仪器分析气相色谱条件选择
气相色谱仪对样品的要求
气相色谱仪对样品的要求01气相色谱仪能直接分析的样品应是可挥发、且是热稳定的，沸点一般不超过300℃，不能直接进样的，需经前处理。
02液相色谱仪样品要干燥，最好能提供要检测组份的结构；对于复杂样品，尽可能提供样品中可能还有其它哪些成分。
03气相色谱-质谱联用仪气相色谱仪均使用毛细管柱（不能使用填充柱）。
进入气相色谱的样品，必须在色谱柱的工作温度范围内能够完全汽化。
04液相色谱-质谱联用仪（1）易燃、易爆、毒害、腐蚀性样品必须注明。
（2）为确保分析结果准确、可靠，要求样品完全溶解，不得有机械杂质；未配成溶液的样品请注明溶剂，已配成溶液的样品请标明浓度。
（3）尽可能提供样品的结构式、分子量或所含官能团，以便选择电离方式；如有特殊要求者，请提供具体实验条件。
（4）液相色谱–质谱联用时，所有缓冲体系一律用易挥发性缓冲剂，如乙酸、醋酸铵、氢氧化四丁基铵等配成。
凡要求定量分析者请提供标准对照品。
05红外光谱仪为了保护仪器和保证样品红外谱图的质量，本仪器分析的样品，必须做到：（1）样品必须预先纯化，以保证有足够的纯度；（2）样品须预先除水干燥，避免损坏仪器，同时避免水峰对样品谱图的干扰；（3）易潮解的样品，应于干燥器内放置；（4）对易挥发、升华、对热不稳定的样品，用带密封盖或塞子的容器盛装并盖紧，同时必须在样品分析任务单上注明；（5）对于有毒性和腐蚀性的样品，必须用密封容器装好。
送样时必须分别在样品瓶标签的明显位置和分析任务单上注明。
06紫外-可见吸收光谱仪（1）样品溶液的浓度必须适当，且必须清澈透明，不能有气泡或悬浮物质存在；（2）固体样品量＞0.2 g，液体样品量＞2 mL。
07原子荧光光谱仪（1）样品分析一般要求原子荧光光谱仪分析的对象是以离子态存在的砷（As）、硒（Se）、锗（Ge）、碲（Te）等及汞（Hg）原子，样品必须是水溶液或能溶于酸。
（2）固体样品①无机固体样品：样品经简单溶解后保持适当酸度。
仪器分析笔记《气相色谱分析》
填充柱（Packing column）：常用不锈钢制成，内径2～4 mm，柱长1～3m。填充吸附剂或覆盖
在载体上均匀固定液膜。
毛细管柱（Capillary column）：常用石英制成，内径0.1～0.5mm，柱长可达数十米。固定液直
接涂在毛细管内壁表面。
B、气相色谱固定相可分为：
1.2.2色谱分离的基本理论
柱效率可用理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示。柱效率的高低能反映组分在柱内两相间的分配情况和组分通过色谱柱后峰加宽的程度，它与组分在气相中的扩散及在液相中的传质阻力有关。
1、塔板理论
塔板理论是将色谱柱比作蒸馏塔，柱内有若干“想象”的塔板。每两块塔板之间的距离称为板高，各组分就在这些塔板间隔的气液两相间进行分配，经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开色谱柱，分配系数大的组分，后离开色谱柱。
C、按分离的原理分类
①吸附色谱：利用组分在固定相上的吸附能力强弱不同分离。
②分配色谱：利用组分在固定液中溶解度不同分离。
③凝胶（排阻）色谱：利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透分离
④离子交换色谱法：利用组分在离子交换剂上的亲和力大小不同分离
3、气相色谱仪组成
Ⅰ载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表；
（1）分配系数
在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比，称为分配系数。
式中—— ：组分在固定相中的浓度； ：组分在流动相中的浓度。
该组分与固定液分子间作用力 ；
空气在固定液中不溶解，其 ，故空气在柱子内的滞留时间最短，最先从色谱柱中馏出，因此，将空气的保留时间称之为死时间；
被测组分的 相差越大，越容易分离；
3气相色谱分离条件的选择以及定性定量方法【仪器分析】
(4).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。
(5). 固定相选择的基本原则 “相似相溶” 选择与试样性质相近
的固定相; 按组分性质的主要差别选择。
a.按相似相溶原则选择固定液
固定液与被测组分极性“相似相溶”，K大， 选择性好
挥发性小，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，并且不与 被分离组分发生不可逆的化学反应。
(2). 固定液分类方法
化学分类法：脂肪烃、芳烃、醇、酯、硅氧烷 类等。
极性分类法：按相对极性的大小分为非极性、 中等极性、强极性等。
(3). 固定液的最高、最低使用温度 高于最高使用温度易分解，低于最低使用
5.进样条件及气化温度
在检测器灵敏度允许的范围内使进样量尽 量少，进样量过大容易造成拖尾峰。
最大允许进样量应控制在峰面积与进样量呈 线性的范围内。
气化室温度要高于样品沸点。
第五节 气相色谱定性定量方法 一、 色谱定性方法
1．利用保留值定性 1）已知对照物定性：通过对比试样中具有与纯 物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含 有该物质及在色谱图中的位置。
不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 定性专属性差
2 .利用文献相对保留值定性 相对保留值r21仅与柱温和固定液性 质有关。
在色谱手册中都列有各种物质在不 同固定液上的保留数据，可以用来 进行定性鉴定。
3.利用保留指数定性：
又称Kovats指数(Ⅰ)，是一种重现性较
好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数
a.炭
炭分子筛孔径具有典型的非极性表 面，适于分析低碳烃和气体及短链极 性化合物。
仪器分析气相色谱分析
甲醇淋洗、烘干
酸。一些拖尾，可加 H3PO4 或 KOH 添加剂解决。
碱洗
5-10%NaOH 甲醇液回流， 水、甲醇淋洗、烘干
除 Al2O3 酸性作用点。用于胺类等碱性物质。
硅烷化 釉化
加入 DMCS 或 HMDS 等硅 烷化试剂，使与-SiOH 反应 2%Na2CO3 浸泡担体，过滤 得滤液再水稀 3 倍，用稀滤 液淋洗担体，烘干后再高温 处理
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理 吸附——脱吸能力不同实现物质的分离。只适于 较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。
气液色谱：利用待测物在气体流动相和固定在惰 性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分 离。
第一节 气相色谱仪
102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪 常用于学生实验
GC-7890气相色谱仪
350~550oC 活化
永久气体�
不同极性 170oC
除水、通气活化
水+气体氧 +CH4+低级醇
化
物
二 气液色谱固定相——载体+固定液 由载体和固定液构成； 载体为固定液提供大的惰性表面,以承担固定
液,使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体 也称担体
惰性的,多孔性固体颗粒。 对载体的要求：稳、匀、大。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型,后硅藻土型
第3章 气相色谱分析
3.1、气相色谱仪 3.2、气相色谱流动相与固定相 3.3、气相色谱检测器 3.4、 气相色谱分离分析条件 3.5、气相色谱定性方法 3.6、气相色谱定量方法 3.7、 毛细管柱气相色谱法简介 3.8、气相色谱的应用
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体 并注入到色谱分离柱柱顶,以惰性气体 指不与 待测物反应的气体,只起运载蒸汽样品的作用, 也称载气 将待测物样品蒸汽带入柱内分离。 其分离原理是基于待测物在气相和固定相之 间的吸附——脱附 气固色谱 和分配 气液色 谱 来实现的。因此可将气相色谱分为气固色 谱和气液色谱。
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。
气相色谱分离苯、甲苯和二甲苯的条件选择、柱效计算及定性分析
实验气相色谱分离苯、甲苯和二甲苯的条件选择、柱效计算及定性分析1.目的了解气相色谱仪的组成、工作原理以及数据采集、数据分析的基本操作。
掌握仪器主要操作参数及其对分析结果的影响（理解柱温的改变对组分的保留行为的影响）2.原理气相色谱方法是利用试样中各组份在固定液相的分配系数不同，将混合物分离后测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。
当气化后的试样被载气带入色谱柱中时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的迁移速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器，在记录器上绘制出各组份的色谱峰——流出曲线。
在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。
因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数，即可确定未知物为何种物质。
对于非极性柱分离非极物质，出峰顺序按沸点小大出峰。
苯、甲苯和混二甲苯的混合物。
它们的性质极为相似，用一般方法难以分离分析，但气相色谱法可以实现分离分析。
在分离过程中，分离好坏是用分离度衡量的。
有很多因素影响分离度，这在分离度方程中便可知，如柱效、相对保留值和容量因子等。
而影响柱效的操作条件有固定液、柱子长度、柱温、载气流速和进样量等。
柱温严重影响分配系数，进而影响组分的分离度。
随着柱温的升高，色谱峰出峰快，分析时间缩短，但如果柱温太高，色谱峰的分离会变差，甚至分离不开。
柱温降低，分配系数增大，分离改进。
但过慢，分析时间太长，影响柱效。
随着载气流速的增加，色谱峰出峰快，分析时间缩短，另一方面，色谱峰的分离变差，但其影响远比柱温对分辨率的影响小。
载气流速增加，氢气的流速也应相应改变，以得到较高的灵敏度。
3.仪器与试剂仪器：福立GC-9790气相色谱仪，SE-54（5 ％苯基＋ 1 ％乙烯基＋94 ％聚二甲基硅氧烷）毛细管柱: 0.50μm×0.25mm×15mmm。
现代仪器分析--GC(6.毛细管气相色谱)
在毛细管柱与检测器之间增加尾吹装置， 在毛细管柱与检测器之间增加尾吹装置，尾吹气将改 善这一状况。 善这一状况。
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4、记录系统
因毛细管色谱峰很窄 ，应配备快速记录系 统。 曾经用示波仪或电流 计型记录器记录，其 满刻度笔速0.1秒 满刻度笔速 秒。 目前的各种色谱数据 处理机和色谱工站已 完全能满足记录系统 的要求。 的要求。
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毛细管柱：
1 + 6k + 11k 2 df2 r k U + 2 + H= U 2 2 D 3 (1 + k ) U Dg 24(1 + k ) l 2 Dg
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四、检测器
因流速低， 且内径细， 只能分析小量样品， 因流速低 ， 且内径细 ， 只能分析小量样品 ， 约 10 ―5 ～ 10 － 6 克 ， 有的组份如占 有的组份如占1.0%， 则相当于 ， 10―7～10－8克，要求高灵敏度检测器。 要求高灵敏度检测器。 快速分析时因峰宽只有几秒或少于1秒，要求检 快速分析时因峰宽只有几秒或少于 秒 测器、 记录器响应时间快， 测器 、 记录器响应时间快 ， 则检测器和记录器的 时间常数， 应少于最早峰峰宽的流出时间的1/20 时间常数 ， 应少于最早峰峰宽的流出时间的 。
仪器分析习题 Y6习题の色谱分析法导论-气相色谱
选择题1.在气相色谱分析中，用于定性分析的参数是( )A保留值B峰面积C分离度D半峰宽2.在气相色谱分析中，用于定量分析的参数是( )A保留时间B保留体积C半峰宽D峰面积3.良好的气-液色谱固定液为( )A蒸气压低、稳定性好B化学性质稳定C溶解度大，对相邻两组分有一定的分离能力DA、B和C4.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？( )AH2BHe CAr DN25.试指出下列不是气相色谱法常用的载气是( )A氢气B氮气C氧气D氦气6.色谱体系的最小检测量是指恰能产生3倍噪声峰高信号时( )A进入单独一个检测器的最小物质量B进入色谱柱的最小物质量C组分在气相中的最小物质量D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( )A粒度适宜、均匀，表面积大B表面没有吸附中心和催化中心C化学惰性、热稳定性好，有一定的机械强度DA、B和C8.热导池检测器是一种( )A浓度型检测器B质量型检测器C只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器D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？( )AH2BHe CAr DN210.下列因素中，对气相色谱分离效率最有影响的是( )A柱温B载气的种类C柱压D固定液膜厚度B、D、A、D、A1~5：A、D、D、A、C；6~10：B、D、A、D、A ******************************************************************11.气-液色谱中，保留值实际上反映的物质分子间的相互作用力是( ):A.组分和载气；B.载气和固定液；C.组分和固定液；D.组分和载体、固定液12.柱效率用理论塔板数n或理论塔板高度h表示，柱效率越高，则( ):A.n越大，h越小；B.n越小，h越大;C.n越大，h越大；D.n越小，h越小13.根据范第姆特方程，色谱峰扩张、板高增加的主要原因是( ):A.当u较小时，分子扩散项；B.当u较小时，涡流扩散项；C.当u比较小时，传质阻力项；D.当u较大时，分子扩散项14.如果试样中组分的沸点范围很宽，分离不理想，可采取的措施为( ):A.选择合适的固定相；B.采用最佳载气线速；C.程序升温；D.降低柱温15.要使相对保留值增加，可以采取的措施是:A.采用最佳线速；B.采用高选择性固定相；C.采用细颗粒载体；D.减少柱外效应31~35：C、A、A、C、B********************************************************************* 16.填空题1．在一定操作条件下，组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时的浓度比，称为。
仪器分析-气相色谱
检测系统—色谱仪的眼睛
样品经色谱柱分离后，各成分按保留时间不
同，依次的随载气进入检测器，把组分浓度或质
量信号转化成电信号，再经过必要的放大传递给
记录仪或计算机，最后得到该混合样品的色谱流
出曲线及定性和定量信息。
检测器类型
• 浓度型检测器：测量的是载气中通过检测器组分浓度的瞬间
变化，即响应值与组分的浓度成正比。如热导检测器（TCD）
热导检测器(TCD)
• 原理：根据待测物质和载气的导 热系数不同，采用热敏元件进行检 测的。（详细原理及结构见P271)。 • 分析对象：通用型检测器，几乎对 所有物质都有响应。 • 特点： 结构简单，性能稳定，通
用性好，线性范围宽，价格便宜，是
应用最广，最成熟的一种检测器。其 主要缺点是灵敏度较低，适用于常量 分析及含量在10-5g以上的组分分析。
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，使得气相色谱法具有“三高一
快一广”的特点。
气相色谱法的特点
• 高选择性—能分离性质极为接近的物质 • 高效能—在很短的时间内就能分离测定性质极为复杂 的混合物 • 高灵敏度—分离微量、痕量组分 • 分析速度快—样品准备好后，几分钟～几十分钟即可 • 应用范围广
红色载体和白色载体的比较
红色载体 柱效 强度 比表面 活性中心 较高 高 大（3～10m2/g） 有 白色载体 较低 低 小（1～3m2/g） 少
适宜涂渍
适于分离
非极性固定液
非极性、弱极性化合物
极性固定液
极性化合物
3).载体的表面处理
OH Si
• 酸洗：用3～6mol·L-1盐酸浸煮载体、过滤，水洗至中性。
载气系统
进样系统
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。
第五版仪器分析答案2
7. 当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3) 减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽
(2)保留时间缩短,峰形变窄
(3)保留时间延长,峰形变宽 (4)保留时间缩短,峰形变窄
8.为什么可用分离度R作为色谱柱的总分离效能指标?
答:
R= t R ( 2) t R (1)
1 2
(Y1 Y2 )
=
1 1 k n( )( ) 4 1 k
分离度同时体现了选择性与柱效能,即热力学因素和动力学因 素,将实现分离的可能性与现实性结合了起来.
9.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性?为什么? 答: 不能,有效塔板数仅表示柱效能的高低,柱分离能力发 挥程度的标志,而分离的可能性取决于组分在固定相和流 动相之间分配系数的差异.
第二章 习题解答
1.简要说明气相色谱分析的基本原理 借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。 气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而 实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥 发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进 入检测器进行检测。 2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用? 气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记 录系统． 气相色谱仪具有一个让载气连续运行 管路密闭的气路系 统． 进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体 试样，在进入色谱柱前瞬间气化， 然后快速定量地转入到色谱柱中．
(3)对试样各组分有适当的溶解能力,否则,样品容易被载气带走而起不到分 配作用.
(4)具有较高的选择性,即对沸点相同或相近的不同物质有尽可能高的分离 能力. (5)化学稳定性好,不与被测物质起化学反应. 担体的表面积越大,固定液的含量可以越高.
中国科技大学 化学分析 仪器分析习题解答
液相色谱思考题Questions1．现需分离分析一氨基酸试样，拟采用哪种色谱？离子交换色谱2．提高液相色谱中柱效的最有效途径是什么？减小填料粒度3. 何谓反相液相色谱？何谓正相液相色谱？液相色谱中，如果采用流动相的极性小于固定相的极性，称为正相色谱，如果采用流动相的极性大于固定相的极性，称为反相色谱4. 在液相色谱法中，梯度淋洗适用于分离何种试样？分离分配比相差很大的复杂混合物5. 在液相色谱中，范氏方程中的哪一项对柱效能的影响可以忽略不计？分子扩散项6. 对下列试样，用液相色谱分析，应采用何种检测器：（l）长链饱和烷烃的混合物紫外（2）水源中多环芳烃化合物。
荧光7. 对聚苯乙烯相对分子质量进行分级分析，应采用哪一种液相色谱法？尺寸排阻色谱（又叫凝胶色谱）8．什么是化学键合固定相？它的突出优点是什么？化学键合固定相指通过化学反应将有机分子键合到载体或硅胶表面上得到的固定相。
其突出优点是键合到载体上的基团不易流失，解决了固定相流失的问题，特别适用于梯度淋洗，且使固定相的功能得以改善。
9．什么叫梯度洗脱？它与气相色谱中的程序升温有何异同？梯度洗脱指将两种或两种以上不同性质但可以互溶的溶剂，随着时间改变而按一定比例混合，以连续改变色谱柱中冲洗液的极性、离子强度或pH等，从而改变被测组分的相对保留值，提高分离效率，加快分离速度。
相同：都是通过逐渐改变分析条件，在保证物质分离度的前提下，让难流出的物质加速流出，以提高分析效率、更好地分离流动相中不同性质的物质。
不同：程序升温是由于流动相中不同组分的沸点不同，通过程序式地升高温度使不同组分得以分离，而梯度洗脱是由于流动相中各组分的极性不同，通过一定梯度的改变固定相极性而使不同组分更好分离；程序升温只能从低柱温逐步升高，只能改变升温的速率，而梯度洗脱可以使用多种溶剂，采用复杂的比例变化来达到满意的分离效果，更灵活；程序升温多适用于气相色谱，梯度洗脱适用于液相色谱。
仪器分析习题课色谱分析部分
组分
保留时间/min
峰宽/min
空气
0.5
0.2
丙烯
3.5
0.8
丁烯
4.8
1.0
计算：(1)丁烯在这个柱上的分配比是多少? (2)丙烯和丁烯的分离度是多少?
解： 已知 ： tM=0.5min 丙烯: tR1= 3.5mim Y1=0.8min 丁烯: tR2= 4.8mim Y2=1min
(1) 丁烯在这个色谱柱的分配比
2.气相色谱仪设备包括那几部分？各有什么作用？ 答：①载气系统：含气源、净化装置、流速控制和测量 装置，其作用为提供具有一定流速且纯净的载气。 ②进样系统：含进样器和气化室，作用是使液体试样迅 速气化并随载气（气体试样直接）进入色谱柱中。 ③分离系统：含色谱柱、柱箱、温度控制装置等，是气 相色谱分析仪的最重要组成部分，试样在此被彼此分离。 ④检测系统：含检测器和控温装置，柱后组分进入检测 器后，其浓度或质量的变化被转变为相应的电讯号。 ⑤记录系统：含放大器、记录仪及数据处理装置。作用 是记录色谱图，对所得的色谱数据进行处理、计算。
仪器分析习题课色谱 分析部分
第八章：气相色谱分析
1.简要说明气相色谱分析原理。 答：混合物中的各组分在载气的携载下通过色 谱柱时，各组分将与固定相发生相互作用，由于各 组分在结构和性质上的差异，使得其在两相间的分 配系数不同，在同一推动力的作用下，混合物中的 各组分就在两相间进行反复多次的分配，使得原来 分配系数只有微小差异的得到很大的分离效果，从 而各组分彼此分离开来。
k2
tR, 1 tM
3.5 0.5 0.5
6
(2) 丙烯和丁烯的分离度
R tR2 tR1 4.8 3.5 1.44
1 2
仪器分析气相色谱分析
仪器分析气相色谱分析气相色谱（Gas Chromatography, GC）是一种常用的仪器分析技术，用于分离和测定混合气体或挥发性液体样品中的组分。
它基于分子在固定相或涂在固定相上的液态载体上的分配和吸附行为的差异，将混合物分离为不同的峰，通过峰的面积或峰高比例来定量分析。
气相色谱通常包括样品处理、进样、分离和检测等过程。
在气相色谱分析中，样品处理至关重要。
首先，样品需要确保完全气化，这可以通过液体/固体萃取、溶解、热解等方法来实现。
然后，样品通常需要进行预处理，包括稀释、浓缩、衍生化等。
预处理的目的是提高目标物的检测灵敏度，同时降低可能的干扰物。
最后，将样品进样到气相色谱仪中。
进样器是气相色谱仪中的关键部分之一、它可以通过体积或压力进样两种方式将样品引入色谱柱。
采用体积进样时，样品通过一个准确的体积放样器引入色谱柱，其体积可以校准和调整。
而压力进样则是通过一定压力将样品推入色谱柱中，其进样体积由进样时间和色谱柱流速决定。
分离是气相色谱分析的核心过程，它通过色谱柱将混合物中的组分分离开来。
色谱柱通常由不同的固定相或液态载体制成，例如聚二甲硅氧烷（PDMS）、聚酯、聚酰胺等。
不同的固定相有不同的极性和选择性，可以选择具有特定性能的柱进行不同的分析。
例如，聚酰胺柱对极性化合物具有较好的分离效果，而PDMS柱对非极性化合物更为适用。
检测器是气相色谱仪中的重要组成部分，用于检测分离出的化合物。
常见的检测器有火焰光度检测器（FLD）、热导检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
FLD适用于大多数有机化合物的检测，通过化合物的荧光特性进行分析。
TCD则根据样品中物质导热性能的改变进行检测。
质谱检测器可以提供化合物分子结构的信息，对于复杂的样品分析有很高的选择性和灵敏度。
在气相色谱分析中，为了提高分离效果和减少背景噪声，通常进行方法优化和条件调整。
例如，可以调整进样量、柱温、载气类型和流速、柱长度和内径等参数来优化分离过程。
气相色谱检测仪对实验室的要求
气相色谱检测仪对实验室的要求首先，实验室应提供稳定的环境条件。
气相色谱检测仪对温度、湿度和气流等环境因素比较敏感，因此实验室应具备可控的室温和湿度条件，以及稳定的供气系统。
温度和湿度的波动可能会影响色谱柱的性能，进而影响分析结果的准确性。
稳定的供气系统能够保证气体的纯度和流量，确保样品的分析质量。
其次，实验室应提供适当的工作台面和放置空间。
气相色谱检测仪通常需要安装在实验室的工作台面上，并且需要有足够的空间放置进样器、色谱柱和检测器等部件。
此外，实验室还需提供足够的插座和电源，以保证气相色谱检测仪能够正常工作。
第三，实验室应具备合适的插口和连接装置。
气相色谱检测仪通常需要与其他仪器或设备进行连接，如进样器、气瓶、气流控制器等。
因此，实验室应配备相应的插口和连接装置，以适应不同的连接需求。
第四，实验室应提供合适的安全设施和操作规程。
气相色谱检测仪涉及到一些化学品和气体的使用，因此实验室应配备相应的安全设施，如通风系统、化学品储存柜等。
此外，实验室还应建立相应的操作规程，包括操作流程、安全注意事项等，以确保操作人员的安全以及仪器的正常运行。
第五，实验室应提供充足的培训和技术支持。
气相色谱检测仪是一种复杂的仪器，需要专业的知识和技能进行操作和维护。
因此，实验室应提供相关的培训课程，使操作人员能够熟练掌握操作技巧。
此外，实验室还应提供技术支持，及时解决仪器故障和技术问题。
最后，实验室应具备相应的维护和保养能力。
气相色谱检测仪需要定期进行维护和保养，以保证其性能和稳定性。
实验室应有专门的技术人员进行维护工作，如更换色谱柱、检修进样器、校准系统等，以确保仪器的正常运行和准确分析结果的得出。
综上所述，气相色谱检测仪对实验室有一系列的要求，包括稳定的环境条件、适当的工作台面和放置空间、合适的插口和连接装置、安全设施和操作规程、充足的培训和技术支持，以及相应的维护和保养能力。
这些要求能够保证气相色谱检测仪的准确性和稳定性，从而满足实验室的分析需求。
气相色谱标准
气相色谱标准首先，样品处理是气相色谱分析中至关重要的一步。
在进行气相色谱分析之前，需要对样品进行适当的处理，如溶解、提取、稀释等。
样品处理的不当将直接影响到分析结果的准确性，甚至导致分析失败。
因此，在进行样品处理时，需要严格按照标准操作程序进行，确保样品的完整性和准确性。
其次，色谱柱的选择对气相色谱分析结果也具有重要影响。
不同的色谱柱具有不同的分离效果和适用范围，需要根据样品的特性和分析要求选择合适的色谱柱。
在选择色谱柱时，需要考虑分离效果、分离时间、耐温性能等因素，以确保色谱分离的准确性和稳定性。
进样方式是气相色谱分析中的另一个关键环节。
进样方式的选择直接影响到样品的进样量和进样的均匀性，进而影响到分析结果的准确性。
常见的进样方式包括气相进样、液相进样、固相微萃取等，需要根据样品的性质和分析要求选择合适的进样方式，并严格按照标准操作程序进行操作。
色谱条件的设置是保证气相色谱分析准确性的关键因素之一。
色谱条件的设置包括进样温度、柱温、载气流速、检测器温度等参数的选择和调节。
合理的色谱条件设置能够提高分离效果、减少分析时间、提高检测灵敏度，因此需要根据具体分析要求和仪器性能进行合理的色谱条件设置。
最后，数据处理是气相色谱分析中最后一个关键步骤。
在得到色谱分析数据后，需要进行数据处理和结果解释。
数据处理包括峰识别、峰面积计算、峰归属、质量定量等过程，需要严格按照标准操作程序进行，以确保数据处理的准确性和可靠性。
同时，对于色谱分析结果的解释也需要进行合理的推断和论证，以确保分析结果的科学性和可信度。
综上所述，气相色谱标准涉及到样品处理、色谱柱选择、进样方式、色谱条件设置、数据处理等多个方面，每个环节都对分析结果的准确性和可靠性有着重要影响。
因此，在进行气相色谱分析时，需要严格遵循气相色谱标准操作程序和方法，以确保分析结果的准确性和可靠性。
同时，也需要不断学习和掌握最新的气相色谱分析技术和方法，以不断提高分析水平和能力。
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• 3.故温度要适宜，不得过低也不得超过固定相最高使用温度。
3.1柱长的选择
• 分辨率与柱长的平方根成正比。在其他条件不变的情况下,为取 得加倍的分辨率需有4倍的柱长。较短的柱子适于较简单的样品,
尤其是由那些在结构、极性和挥发性上相差较大的组分组成的 样品。
内径 0.25mm
特点 具有较高的柱效，柱容量较低。分离复杂样品较好。
0.32mm
柱效稍低于0.25mm的色谱柱，但柱容量约高60%。
0.53mm
具有类似于填充柱的柱容量，可用于分流进样，也可用于不分流进样
当柱容量是主要考虑因素时（如痕量分析），选择大口径毛细管柱较为合适。
三、温度的选择
1 柱温 2 气化室温度 3 检测器温度
• 使用低固定液配比时,固定液在载体表面必须涂渍良好,以防色谱
峰拖尾；低沸点样品宜用高固定液配比（5%到25）从而增大k,
以达到良好分样品离沸点.
固定液配比
高沸点样品
低固定液配比
低沸点样品
高固定液配比
2.5固定液最高使用温度
• 1.温度能够影响到色谱柱的柱效、分离选择性、检测灵敏度和稳 定性。柱温改变，能影响分离效率和分析速率。提高柱温，可 以改善传质阻力，有利于提高柱效，缩短分析时间，但降低了 选择性，不利于分离。从分离角度上考虑，一般选用较低的柱 温。
1.1柱温
•
在气相色谱分离分析中，柱温是一个重要的操作变数，直接影 响分离效能和分析速度，是条件选择的关键。
• 一般选择的基本原则是：在使最难分离的组分有尽可能好的分 离高度的前提下，尽可能采取较低温度，但以保留时间适宜及 不拖尾为度。
• 柱箱温度越高，峰高越高，峰宽越窄，但是峰与峰之间的间距 会越小。反之温度越低，峰高越低，峰宽越宽，峰之间的间距 越大。
• 柱长增加可以柱长提高塔板数，使分离度提高特点。
15m的短柱
用于快速分离较简单的样品，也适于扫描分析
30m的色谱柱（最常用的柱长）
大多数分析
50m、60m
或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。
3.2内径的选择
• 柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比 大口径柱有更高柱效，但柱容量更小。
• 液体固定相有载体和固定液两部分组成。 • 载体是一种多孔性的惰性颗粒物质，具有较大的比表面积。
2.4固定液的要求
• 1、挥发性小，操作温度下有较低蒸气压，以免流失。 • 2、热稳定性好，操作温度下不发生分解和聚合反应，并且液体
状态，保持固定液原来的特性。 • 3、对试样有一定的溶解能力，以免被测组分被带走起不到分配
气相色谱法分析条件选择
涂莎莎
一、仪器选择
1 气相色谱仪 2 检测器
气相色谱主要构造
气相色谱
LOREM
1
气路系统
2
进样系统
3
分离和温控系统
4
检测系统
5
数据记录和处理系统
常用检测器
检测器
LOREM
1
火焰离子化检测器
2
电子捕获检测器
3
火焰光度检测器
4
氮磷检测器
5
热导池检测器
常用检测器
检测器 火焰离子化检测器 电子捕获检测器
分配行为 非极性大的后出峰，小的先出峰 极性大的后流出，小的先流出 极性大的后出峰，小的先出峰 不易形成氢键的先流出色谱柱
——————
2.4固定液的配比
• 配比即固定液与担体的质量之比，一般在5％到25％之间。
• 低固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允许的进样量低。
• 高沸点样品用低固定液配比（载体和固定液配比,即固定液涂渍 量较少,1%到3%）,以防保留时间过长,峰扩散严重,导致柱效降低.
作用。 • 4、具有良好的选择性，即操作条件下，对沸点相近或者性质相
似的不同物质有尽可能高的分离能力。 • 5、化学稳定性好，不与被测组分， 担体，载气发生 化学反应。
2.5固定液的选择——相似相溶原理
分离物质 非极性物质 极性物质 极性与非极性混合液 氢键型的物质 复杂的难分离物质
固定液极性 非极性固定液 极性固定液 极性固定液 极性或者氢键型固定液 选用两种或两种以上的混合固定液
程序升温
适用于复杂，沸程宽的情况
1.2气化室温度
• 一般控制在等于或稍高于待测组分的沸点，以保证迅速气化。
容量大，填料选择范围广，易于自行制 备。
适合分析多组分复杂样品，柱效高，但 分析时间长
容量小，分离效能高。
2.1固定相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 气相色谱固定相分气液色谱固定相和气固色谱固定相。 • 气固色谱固定相常用固体吸附剂做固定相。
吸附剂 活性炭（非极性） 氧化铝气（弱极性）
硅胶（强极性） 分子筛
特点 有较大的比表面积,吸附性较强. 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。不
通用型，灵敏度较低。
二、色谱柱的选择 1 色谱柱种类 2 固定相 3 柱长和内径
1.色谱柱种类
色谱柱有填充柱和毛细管柱。 填充柱内径3~4mm，长度1~3m。 毛细管柱内径0.1~0.5mm，长度通常为10~50m。
填充柱 多用于气体的分离、分析
毛细管柱
几乎所有的有机物都可以用毛细管柱来 分离
适合简单成分不多的样品，柱效低但快 速。
• 柱温一般选择接近或略低于组分平均沸点时的温度。
•
选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和鉴定器 的灵敏度。提高柱温可缩短分析时间；
•
降低柱温可使色谱柱选择性增大，有利于组分的分离和色谱柱
稳定性提高柱温，控柱制方寿式命延长。
特点
• 对易挥发样用恒低温 柱温，不易挥适发用的于样样品品组分采少用，各高组分柱沸温点相。近
能分离二氧化碳。
与氧化铝分离效能大致相同，还可以分 离二氧化碳，臭氧等气体。
可用于H2，02，N2，CH4，CO，He,Ne,NO 等测定。
2.2颗粒直径
• 载体粒度越小，柱效越高。 • 但粒度太小，则阻力及柱压增加。 • 通常，对填充柱而言，粒度大小为内径的1/20—1/25为宜。
2.3气液色谱固定相的选择
火焰光度检测器
氮磷检测器
热导池检测器
特点
对绝大多数有机物都有很高的灵敏度，适用于痕量有机物分析。
对含有较强电负性元素的化合物，适用于痕量药物、农药及含有电负 性基团环境污染物的分析。
对磷，硫具有高选择性和高灵敏度，多用于痕量含硫，磷的环境污染 物的分析。
对磷，氮具有高选择性和高灵敏度，多用于痕量含氮，磷的环境污染 物的分析。