第14章 气相色谱法.ppt
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《气相色谱法》课件
定义
气相色谱法是一种分离和分析复杂混 合物中各组分的方法，利用不同物质 在固定相和流动相之间的分配系数差 异进行分离。
原理
通过将待测样品中的各组分在两相之 间进行吸附、脱附、溶解、挥发的过 程，使各组分在两相中具有不同的分 配系数，从而实现分离。
发展历程与现状
发展历程
气相色谱法自20世纪50年代问世以来，经历了不断改进和完 善的过程，逐渐成为一种高效、快速、灵敏的分析方法。
气相色谱法的优缺点
优点
高分离效能
气相色谱法具有很高的分离效能，能够分离复杂 混合物中的各种组分。
快速分析
通过优化色谱条件，可以实现快速分析，提高工 作效率。
ABCD
高灵敏度
通过先进的检测技术，气相色谱法能够检测出低 浓度的物质，满足痕量分析的要求。
应用广泛
气相色谱法可以应用于各种领域，如环境监测、 食品检测、药物分析等。
分离柱
常用的分离柱有填充柱和 毛细管柱，选择合适的分 离柱是关键。
分离温度
温度对分离效果影响较大 ，需根据被测物质性质选 择合适的温度范围。
检测技术
热导检测器
基于热导原理，对气体或蒸气进行检测。
氢火焰离子化检测器
用于检测有机化合物，具有高灵敏度和选择性。
电子捕获检测器
用于检测电负性物质，如有机氯、有机磷等。
信号处理
检测器输出的信号需要经过放大、处 理和记录，以便准确测量各组分的浓 度。
进样系统
功能
进样系统负责将样品引入色谱柱。
类型
常见类型有直接进样、分流进样和不分流 进样等。
进样量控制
进样方式
进样量的大小和准确度对实验结果有重要 影响，因此需要精确控制进样量。
气相色谱法是一种分离和分析复杂混 合物中各组分的方法，利用不同物质 在固定相和流动相之间的分配系数差 异进行分离。
原理
通过将待测样品中的各组分在两相之 间进行吸附、脱附、溶解、挥发的过 程，使各组分在两相中具有不同的分 配系数，从而实现分离。
发展历程与现状
发展历程
气相色谱法自20世纪50年代问世以来，经历了不断改进和完 善的过程，逐渐成为一种高效、快速、灵敏的分析方法。
气相色谱法的优缺点
优点
高分离效能
气相色谱法具有很高的分离效能，能够分离复杂 混合物中的各种组分。
快速分析
通过优化色谱条件，可以实现快速分析，提高工 作效率。
ABCD
高灵敏度
通过先进的检测技术，气相色谱法能够检测出低 浓度的物质，满足痕量分析的要求。
应用广泛
气相色谱法可以应用于各种领域，如环境监测、 食品检测、药物分析等。
分离柱
常用的分离柱有填充柱和 毛细管柱，选择合适的分 离柱是关键。
分离温度
温度对分离效果影响较大 ，需根据被测物质性质选 择合适的温度范围。
检测技术
热导检测器
基于热导原理，对气体或蒸气进行检测。
氢火焰离子化检测器
用于检测有机化合物，具有高灵敏度和选择性。
电子捕获检测器
用于检测电负性物质，如有机氯、有机磷等。
信号处理
检测器输出的信号需要经过放大、处 理和记录，以便准确测量各组分的浓 度。
进样系统
功能
进样系统负责将样品引入色谱柱。
类型
常见类型有直接进样、分流进样和不分流 进样等。
进样量控制
进样方式
进样量的大小和准确度对实验结果有重要 影响，因此需要精确控制进样量。
气相色谱分析法ppt课件
1970年代至今
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
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
气相色谱法及其应用-PPT
血液中乙醇，麻醉剂及氨基酸的分析；某些挥发性药 品的分析
第二部分 气相色谱仪系统及功能
GC工作过程示意图
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
一、载气系统
{ 气源
载气系统 净化干燥管
载气流速控制装置
常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气
{ 载气选择依据 检测器 柱效
{
二、进样系统
进样系统
色谱柱的温度控制方式有： 恒温和程序升温 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。 对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序 升温法进行分析。
恒温150 ℃
程序升温50~250℃， 8℃/min
正构烷烃恒温和程序升温色谱图比较
程序升温不仅可以改善分离，而且可 以缩短分析时间。
组分峰影响。
优点
准确度高
岛津GC-2014型
1 . 热导池检测器 (TCD)
A R1 R2 B 参比 测量
工作原理：纯载气是一条 直线，当有有试样气通过 时，由于导热系数与载气 不同，测量池中热敏电阻 上的温度发生变化，其阻 值随之改变，电桥平衡遭 破坏，AB两点间的电位 不再相等，记录仪上即出 现峰电位。待测组分的导 热系数越大，测量池中热 敏电阻上的温度变化越大， 其电阻值也越大。
V0 t0Fc
5 . 保留体积Vr
Vr tr Fc
6 .校正(调整)保留体积
三、峰高与峰面积－定量分析的依据
四、区域宽度－柱效
峰底宽度W
半峰宽W1/2 标准偏差σ
W 4 W1/2 2.35
五、 分离度 定义： R tr2tr1 2(tr2tr1) 12(W1W2) (W1W2) tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
第二部分 气相色谱仪系统及功能
GC工作过程示意图
载气系统
分离系统
检测和 记录系统
进样系统
温控系统
一、载气系统
{ 气源
载气系统 净化干燥管
载气流速控制装置
常用载气：氮气、氦气、氢气及氩气
{ 载气选择依据 检测器 柱效
{
二、进样系统
进样系统
色谱柱的温度控制方式有： 恒温和程序升温 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。 对于沸点范围很宽的混合物，往往采用程序 升温法进行分析。
恒温150 ℃
程序升温50~250℃， 8℃/min
正构烷烃恒温和程序升温色谱图比较
程序升温不仅可以改善分离，而且可 以缩短分析时间。
组分峰影响。
优点
准确度高
岛津GC-2014型
1 . 热导池检测器 (TCD)
A R1 R2 B 参比 测量
工作原理：纯载气是一条 直线，当有有试样气通过 时，由于导热系数与载气 不同，测量池中热敏电阻 上的温度发生变化，其阻 值随之改变，电桥平衡遭 破坏，AB两点间的电位 不再相等，记录仪上即出 现峰电位。待测组分的导 热系数越大，测量池中热 敏电阻上的温度变化越大， 其电阻值也越大。
V0 t0Fc
5 . 保留体积Vr
Vr tr Fc
6 .校正(调整)保留体积
三、峰高与峰面积－定量分析的依据
四、区域宽度－柱效
峰底宽度W
半峰宽W1/2 标准偏差σ
W 4 W1/2 2.35
五、 分离度 定义： R tr2tr1 2(tr2tr1) 12(W1W2) (W1W2) tr2, tr1: 组分2和组分1的保留时间 W2, W1: 组分2和组分1的峰底宽度
气相色谱法色谱图分析化学课件
原理
基于样品中各组分在固定相和流动相 之间的分配平衡，利用不同组分在色 谱柱中的保留时间差异实现分离。
发展历程及应用领域
发展历程
自20世纪50年代问世以来，气相色谱法经历了从填充柱到毛细管柱、从热导检 测到各种高灵敏度检测器的发展历程。
应用领域
广泛应用于环境、食品、医药、化工等领域中挥发性有机物、气体样品的分析 。
进样口温度设置
根据样品的性质和色谱柱的要求设置进样口温度 ，避免样品分解或色谱柱过载。
ABCD
自动进样
使用自动进样器进行进样，需设置合适的进样参 数和序列。
进样量控制
根据色谱柱的容量和检测器的灵敏度控制进样量 ，避免色谱峰过宽或检测不到目标化合物。
案例分析：实际样品前处理与进样过程演示
样品前处理
以某农药残留检测为例，首先使用溶 剂萃取法将农药从农产品中萃取出来 ，然后使用固相萃取法进一步净化样 品。
内标法
在样品中加入已知量的内标物质，通过测量 内标物质和待测组分的色谱峰面积之比，计 算待测组分的含量。内标法可以消除实验操 作过程中可能引入的误差，提高定量分析的
准确性。
07
实验操作规范与安全注意事项
实验室安全规章制度解读
实验室准入制度
进入实验室前需接受安全培训，了解实验室安全规章制度和应急 处理措施。
01
数据采集
使用专业色谱数据工作站进行数 据采集，确保数据的准确性和完 整性。
数据存储
02
03
数据导出
将采集到的数据以特定格式存储 在计算机中，以便后续处理和分 析。
根据需要，将数据导出为常见的 数据格式，如CSV、Excel等，方 便数据共享和交换。
定性分析方法：保留时间法、峰面积法等
基于样品中各组分在固定相和流动相 之间的分配平衡，利用不同组分在色 谱柱中的保留时间差异实现分离。
发展历程及应用领域
发展历程
自20世纪50年代问世以来，气相色谱法经历了从填充柱到毛细管柱、从热导检 测到各种高灵敏度检测器的发展历程。
应用领域
广泛应用于环境、食品、医药、化工等领域中挥发性有机物、气体样品的分析 。
进样口温度设置
根据样品的性质和色谱柱的要求设置进样口温度 ，避免样品分解或色谱柱过载。
ABCD
自动进样
使用自动进样器进行进样，需设置合适的进样参 数和序列。
进样量控制
根据色谱柱的容量和检测器的灵敏度控制进样量 ，避免色谱峰过宽或检测不到目标化合物。
案例分析：实际样品前处理与进样过程演示
样品前处理
以某农药残留检测为例，首先使用溶 剂萃取法将农药从农产品中萃取出来 ，然后使用固相萃取法进一步净化样 品。
内标法
在样品中加入已知量的内标物质，通过测量 内标物质和待测组分的色谱峰面积之比，计 算待测组分的含量。内标法可以消除实验操 作过程中可能引入的误差，提高定量分析的
准确性。
07
实验操作规范与安全注意事项
实验室安全规章制度解读
实验室准入制度
进入实验室前需接受安全培训，了解实验室安全规章制度和应急 处理措施。
01
数据采集
使用专业色谱数据工作站进行数 据采集，确保数据的准确性和完 整性。
数据存储
02
03
数据导出
将采集到的数据以特定格式存储 在计算机中，以便后续处理和分 析。
根据需要，将数据导出为常见的 数据格式，如CSV、Excel等，方 便数据共享和交换。
定性分析方法：保留时间法、峰面积法等
气相色谱法
13
10 µl Syringe
14
Enter from Injector
Exit to Detector
Packed Column installed in Oven Compartment.
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18
19
20
气相色谱仪结构——进样系统 气相色谱仪结构——进样系统
进样系统的作用是将液体或固体试样， 进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之 前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。 前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进样的大 小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的 进样时间的长短， 分离效果和分析结果的准确性和重现性。 分离效果和分析结果的准确性和重现性。
的电负性越大，则氢键作用力越强。 叫氢键作用力。X，Y的电负性越大，则氢键作用力越强。 叫氢键作用力。 F-H…F > O-H…F > O-H…N> N-H… F-H…F > N≡C-N…N
32
气相色谱仪结构——分离系统 气相色谱仪结构——分离系统
硅藻土类载体 天然硅藻土经煅烧等处理后而获得的具有一定粒度的多孔性 颗粒。按其制造方法的不同，可分为红色载体和白色载体两种。 颗粒。按其制造方法的不同，可分为红色载体和白色载体两种。 红色载体因含少量氧化铁颗粒而呈红色 其机械强度大， 因含少量氧化铁颗粒而呈红色。 红色载体因含少量氧化铁颗粒而呈红色。其机械强度大，孔 径小，比表面积大，表面吸附性较强，有一定的催化活性， 径小，比表面积大，表面吸附性较强，有一定的催化活性，适用
于涂渍高含量固定液，分离非极性化合物。 于涂渍高含量固定液，分离非极性化合物。
白色载体是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠之类的助熔 白色载体是天然硅藻土在煅烧时加入少量碳酸钠之类的助熔 使氧化铁转化为白色的铁硅酸钠。白色载体的比表面积小， 剂，使氧化铁转化为白色的铁硅酸钠。白色载体的比表面积小， 孔径大，催化活性小，适用于涂渍低含量固定液， 孔径大，催化活性小，适用于涂渍低含量固定液，分离极性化合
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 内标法 分析化学课件
演示测定全过程1
打开载气（N2）钢瓶总阀，调节输出压力为0.4MPa。 打开载气净化气开关，调节载气合适柱前压，如0.14MPa，稳流阀控制为4.4 圈，控制载气流量为约30mL/min。
打开气相色谱仪电源开关。 设置柱温为85℃、气化温度为160℃和检测温度为140℃。
演示测定全过程2
待柱温、气化温度和检测温度达到设定值并稳定后，打开空气钢瓶，调节输 出压力为0.4MPa； 打开氢气钢瓶，调节输出压力为0.2MPa。打开空气净化气开关，调节空气稳 流阀为5.0圈，控制其流量为约200mL/min。 打开氢气净化气开关，调节氢气稳流阀为4.5圈，控制其流量为约30mL/min。
内标法举例（解答）
解：由公式
wi
mS
f' i(h)him 试样来自f' S (h)
hS
有
第一次分析
w(H2O)1
0.0115 0.70150.2 2.2679 0.75174.8
0.41%
第二次分析
w(H 2O)2
0.0115 0.70 148.8 2.2679 0.75172.3
0.41%
两次分析的平均值为
课程引入
问题：已知某甲苯试剂，今欲测其纯度，但其中杂质较多，且部分杂质FID 检测器无响应，现欲用气相色谱法FID检测器对其纯度进行检测，你能设计一 可行的分析方案吗？
➢各小组各派一名同学讲解事先准备好的测量方法。 ➢甲苯试剂中除含主成份甲苯外，还含有硫化合物、噻吩、不饱和化合物、 水分等多种杂质？其中部分杂质在FID检测器上无响应。 ➢本项目的检测难度主要是待测试剂中杂质多，部分物质不出峰，因此无法 用“归一化法”进行分析。 ➢可适当采用“标准加入法”测定，让学生上台讲述相当测定过程。 日前常采用的方法是使用气相色谱仪，采用内标法。
《气相色谱法》课件
应用领域
广泛应用于化学、生命科学、环境科学以及制药和石油等行业。
气相色谱仪的组成
仪器组成及原理
了解气相色谱仪的各个部件 以及其工作原理对有效分析 至关重要。
样品处理方法
对样品进行预处理可以提高 气相色谱法的分离效果和检 测灵敏度。
检测器种类及选择
不同的检测器适用于不同类 型的化合物，选择适合的检 测器可以提高分析的准确性。
气相色谱法的优缺点
优点
• 高分离效率 • 高灵敏度 • 快速分析
缺点
• 需要专业的技术知识 • 对样品的预处理要求严格 • 不能分析不易挥发的大分子化合物
Hale Waihona Puke 结与展望气相色谱法在科学研究中的重要性
气相色谱法是一项重要的分析工具，为科学研究提供了精确、快速、高效的分析手段。
可能的研究方向
未来的研究可以探索新的应用领域和改进气相色谱法的分离效果和检测灵敏性。
操作步骤
1
柱的装配
2
将柱装入气相色谱仪中，并确保柱
的正确安装和连接。
3
样品的进样
4
将处理过的样品注入气相色谱仪中，
实现样品的分析和检测。
5
样品制备
如何准备样品以确保样品的准确性 和可靠性。
柱的条件设置
配置适当的柱温和载气流速等条件， 以实现目标化合物的分离。
数据分析
对色谱图进行解析和数据处理，得 出分析结果及结论。
《气相色谱法》PPT课件
欢迎进入《气相色谱法》PPT课件！本课程将带您了解什么是气相色谱法，其 在科学研究中的应用及操作步骤。让我们一起开始这段令人兴奋的科学之旅 吧！
什么是气相色谱法
定义
气相色谱法是一种分离和分析化合物的方法，通过样品的蒸发和气相流动来实现分离。
广泛应用于化学、生命科学、环境科学以及制药和石油等行业。
气相色谱仪的组成
仪器组成及原理
了解气相色谱仪的各个部件 以及其工作原理对有效分析 至关重要。
样品处理方法
对样品进行预处理可以提高 气相色谱法的分离效果和检 测灵敏度。
检测器种类及选择
不同的检测器适用于不同类 型的化合物，选择适合的检 测器可以提高分析的准确性。
气相色谱法的优缺点
优点
• 高分离效率 • 高灵敏度 • 快速分析
缺点
• 需要专业的技术知识 • 对样品的预处理要求严格 • 不能分析不易挥发的大分子化合物
Hale Waihona Puke 结与展望气相色谱法在科学研究中的重要性
气相色谱法是一项重要的分析工具，为科学研究提供了精确、快速、高效的分析手段。
可能的研究方向
未来的研究可以探索新的应用领域和改进气相色谱法的分离效果和检测灵敏性。
操作步骤
1
柱的装配
2
将柱装入气相色谱仪中，并确保柱
的正确安装和连接。
3
样品的进样
4
将处理过的样品注入气相色谱仪中，
实现样品的分析和检测。
5
样品制备
如何准备样品以确保样品的准确性 和可靠性。
柱的条件设置
配置适当的柱温和载气流速等条件， 以实现目标化合物的分离。
数据分析
对色谱图进行解析和数据处理，得 出分析结果及结论。
《气相色谱法》PPT课件
欢迎进入《气相色谱法》PPT课件！本课程将带您了解什么是气相色谱法，其 在科学研究中的应用及操作步骤。让我们一起开始这段令人兴奋的科学之旅 吧！
什么是气相色谱法
定义
气相色谱法是一种分离和分析化合物的方法，通过样品的蒸发和气相流动来实现分离。
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
气相色谱法(上课实用)
二,气液色谱的固定相
将固定液均匀涂渍在载体而成.
1. 担体(亦称载体) 担体(亦称载体)
载体是固定液的支持骨架,使固定液能在其表面上 形成一层薄而匀的液膜.载体应有如下的特点: 第一,具有多孔性,即比表面积大; 第二,化学惰性且具有较好的浸润性; 第三,热稳定性好; 第四,具有一定的机械强度,使固定相在制备和填 充过程中不易粉碎. 载体可以分成两类:硅藻土类和非硅藻土类.
13
§17-3
气相色谱法理论基础
二,气相色谱法的基本理论
1. 塔板理论—1941年,Martin,synge 将色谱柱比作一个分馏塔,在每个塔板高度间隔内, 被测组分在气液两相间达到分配平衡.这个塔板高度 H L 称为理论塔板高度,以H表示.假设色谱柱的长度为L, 则一根色谱柱相当的理论塔板数N理=L/H. 根据塔板理论,N理与色谱峰的峰宽有关,其关系 式如下:
t'R =16 t'R N = 5.54( ) ( ) Wb Y1 / 2
有
2
2
有效塔板高度的计算公式为:
H有= L/N有
15
§17-3
气相色谱法理论基础
N有可用来衡量柱效能,但应注意两点:
(1)使用N有或H有表示柱效能时,除说明色谱操作条件 外,还应指出是对何种物质而言. (2) N有越多,表示柱效能越高,有利于分离. 例11-1:已知某组分的色谱峰底宽度为40s,死 11-1 40s 时间为14s,保留时间6.67min,求N理, N有各为多少? 解:6.67min=400s
极性化合物. 极性化合物.
7
§17-2
气相色谱固定相及其选择原则
2. 固定液 (1) 固定液应具有的性质 第一,选择性好,对被分离组分的分配系 数要有适当的差值. 第二,热稳定性好,即沸点高,挥发性小. 第三,对被测组分有适当的溶解能力. 第四,化学稳定性好,与样品或载气不能 发生不可逆的化学反应.
气相色谱法概述(中药制剂检验课件)
紧固定螺母 如果仪器有恒流和恒压阀调节气流量，换柱后可不再调节，若有疑点可用皂膜流量计
检查和调节流量
-7-
பைடு நூலகம்备知识
二、仪器操作通法
（二）开机
打开各部分电路开关及色谱站，设置进样系统、气化室、柱温箱及检测器温度和载气流 量等色谱参数，并开始加热
待各部分温度恒定后，打开氢气钢瓶及空气压缩机总阀，同载气操作 按下点火按钮（FID检测器）（有些仪器在检测器温度达到一定温度后有自动点火功
能），应有“卟”的点火声，用玻璃片置氢火焰离子化检测器（FID）气体出口处，检 视玻璃片上如有水雾，表示已点着火，同时记录器有响应。注意：对于有自动点火功能 的仪器来说，有时工作站已显示点火成功，但实际上没有点火，所以每次试验均应用玻 璃片检视 调节仪器的放大器灵敏度等，走基线，待基线稳定度达到可接受范围内，即可进样分析
-3-
一、仪器工作原理 仪器的构造：
气流控制系统 进样系统
色谱分离系统 检测系统
数据处理系统
必备知识
-4-
必备知识
一、仪器工作原理
仪器的构造：
气流控制系统 包括气源、气体净化装置、气体流速控制和测量装置
进样系统 供试品引装置（进样器）和气化室（进样系统）温度控制装置组成
分离系统 包括色谱柱、柱室和柱温箱
-16-
必备知识
二、定量校正因子 （2）相对校正因子：相对校正因子是指某组分i与内标物s绝对校正因子 的比值。面积相对质量校正因子又称质量校正因子或相对校正因子：
式中：fW为相对校正因子；fi 为待测组分i的绝对校正因子；fs 为 内标物的绝对校正因子；Ai、AW和Wi、Ws分别代表待测组分i的纯品和内 标物s的峰面积和质量。
（2）供试品溶液的配制：按各品种项下的规定，精密称（量）取供试 品和内标物质，分别配制成溶液，精密量取各溶液，配成测定用的供试品 溶液。
检查和调节流量
-7-
பைடு நூலகம்备知识
二、仪器操作通法
（二）开机
打开各部分电路开关及色谱站，设置进样系统、气化室、柱温箱及检测器温度和载气流 量等色谱参数，并开始加热
待各部分温度恒定后，打开氢气钢瓶及空气压缩机总阀，同载气操作 按下点火按钮（FID检测器）（有些仪器在检测器温度达到一定温度后有自动点火功
能），应有“卟”的点火声，用玻璃片置氢火焰离子化检测器（FID）气体出口处，检 视玻璃片上如有水雾，表示已点着火，同时记录器有响应。注意：对于有自动点火功能 的仪器来说，有时工作站已显示点火成功，但实际上没有点火，所以每次试验均应用玻 璃片检视 调节仪器的放大器灵敏度等，走基线，待基线稳定度达到可接受范围内，即可进样分析
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一、仪器工作原理 仪器的构造：
气流控制系统 进样系统
色谱分离系统 检测系统
数据处理系统
必备知识
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必备知识
一、仪器工作原理
仪器的构造：
气流控制系统 包括气源、气体净化装置、气体流速控制和测量装置
进样系统 供试品引装置（进样器）和气化室（进样系统）温度控制装置组成
分离系统 包括色谱柱、柱室和柱温箱
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必备知识
二、定量校正因子 （2）相对校正因子：相对校正因子是指某组分i与内标物s绝对校正因子 的比值。面积相对质量校正因子又称质量校正因子或相对校正因子：
式中：fW为相对校正因子；fi 为待测组分i的绝对校正因子；fs 为 内标物的绝对校正因子；Ai、AW和Wi、Ws分别代表待测组分i的纯品和内 标物s的峰面积和质量。
（2）供试品溶液的配制：按各品种项下的规定，精密称（量）取供试 品和内标物质，分别配制成溶液，精密量取各溶液，配成测定用的供试品 溶液。
气相色谱法
2)
neff 原 来 neff 需 要
L neff H eff
L原 来 L需 要
' t2 2
L需 要 L原 来
neff 需 要 neff 原 来
neff 原 来 16 ＝ W
2 16 49 45 1239(块 ) 5
5 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(或流动 相)选择是否合适的依据。
三 色谱分析的基本原理
组分保留时间为何不同？ 色谱峰为何变宽？
(一）分配系数K和分配比k
1 分配系数
cs K cm
组分在固定相中的浓度 组分在流动相中的浓度
影响K的因素
{
固定相 温度
组分一定时，K主要取决于固定相性质
解法1
1)
R neff 4
1
2
neff 需 要 16 R ＝ 1
2
R=1.2,
t r 2 ' 49 5 1.1 t r 1 ' 45 5
2 2
1.1 neff 需 要 16 1.2 ＝ 2788(块) 1.1 1
分离度与k、n及 的关系
n增加到原来的3倍，R增加到原来的1.7倍 k从1增加到3，R增加到原来的1.5倍 (k: 2-7) 从1.01增加到1.1，增加约9％，R增 加到原来的9倍 结论 选择合适的固定相(流动相)以增加 是改善分离度最有效的方法
使试样中的不同组分分 离需要满足的条件
2788 L需 要 1 2.25 (m ) 1239
解法2 1) 同解法1
2)
neff 16R 1
R原 来 L原 来 ＝ R L 需要 需要
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热导检测器结构示意图
2.检测原理
平衡电桥，右图
不同的气体有不同的热导系数
R1、R2 为参比、测量电阻臂 R3、R4为固定电阻
钨丝通电，加热与散热达到平 衡后，两臂电阻值， 则： R1·R4=R2·R3 A、B端无电压信号输出；
记录仪走直线（基线）
图14-5 TCD原理图
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
第14章 气相色谱法 gas chromatography, GC
14-1 气相色谱仪
1-载气钢瓶；2-减压阀； 3-净化干燥管；4-针形 阀；5-流量计；6-压力 表；7-气化室；8-色谱 柱；9-热导检测器； 10-放大器；11-温度控 制器；12-记录仪
载气系统
进样系统
分离系统
检测系统
温控系统
对特定物质有高灵敏响应，如电子俘获检测器、FID
14-2-2 热导检测器 TCD
1. 热导检测器的结构 池体（一般用不锈钢制成） 热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工
的钨丝制成（或铼钨丝） 参考臂：仅有纯载气通过，通常连接在进样装置之前
测量臂：需要 携带被分离组 分的载气流过， 则连接在紧靠 近分离柱出口 处
14-2-3 氢火焰离子化检测器 FID
1. 特点
(1) 典型的质量型检测器 (2) 对有机化合物具有很高的灵敏度 (3) 无机气体、水、四氯化碳等含氢少或不含氢的物质 灵敏度低或不响应 (4) 氢焰检测器具有结构简单、稳定性好、灵敏度高、 响应迅速等特点 (5) 比热导检测器的灵敏度高出近3个数量级，检出限 可达10-12g·g-1
气-固色谱：固体吸附剂
气-液色谱：担体+固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大， 流速慢或将柱堵死，反之空隙体积大，柱效低
14-1-4 检测系统
色谱仪的眼睛 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，转化成相应电讯号，经放大后记录和显示， 给出色谱图 检测器：通用型——对所有物质均有响应
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
气化室：将液体试样瞬间气化的 装置 要求：无催化作用
14-1-3 分离系统 (色谱柱）
色谱柱：色谱仪的核心部件 柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径2-4毫米。长度可根 据需要确定 柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相
14-2 气相色谱检测器
14-2-1 检测器的分类
浓度型检测器： 测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检
测 信号值与组分的浓度成正比。如热导检测器 质量型检测器：
测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检 测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。如 FID 通用型检测器：
对所有物质有响应，如热导检测器 选择型检测器：
⑵池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于 热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低 于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝
⑶载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检
测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度 越高。
载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可 适当加大，则检测灵敏度进一步提高 常用载气热导系数大小顺序为H2＞He＞N2，一般用H2
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
(2) 氢焰检测器需要用到三 种气体
N2 ： 载气，携带试样组分 H2 ： 燃气 空气：助燃气 使用时需要调整三者的比例 关系，检测器灵敏度达到最佳
3. 氢焰检测器的原理
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区， 温度最高 D层：反应区
选择型——对特定物质有响应 常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器
14-1-5 温度控制系统
温度是色谱分离条件的重要选择参数,气化室、分离室、 检测器三部分均需控制温度
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
分离室：准确控制分 离需要的温度。当试样 复杂时，分离室温度需 要按一定程序控制温度 变化，各组分在最佳温 度下分离
R2 发生改变 则：R1·R4≠R2·R3
这时电桥失去平衡，输 出两端存在着电位差，有电压 信号输出，信号与组分浓度相 关
图14-5 TCD原理图
3.影响热导检测器灵敏度的因素
⑴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，检测器的 灵敏度S ∝ I 3
14-1-1 载气系统
包括气源、净化干燥管和载气 流速控制 常用的载气有：氢气、氮气、氦气 净化干燥管：去除载气中的水、氧、有机物等杂质（依次 通过分子筛、活性炭等） 载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气 流速恒定
14-1-2 进样系统
进样装置：进样器+气化室 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 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
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区： 温度最高 D层：反应区
14-2-4 电子捕获检测器 ECD
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)当含有机物 CnHm的载气由喷嘴喷出进入 火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基 ：
CnHm ──→ ·CH (2)产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进 来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：
·CH + O ──→CHO+ + e (3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子 碰撞而发生分子离子反应：
CHO+ + H2O ──→H3O+ + CO
(4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒 定直流电场的作用下分别向两极定向运动而 产生微电流（约10-6～10-14A） (5) 在一定范围内，微电流的大小与进入离 子室的被测组分质量成正比 (6)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面 积与组分质量成正比的色谱流出曲线