气相色谱法
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17章气相色谱法
二、气相色谱法的一般流程 载气(高压瓶) ，经降压、脱水及净 化，调至适宜的流量而进入色谱柱，经 检测器流出色谱仪。待流量、温度及基 线稳定后，即可进样。液态样品用微量 注射器吸取，由进样器注入，气态样品 可用六通阀或注射器进样，样品被载气 带入色谱柱。
图19－1气相色谱仪示意图
1.载气瓶 2.减压阀 3.净化器 4.稳压阀 5.柱前压力表 6.转子流量计 7.进样器 8.色谱柱 9.色谱柱恒温箱 10.馏分收集口(柱后分流阀) 11.检测器 12.检测器恒 温箱 13.记录器 14.尾气出口
第十七章 气相色谱法(GC) 第一节 气相色谱法分类和一般程序 一、气相色谱法分类和特点 1.分类 气相色谱法属于柱色谱法 按固定相的物态可分为 气一固(GSC)和气一液 (GLC)
按柱的粗细和填充情况可分为： 填充柱和毛细管柱。 （1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成， 内装固定相。填充柱的形状有U型和螺 旋型二种。内径一般为4 ~ 6mm，长1 ~3m （2）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、 多孔层和涂载体空心柱。空心毛细管柱 材质为玻璃或石英，呈螺旋型。内径一 般为0.1 ~ 0.5mm，长度30 ~ 300m。
2.噪声和漂移 无样品通过检测器时，由仪器本身和 工作条件等的偶然因素引起的基线起 伏称为噪声(noise；N)。噪声的大小用 噪声带(峰一峰值)的宽度来衡量(下图)。 例如，不进样时，记录某检测器的基 线带宽为0.02mV，即噪声为0.02mV。
图19-3检测器的噪声和检测限 基线随时间朝某一方向的缓慢变化称为 漂移(drift；d)。通常用一小时内基线水 平的变化来衡量。
高分子多孔微球有如下优点： ①可以合成各种比表面及孔径的聚合物。 ②无有害的吸附活性中心 ③无流失现象,有利于大幅度程序升温。 ④具有强疏水性能，适于分析混合物中的微 量水分。适于多元醇、脂肪酸、腈类和胺类 的分析 ⑤粒度均匀，机械强度高，具有耐腐蚀性能。 ⑥热稳定性好，最高使用温度为200~300C。
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。
气相色谱法
气相色谱法（gas chromatography 简称GC）是色谱法的一种。
色谱法中有两个相，一个相是流动相，另一个相是固定相。
如果用液体作流动相，就叫液相色谱，用气体作流动相，就叫气相色谱。
气相色谱法由于所用的固定相不同，可以分为两种，用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱，用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。
按色谱分离原理来分，气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类，在气固色谱中，固定相为吸附剂，气固色谱属于吸附色谱，气液色谱属于分配色谱。
按色谱操作形式来分，气相色谱属于柱色谱，根据所使用的色谱柱粗细不同，可分为一般填充柱和毛细管柱两类。
一般填充柱是将固定相装在一根玻璃或金属的管中，管内径为2～6mm。
毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。
空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有0.1～0.5mm的玻璃或金属毛细管的内壁上，填充毛细管柱是近几年才发展起来的，它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中，然后加热拉制成毛细管，一般内径为0.25～0.5mm。
在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。
定量方法可分以下三种：1、内标准法取标准被测成分，按依次增加或减少的已知阶段量，各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中，调制标准溶液。
分别取此标准液的一定量注入色谱柱，根据色谱图取标准被测成分的峰面积和峰高和内标物质的峰面积和峰高的比例为纵座标，取标准被测成分量和内标物质量之比，或标准被测成分量为横坐标，制成标准曲线。
然后按单体中所规定的方法调制试样液。
在调制试样液时，预先加入与调制标准液时等量的内标物质。
然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱，求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比，再按标准曲线求出被测成分的含量。
所用的内标物质，应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。
2、绝对标准曲线法取标准被测成分按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵座标，而以标准被测成分的含量为横坐标，制成标准曲线。
第十一章 气相色谱法
程序升温：指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高 温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳 分离的目的。
（二）进样系统
包括进样装置和气化室。
1、进样器：微量注射器（液体），六通阀（气体） 2、气化室：液体样品引入后需要瞬间气化而不分解
气固色谱（GSC）：
多孔性固体为固定相， 分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物。
气液色谱（GLC）
固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上。 由于可供选择的固定液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。。
第 一 节 气相色谱仪
一 结构流程
一 结构流程
GC工作过程
气路系统 分离系统
+
CH3 Si CH3 Cl Cl
CH3 Si CH3 OO
Si O Si
+ HCl
二甲基 二氯硅
烷
3 气固色谱固定相
永久性气体 分离对象 惰性气体
低沸点有机化合物
固体吸附剂
硅胶－强极性 氧化铝－弱极性 活性炭－非极性 分子筛－强极性（特殊吸附作用）
4 .合成固定相
a.高分子多孔微球
极性：苯乙烯－二乙烯苯共聚物
A R1 R2 B 参比 测量
只有载气通过时 R1*R参比=R2*R测量
载气+组分 R1*R参比≠R2*R测量
测量依据：利用载气与组分热导系数的差异进行测量
b.影响热导检测器灵敏度的因素
桥路电流：但I大，RN大，基线不稳，精密 S I 3
度降低，且金属丝易氧化烧坏。 载气：导热系数大小：H2>He>N2
浸润性。 c. 热稳定性好。 d. 有一定的机械强度，使固定相在制备
第十八章气相色谱法(83)
30
组分与固定相间作用力：静电力：永久偶极，极性分子 与极性固定液；诱导力：具有永久偶极的极型分子使其它分 子产生偶极距，分离非极性和可极化的组分，如苯和环己烷 偶极距为零，但苯的共轭体系易极化。色散力：非极性分子 中，正负电荷瞬间相对位移，非极性固定液分离非极性组 分；氢键力：含有易产生氢键的基团的固定液分离含有电负 性强的元素的化合物；分子间特殊作用力：形成弱配位键。
按沸点顺序，沸点低者先出 柱。相同沸点的极性组分先 出。
中等极性
中等极性 诱导力和色散力 按沸点顺序。相同沸点的极 性组分后出柱。
极性
极性
能形成氢键的 试样
氢键型
静电力 氢键力
按极性顺序出柱。非极性组 分先出柱。
按形成氢键的能力大小分布均匀；表面吸附性很弱；热稳 定性、化学稳定性好；粒度均匀，有一定的机械强度。 种类和性能：硅藻土型载体： — 红色载体 含氧化铁，常与非极性固定液配伍。 — 白色载体 加碳酸钠作助熔剂，与极性固定液配伍。
21
三、气相色谱分离条件选择 1.分离度(resolution)
当峰宽测定困难时：
近似为： R=1.5时，两峰分离程度为99.7%。
22
2. R与n，r1/2，k的关系：
R定量描述了相邻两组分在色谱柱中的分离情况，概括 了影响色谱热力学和动力学因素。两组分保留时间的差值取 决于色谱分离的热力学性质，色谱峰的宽窄取决于动力学因 素，可作为评价柱总分离效能的指标。
20ml/min ～60ml/min，一般由实验确定。
25
气相色谱法
3）高分子多孔微球（GDX，苯乙烯、二乙烯基苯聚合交联而成： 常用于药物分析（乙醇量、水分、残留有机溶剂）定性、定量
有机合成高分子聚合物 吸附 + 分配 + 分子筛机制 4）化学键合相（化学键合多孔微球固定相） 稳定性好，分析极性和非极性组分 吸附 + 分配机制
一、 气相色谱速率理论
Van Deemter 等人在研究气液色谱时提出了速率理论，他在 塔板理论的基础上引入了影响板高的动力学因素，将色谱 过程与柱内组分的分子运动联系起来，认为影响板高的因 素有三，并建立了速率方程（范第姆特方程）。
RC
质量型检测器：测量组分质量的变化
响应值与单位时间进入检测器的组分质量成正比
[FID、FPD、NPD(TID)]
2、按对组分的选择性分
R dw dt
通用型检测器：TCD
专属型检测器：FID（含C、H）、FPD（含S、P ）、NPD
（含N、P ）、ECD（含电负性基团）
三、检测器的性能指标 噪音（noise；N）
适用范围：溶剂、一般气体和惰性气体，工业流程中气体， 药物中微量水分
3）使用注意事项 A、热导检测器为浓度型检测器，当进样量一定时，峰面积 与载气流速成反比，而峰高受流速影响较小。因此，用A定 量时，需严格保持流速稳定。 B、为避免热丝烧断，没有通载气时不能加桥电流，关仪器 时应先切断桥电流再关载气。 C、在热导池体温度与载气流速等实验条件恒定时，检测器 的灵敏度取决于载气与组分的热导率之差。在用TCD 检测 器时，用氮气为载气，灵敏度低、易出倒峰 一般选氢气为载气。 见 p255 表12-1 D、检测器温度不得低于柱温，通常检测器温度高于柱温 2050C。
气相色谱法的定义
气相色谱法的定义气相色谱法是一种分离和分析化合物的技术，广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域。
它利用气相色谱仪将混合物中的化合物分离出来，然后通过检测器进行定量和定性分析。
气相色谱法具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点，因此在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用。
气相色谱法的原理是利用气相色谱柱对混合物中的化合物进行分离。
当混合物进入色谱柱时，不同化合物会因为其与固定相的亲和力不同而在色谱柱中以不同速度移动，从而实现分离。
随后，通过检测器对分离出来的化合物进行检测和定量分析。
气相色谱法可以通过不同的检测器实现对化合物的定性和定量分析，常用的检测器包括质谱检测器、火焰光度检测器、电子捕获检测器等。
气相色谱法的应用非常广泛。
在化学领域，气相色谱法可以用于分析有机化合物、无机化合物、生物大分子等。
在生物化学领域，气相色谱法可以用于药物代谢动力学研究、蛋白质结构分析等。
在环境科学领域，气相色谱法可以用于大气污染物的监测、水体中有机污染物的分析等。
此外，气相色谱法还被广泛应用于食品安全监测、药品质量控制等领域。
随着科学技术的不断发展，气相色谱法也在不断改进和完善。
新型的色谱柱材料、检测器技术以及数据处理方法的不断涌现，使得气相色谱法在分析精度、灵敏度和分辨率上得到了显著提高。
同时，气相色谱法与其他分析技术的结合也为其应用拓展提供了更多可能性，例如与质谱联用技术结合可以实现对复杂混合物的高效分析。
总之，气相色谱法作为一种重要的分离和分析技术，在化学、生物化学、环境科学等领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步，相信气相色谱法在未来会有更广阔的应用前景。
气相色谱法的操作步骤和分离原理
气相色谱法的操作步骤和分离原理气相色谱法（Gas Chromatography, GC）是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、医学、环保等领域。
它通过样品在气体载气流动下的分离，利用化学物质在固定相上吸附的不同特性，实现对混合物中各组分的定性和定量分析。
下面将介绍气相色谱法的操作步骤和分离原理。
一、气相色谱法的操作步骤气相色谱法的基本操作步骤包括样品制备、进样、分离、检测和数据处理等几个环节。
1. 样品制备首先，需要将待分析的样品制备成可气化的状态。
对于固体或液体样品，常用的制备方法包括溶解、萃取和衍生化。
将样品溶解于适宜的溶剂中，或者利用萃取剂将目标化合物从复杂基质中提取出来。
对于一些高沸点、不易挥发的化合物，可以通过衍生化反应，将其转化为易于挥发的衍生物。
2. 进样样品制备完成后，需要将样品进样到气相色谱仪中进行分析。
气相色谱仪通常采用自动进样装置，将样品定量地引入分析系统。
常用的进样方式包括气态进样、液态进样和固态进样。
3. 分离分离是气相色谱法的核心步骤。
分离是基于样品中各组分在固定相上吸附的不同特性进行的。
气相色谱仪中的色谱柱是关键设备，其中填充有固定相材料。
当样品进入色谱柱后，不同组分在固定相上的吸附程度不同，由此实现了分离。
4. 检测气相色谱法的检测方式多样，常见的检测器包括火焰离子化检测器（FID）、热导检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
这些检测器通过检测色谱柱出口的化合物，给出样品中各组分的信号，从而实现定性和定量分析。
5. 数据处理最后，根据检测器给出的信号，进行数据处理。
常用的数据处理方法包括峰面积计算、质谱图解析等。
通过与标准品比对，可以得到样品中目标化合物的相对含量。
二、气相色谱法的分离原理气相色谱法的分离原理基于固定相和移动相之间的相互作用。
色谱柱中的固定相通常是高表面活性的吸附剂，如硅胶、活性炭等。
移动相是气体载气，常用的有氦气、氮气等。
在样品进入色谱柱后，各组分与固定相发生相互作用。
气相色谱法
大连催化剂厂
白色 硅藻土 担体
101 白色担体 101 酸洗 101 硅烷化白色担体 102 白色担体 高Байду номын сангаас子微球
上海试剂厂
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成 经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在 较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。 由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 / g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
气相色谱仪主要部件
液体进样器： 不同规格的专用注射器，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。 汽化室： 将液体试样瞬间汽化的装置。无催化作用。 （3）色谱柱（分离柱） 色谱柱：色谱仪的核心部件。 柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3～6 mm。 柱填料：粒度为60～80目或80～100目的色谱固定相。 （4） 检测系统 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变 化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图。
气相色谱固定相
2. 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。 （2）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。 （3）种类有限，能分离的对象不多。 （4）使用方便。 二、 气液色谱固定相 气液色谱固定相： [固定液+担体（支持体）] ——小 颗粒表面涂渍上一薄层固定液。 固定液特点： • 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。 • 固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。 担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表 面积。
（4） 固定液的最高最低使用温度 高于最高使用温度易分解，温度低 呈固体。 （5） 混合固定相 对于复杂的难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。 （6） 固定液的相对极性 规定：角鲨烷（异三十烷）的相对 极性为零，β,β'-氧二丙腈的相对极性为 100。
气相色谱法
要求：化学上惰性。
常用载气：He，H2 ，N2 ，Ar 。 选择：据其对检测器的灵敏度。
2. 色谱柱
2.1 按柱体分类
金属柱 柱体 玻璃柱 聚四氟乙烯 形状 U形 螺旋型 直型
2.2 按固定相分类
◇气固色谱柱 固体（吸附剂）固定相 缺点：峰拖尾严重、重现差、应用范围少。 ◆气液色谱柱 液体固定相
2.4 对检测器的要求
主要：⑴ 准确：a.足够的灵敏度；b.线性范围宽；c. 最小检测量低；d.稳定性好。 ⑵ 及时、连续：a.死体积小；b.响应迅速。 次要：⑶ 造价低廉、使用方便 ⑷ 抗干扰或能确定特种官能团
通用型检测器要求适用范围广
选择型检测器要求选择性好
3. 常用检测器
3.1 热导检测器
⑷ 对难分离的样品采用混合固定液 对难分离的样品采用混合固定液，调节比例 ◆注意：要考虑最高和最低使用温度。最高使用温度 要比混合固定液的低150～200℃。 ◆一般固定液在P<13.33Pa（0.1mmHg）时寿命较长； 若P>68.66Pa(0.5mmHg)时固定液流失，影响柱寿
命及数据稳定性。
§3 检测器（Detector）
检测器能连续地监测从色谱柱馏出的气体组成的变 化，并把这种变化通过不同的方式转变为可测量的 电信号，通过对电信号的处理，可获得色谱分析的 定量和定性结果。
1. 检测器的分类
1.1 按响应特征分
浓度型 检测组分浓度的瞬时变化，响应信号取决于 载气中组分的浓度。如：热导检测器（TCD）、电 子捕获检测器（ECD） 质量型 检测组分进入检测器的质量流速变化，响应
③载气性质 TCD的灵敏度取决于 △λ＝∣ λ 载气－ λ 载气＋组分∣ △λ增大，信号增大，灵敏度变大 ∴常用H2（ λ ＝39.2）或He（ λ ＝33.6）作为载气。 N2（ λ ＝5.66） λ较小，灵敏度小，当λ样品> λN2时，图谱会出现倒峰。
4.4 气相色谱法
气相色谱多用高沸点的有机化合物涂渍在惰性载体 上作为固定相，一般只要在450℃以下有1.5KPa-10KPa 的蒸汽压且热稳定性好的有机及无机化合物都可用气液 色谱分离。由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很
多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用
价值。 气相色谱仪是生产、教学、科研单位所用的重要分 析仪器之一。
与色谱分配过程，对各类样品呈化学惰性，比表面积大，
化学稳定性及热稳定性好，粒度均匀，有足够的机械强度。 常用的担体分硅藻土和非硅藻土两类。
① 硅藻土类担体
天然硅藻士经煅烧等处理，得到具有一定粒度的多孔性 颗粒，其主要成分是二氧化硅和少量无机盐。按其制造方法
的不同，可分为红色担体和白色担体两种。
红色担体因煅烧后含有少量氧化铁而呈红色，如201、 202、6201、C一22保温砖和Chromosorb—P(A，R)等担 体都属此类。 白色担体是在煅烧时加入了少量的Na2CO3助熔剂，使红
(6) 进样条件的选择
进样量随柱内径、柱长及固定液用量的不同而异，柱内
径大，固定液用量多，可适当增加进样量。但进样量过大，
会造成色谱柱超负荷，使柱效下降、峰形变宽；进样量太少， 则会使含量少的组分因检测器灵敏度不够而不出峰。因此， 最大允许进样量应控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系 的范围内。液体试样一般进样0.5～5μ l，气体试样O．1～
样品，可采用高配比；当样品的沸点范围很宽时，宜采
用高配比。
(4)
担体的选择
当固定液配比不变时，担体粒度越小，
表面积越大，液膜厚度越小，柱效越高；但 担体过细会使柱渗透性变坏。 一般是根据柱径来选择担体的粒度，保 持担体的直径约为柱内径的1／20为宜。常用
气相色谱法(gas chromatography,GC)
短，两者的乘积不变。在理论上VR要比
tR准确，但测量VR没有测量tR方便。
（2）死体积VM（dead volume） 是
指不与固定相作用的惰性物质通过色谱 柱后出峰时所需的载气体积。也就是从
样进器经色谱柱到检测器出口的流路中，
由气相所占有的体积。即
线相交部分的宽度。
W
在理想状态下，色谱峰呈正态分布。根 据正态分布曲线的特征，在两拐点之间的距
离（此处峰高为0.607 h）为两倍标准偏差
（）
W0.607h 2
Wh / 2 2 2 ln 2
W 4
色谱峰宽度是衡量色谱柱分离效能
的参数。标准偏差 的大小表示经色谱 柱分离后组分流出色谱柱的分散程度。
（四）色谱峰区域宽度
半峰宽Wh/2 （peak width at half height）
即色谱峰高一半处的宽度，又称半高峰宽。
Wh/2
h h/2
基线宽度Wb（peak width at the baseline） 又称峰底宽度（peak width at the base），
是通过色谱峰两侧的拐点所作的切线与基
气相色谱仪由五部分组成 1．载气系统 包括气源、气体净化和 气体流速控制等装置。
2．进样系统 包括进样器、气化室和
温控装置。
3．分离系统 包括色谱柱、柱箱和温
控装置。
4．检测系统 包括检测器和温控装置。 5．记录系统 包括放大器、数据处理
装置及记录仪。
6 2
8
9 10
13
3 5 7
1
11
4
12
14
力有关。
气相色谱方法
气相色谱方法
气相色谱法是一种分离和分析化合物的方法，其基本原理是将混合物中的化合物分离成单独的组分，然后通过检测每个组分的质谱信号来确定它们的化学结构和组成。
气相色谱法广泛应用于化学、生物化学、环境科学、食品科学等领域。
气相色谱法主要包括以下步骤：
1. 样品制备：将待分析样品制备成适合气相色谱分析的样品形式，如将固体样品溶解在适当的溶剂中。
2. 样品进样：将样品注入到气相色谱柱中。
3. 分离：将样品组分在柱子中分离，通常采用不同的分离技术，如吸附、分配、离子交换等。
4. 检测：检测每个组分的质谱信号，通常使用质谱仪或其他检测设备。
5. 数据分析：对检测结果进行数据处理和分析，确定样品中各个组分的化学结构和组成。
气相色谱法的具体操作步骤和检测方法会根据不同的应用领域和化合物性质而有所不同，需要根据实际情况进行调整和优化。
气相色谱法
14.4.1 固体固定相
一般采用固体吸附剂 ，主要有强极性硅胶、中等 极性氧化铝、非极性活性炭及特殊作用的分子筛。 他们在色谱过程中的分离机制，主要是利用表面 对混合物中不同的组分物理吸附能力的差异而使 之分离的。 固体吸附剂的优点：吸附容量大 热稳定性好 无流失现象 主要应用于永久性气体（氢气、氧气、氮气、 甲烷等）和一些低沸点物质。（特别是对烃类异 构体的分离具有很好的选择性和较高的分离效 率。）
（四） 火焰光度检测器(FPD)
火焰光度检测器，又称硫、磷检测器，它是一种 对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质 量型检测器，检出限可达10-12g· S-1（对P）或10-11g· S11（对S）。这种检测器可用于大气中痕量硫化物以及 农副产品，水中的毫微克级有机磷和有机硫农药残留 量的测定。
S2 + hν
当激发态S2*分子返回基态时发射出特征波长光λmax为394nm。 对含磷化合物燃烧时生成磷的氧化物，然后在富氢火焰中被氢还原， 形成化学发光的HPO碎片，并发射出λmax为526nm的特征光谱。这 些光由光电信增管转换成信号，经放大后由记录仪记录。
14.3.3. 检测器的主要性能指标 1.灵敏度
（二）火焰离子化检测器（FID）
1．特点：质量型检测器 优点：专属型检测器（只能测含C有机物） 灵敏度高（> TCD） 响应快 线性范围宽 缺点：燃烧会破坏离子原形，无法回收 （制备纯物质，不采用）
2．结构
3．检测原理和离子化机理
检测原理：利用组分在氢焰中产生离子流进行检测 有机化合物→离子对→离子流→流向阴、阳极→放大→ 记录 离子流强度与进入检测器中组分的量及分子中的含 碳量有关，含量越大，产生的微电流就越大 离子化机理：化学电离理论 氢焰→自由基→正离子
- 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、"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、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)。
分类号：W12—0一、填空题1．气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温℃，并低于固定液的最高使用温度，老化时，色谱柱要与断开。
答案：5～10 检测器2．气相色谱法分离过程中，一般情况下，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差别就，而保留值差别最小的一对组分就是物质对。
答案：越小难分离3．气相色谱法分析非极性组分时应首先选用固定液，组分基本按沸点顺序出峰，如烃和非烃混合物，同沸点的组分中大的组分先流出色谱柱。
答案：非极性极性4．气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种力，氢键力在气液色谱中占有地位。
答案：定向重要5．气相色谱法分离中等极性组分首先选用固定液，组分基本按沸点顺序流出色谱柱。
答案：中极性6．气相色谱分析用归一化法定量的条件是都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能。
答案：样品中所有组分产生信号7．气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的，并要求它与其他组分能。
答案：内标物完全分离8．气相色谱法常用的浓度型检测器有和。
答案：热导检测器(TCD) 电子捕获检测器(ECD)9．气相色谱法常用的质量型检测器有和。
答案：氢火焰检测器(FID) 火焰光度检测器(FPD)11．气相色谱分析中，纯载气通过检测器时，输出信号的不稳定程度称为。
答案：噪音12．顶空气体分析法是依据原理，通过分析气体样宋测定中组分的方法。
答案：相平衡平衡液相13．毛细管色谱进样技术主要有和。
答案：分流进样不分流进样从而降低有机化合物的溶解度。
答案：盐析盐15．气相色谱载体大致可分为和。
答案：无机载体有机聚合物载体16．所谓气相色谱固定液热稳定性好，主要是指固定液在高温下不发生、和分解。
答案：聚合交联17．气相色谱程序升温的方式有升温和升温。
答案：线性非线性18．气相色谱法分析中，不同的色谱柱温会对柱效、、、和产生影响。
答案：保留值保留时间峰高峰面积19．选择气相色谱分析的气化室温度时要考虑试样的、、和进样量等因素。
答案：挥发性沸点范围稳定性20．气相色谱法中，评价毛细管柱性能的3项重要指标是、和。
答案：柱效表面惰性热稳定性21．用于气相色谱分析样品的采集方法主要有：、和。
答案：直接采集法浓缩采集法化学反应采集法二、判断题1．用气相色谱分析同系物时，难分离物质对一般是系列第一对组分。
( )答案：正确2．气相色谱分析时，载气在最佳线速下，柱效高，分离速度较慢。
( )答案：正确3．气相色谱法测定中，随着进样量的增加，理论塔板数上升。
( )答案：错误正确答案为：气相色谱法测定中，理论塔板数与进样量无关。
4．气相色谱分析时进样时间应控制在1s以内。
( )答案：正确5．气相色谱分析时，载气流速对不同类型气相色谱检测器响应值的影响不同。
( )答案：正确6．气相色谱固定液必须不能与载体、组分发生不可逆的化学反应。
( )答案：正确7．气相色谱分离过程中的色散力是非极性分子间唯一的相互作用力。
( )答案：正确8．气相色谱检测器灵敏度高并不等于敏感度好。
( )答案：正确9．气相色谱分析中溶质的比保留体积受柱长和载气流速的影响。
( )答案：错误正确答案为：不受柱长影响。
10．测定气相色谱法的校正因子时，其测定结果的准确度受进样量的影响。
( )答案：错误正确答案为：其测定结果的准确度不受进样量的影响。
11．气相色谱法中，色谱峰的峰高是峰的顶点与基线之间的距离。
( )答案：正确12．在气相色谱分析中，分子量较小的载气有较小的扩散系数。
( )答案：错误正确答案为：分子量较小的载气有较大的扩散系数。
13．气相色谱的灵敏度又称为应答值。
( )答案：正确14．气相色谱法中，分离度是色谱柱总分离效能的指标。
( )答案：正确15．气相色谱分析时，组分在气-液两相间的分配比愈大，保留时间愈短。
( )答案：正确16．采集用吹脱—捕集气相色谱法测定的样品时，应采空白样，以证明样品未被污染。
( )答案：正确17．用吹脱—捕集气相色谱法分析水样时，吹脱出的气体样品会含有许多水分，有可能会干扰色谱测定，因此要除去水分。
( )答案：正确18．ECD检测器是一种高灵敏度检测器。
( )答案：正确19．ECD检测器灵敏度高，但重现性差。
( )答案：正确20．动态顶空气相色谱法又称为吹扫—捕集气相色谱法。
( )答案：正确三、选择题1．用气相色谱法定量分析多组分样品时，分离度至少为。
( )A． B． C． D． E．>答案：C2．气相色谱固定液的选择性可以用来衡量。
( )A．保留值 B．相对保留值 C．分配系数 D．分离度 E．理论塔板数答案：B3．制备气相色谱填充柱时，涂渍高温固定液宜选用。
( )A．抽空涂渍法 B．加热回流法答案： B4．在气相色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的。
( ) A．保留值 B．分配系数 C．扩散速度 D．分配比 E．理论塔板数答案：B5．使用气相色谱仪热导池检测器时，有几个步骤，下面次序是正确的。
(1)打开桥电流开关，(2)打开记录仪开关，(3)通载气，(4)升柱温及检测器温度，(5)启动色谱仪电源开关。
( )A．(1)→(2)→(3)→(4)→(5) B．(2)→(3)→(4)→(5)→(1)C．(3)→(5)→(4)→(1)→(2) D．(5)→(3)→(4)→(1)→(2)E．(5)→(4)→(3)→(2)→(1)答案：C6．在气相色谱分析中，色谱峰特性与被测物含量成正比的是。
( ) A．保留时间 B．保留体积 C．相对保留值 D．峰面积 E．半峰宽答案：D7．气相色谱法中，色谱柱的柱效率可以用表示。
( )A．分配比 B．分配系数 C．保留值 D．有效塔板高度 E．载气流速答案：D8．气相色谱检测器的“线性范围”是。
( )A．标准曲线呈直线部分的范围 B．检测器呈线性时，最大和最小进样量之比 C．最小进样量和最大进样量之比 D．最大允许进样量与最小检测量之比答案：B9．SE-30气相色谱固定液的极性属于。
( )A．非极性 B．弱极性 C．强极性答案：A10．PEG-20M气相色谱固定液的极性属于是。
( )A．非极性 B．中等极性 C．极性答案：C四、问答题1．气相色谱分析用微量注射器进样时，影响进样重复性的因素是哪些答案：针头在进样器中的位置，插入速度，停针时间，拔出的速度。
2．气相色谱法中，确定色谱柱分离性能好坏的指标是什么答案：柱效能、选择性和分离度。
3．气相色谱分析中，柱温的选择主要考虑哪些因素答案：(1)被测组分的沸点；(2)固定液的最高使用温度；(3)检测器灵敏度；(4)柱效。
4．评价气相色谱检测器性能的主要指标有哪些答案：灵敏度、检测度、线性范围和选择性。
5．分别说明气相色谱柱填料硅藻土载体Chromosorb W AW DMCS中“W”“AW”“DMCS'’的含义答案：W—白色：AW—酸洗；DMCS－二甲基二氯硅烷处理。
6．制备气相色谱填充柱时，应注意哪些问题答案：(1)选用合适的溶剂；(2)要使固定液均匀地涂在载体表面；(3)避免载体颗粒破碎；(4)填充要均匀密实。
7．气相色谱法分析误差产生原因主要有哪些答案：取样进样技术、样品吸附分解、检测器性能、仪器的稳定性、数据处理与记录。
8．气相色谱分析采用恒温—线性—恒温程序升温的作用是什么答案：初始用恒温分离低沸点组分，然后线性升温至终温，在终温保持一定时间，把高沸点组分冲洗出来。
9．试述气相色谱法的特点。
答案：分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快、样品用量少和响应范围广。
10．试说出气相色谱法的局限性。
答案：只能分析在操作条件下能气化而且热稳定性良好的样品。
11．什么是气相色谱检测器的灵敏度答案：当一定浓度或一定质量的样品进入检测器时，就会产生一定的响应信号，灵敏度就是响应信号对进样量的变化率。
12．气相色谱分析基线的定义是什么答案：气相色谱分析基线是色谱柱中仅有载气通过时，噪声随时间变化的曲线。
13．气相色谱柱老化的目的是什么答案：气相色谱柱老化的目的是要赶走残存溶剂和某些挥发性杂质，使固定液在载体表面有一个再分布的过程，使其更加均匀牢固。
14．与常规液-液萃取相比，连续液—液萃取具有哪些优缺点答案：优点：无需人工操作，可以进行低分配系数物质的萃取，使用较少的溶剂，可获得较高的萃取效率。
缺点：在蒸馏过程中可能会损失高挥发性的物质，热不稳定物质也可能会有降解。
15．说明连续液-液萃取的适用范围。
答案：对于分配系数值小的物质，或者需要萃取的样品体积很大，多次萃取是不符实际的，并且萃取次数越多，使用的萃取剂体积也太大。
在某些情况下，萃取动力学平衡可能需要很长时间才能建立。
在这些情况下，可以使用连续液—液萃取。
16．毛细管柱气相色谱分析时，加尾吹的目的是什么答案：为了减少柱后死体积，提高灵敏度。
17．什么是气相色谱的半高峰宽答案：半高峰宽是在峰高一半处的色谱峰的宽度，单位可用时间和距离表示。
18．气相色谱法中，与填充柱相比，毛细管柱有哪些特点答案：在毛细管色谱柱中，固定液涂在毛细管内表面上，与填充柱相比，毛细管柱渗透性大，传质阻力小，所以具有如下特点：柱子长，柱效高：可提高载气线速，分析速度快；样品用量少；柱容量小。
19．为什么连接色谱柱与检测器时，要将原接真空泵的一端接检测器答案：在连接色谱柱与检测器时，将原接真空泵的一端接检测器，另一端接气化室，这样可以提高出口的压力，使载气线性均匀，柱效高。
方向接反时，造成柱效下降10％～20％。
20．何谓气相色谱的保留值和相对保留值答案：保留值表示溶质通过色谱柱时被固定相保留在柱内的程度。
相对保留值是任一组分与基准物质校正保留值之比。
21．什么是气相色谱的分配系数影响分配系数的因素有哪些答案：分配系数也叫平衡常数，是指在一定温度和压力下，气液两相间达到平衡时，组分分配在气相中的平均浓度与其分配在液相中的平均浓度的比值，它是一个常数。
分配系数只随柱温、柱压变化，与柱中两相体积无关。
22．对气相色谱固定液的基本性能有哪些要求答案：(1)在工作温度下为液体，具有很低的蒸气压(0．75kPa，即0．1mmHg)；(2)在工作温度下要有较高的热稳定性和化学稳定性，即在进行色谱分析时固定液不能与载体、样品和载气发生反应；(3)在工作温度下固定液对载体有好的浸渍能力，使固定液形成均匀的液膜；(4)固定液对所分离的混合物有选择性分离能力。
23．气相色谱常用的定性、定量方法有哪些答案：定性方法：用已知保留值定性；根据不同柱温下的保留值定性；根据同系物保留值的规律关系定性；双柱、多柱定性；双检测器定性或利用检测器的选择性定性；利用其他物理方法结合定性，如质谱；利用化学反应或物理吸附作用对样品进行预处理。
定量方法：外标法；内标法；叠加法；归一化法。
24．简述氢火焰离子化检测器的工作原理。