电子捕获检测器 电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD); 4. 火焰光度检测器 火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD); 根据检测器的响应原理,可将其分为浓度型和质量型检测器。 根据检测器的响应原理,可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型 检测器 浓度型:TCD、 浓度型:TCD、ECD 质量型:FID、 质量型:FID、FPD
(三)、分离系统 三、
2)毛细管柱 毛细管柱又叫空心柱,分为涂壁,多孔层和 ) 毛细管柱又叫空心柱,分为涂壁, 涂载体空心柱 涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径 空心柱。 内径0. ~ 涂载体 空心柱 。 涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径 . l~ 的毛细管内壁而成。 0.5mm的毛细管内壁而成。 的毛细管内壁而成
记录仪上信号 X h 记录纸移动距离 流出曲线高度 Xcm cm
A = ∫ hdx
0

设 C1 -- 记录仪灵敏度 mv/cm C2 -- 纸速 载气流量 F0= V/t ∴V=F0t=Fd .x/C2 cm/min V -- 进入det的载气体积 进入det的载气体积 det t--所需要的时间 --所需要的时间 dV= F0 dX/ C2
19.2 气相色谱仪
一、气相色谱仪的工作流程
二、气相色谱仪组成: 气相色谱仪组成: 由气路系统、进样系统、 气路系统、进样系统、 分离系统、温控系统及检测和 分离系统、温控系统及 记录系统五大系统组成。 记录系统五大系统组成。 五大系统组成
(一)、气路系统 一 、气路系统(Carrier gas supply)
(二)、进样系统 二 、进样系统(Sample injection system) 进样系统包括:进样器和汽化室。 进样系统包括 进样器和汽化室。 进样器和汽化室 进样器: 微量注射器(液体 液体)和六 进样器 : 微量注射器 液体 和六 通阀(气体) 保证定量进样。 通阀(气体)。保证定量进样。 汽化室:使试样能瞬间汽化。 汽化室:使试样能瞬间汽化。
N 2 → N + e → AB + E → N 2 + AB
AB
63Ni或3H 或
U
β
+

+ N2
4. 火焰光度检测器(FPD) 火焰光度检测器( )
出口
原理: 原理: 待测物在低温H 待测物在低温 2-Air焰中燃烧产 焰中燃烧产 生 S 、 P化合物的分解产物并发射特 化合物的分解产物并发射特 征分子光谱。 征分子光谱。S: 394 nm 光 P: 529 nm 光,测量光谱的强度则可进行定 量分析。 量分析。
浓度型检测器特征:是检测器的响应值与载气中物质的浓度成正 浓度型检测器特征:是检测器的响应值与载气中物质的浓度成正 比,与载气流速无关。 与载气流速无关。 质量型检测器特征:是检测器的响应值与单位时间通过检测器的 质量型检测器特征:是检测器的响应值与单位时间通过检测器的 物质量成正比,随载气流速增加而增大。 物质量成正比,随载气流速增加而增大。
Sm = 60C 1 A C2m
灵敏度(mVs/g); m—进入检测器的样品量 进入检测器的样品量(g) Sm—灵敏度 灵敏度 进入检测器的样品量
(1) 浓度型Det ∵R∝C ∝ R= Sc C C -- 浓度∞信号R Sc -- 灵敏度 R -- 响应值 灵敏度公式推导: m=∫0∞cdv m 进样量(进入Det的某组分的量) C 进入Det中某组分浓度mg/ml V 进入Det中的载气体积 ml
丁烷浓度
2. 氢火焰离子化检测器(FID) 原理: 含碳有机物在H 原理 : 含碳有机物在 2 -Air火焰 火焰 中燃烧产生碎片离子, 中燃烧产生碎片离子 , 在电场作 用下形成离子流, 用下形成离子流 , 根据离子流产 生的电信号强度, 生的电信号强度 , 检测被色谱柱 分离的组分。 分离的组分。 结构:主体为离子室, 结构 : 主体为离子室 , 内有石英 喷嘴、发射极(极化极 极化极, 喷嘴、发射极 极化极,此图中为 火焰顶端)和收集极。 火焰顶端 和收集极。 和收集极
相关文档
最新文档