第16章仪器分析ppt 气相色谱法

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液体固定相——固定液 二、液体固定相——固定液
气液色谱固定相是在多孔性的固体小颗粒 固定液。 担体或载体）表面涂渍上一薄层固定液 （担体或载体）表面涂渍上一薄层固定液。
与样品发生作用的是固定液而不是载体。 与样品发生作用的是固定液而不是载体。
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填充柱 填充柱
不锈钢
毛细管柱
融熔石英 或不锈钢
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16.3 气相色谱检测器
把由色谱柱分离的各组分的浓度或质量转 换成电信号的装置。 掌握其特点和应用范围） 换成电信号的装置。（掌握其特点和应用范围）
气源 检测器 进样器
数据处理
GAS
色谱柱
柱温箱
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检测器分类
检测原理
浓度型 检测器 质量型 检测器
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适用范围
通用型 检测器 专属型 检测器
1.检测器类型
浓度型检测器： 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： 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。如火焰离子化检测器 通用型检测器： 通用型检测器： 对所有物质有响应，如热导检测器 专属型检测器： 专属型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，如电子俘获检测器
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固体样品的进样一 般是溶于液体溶剂 中，依液体样品进 样法进样． 样法进样． 2．汽化室 由电 热金属块构成， 热金属块构成，上 面具有硅橡胶封闭 的进样口，其作用 的进样口， 是将液体样品或溶 液样品瞬间汽化为 气态． 气态．
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三、分离系统（色谱柱） 分离系统（色谱柱）
色谱柱是气相色谱仪的核心部件， 色谱柱是气相色谱仪的核心部件，柱子一般是用不锈 钢或玻璃管制成U型或螺旋形． 钢或玻璃管制成U型或螺旋形．它分为填充柱和空心 毛细管柱． 毛细管柱． 增加柱长可提高分离效能，但延长分析时间； 增加柱长可提高分离效能，但延长分析时间； 加大柱内径可增大进样量，但会降低柱的分离效能． 加大柱内径可增大进样量，但会降低柱的分离效能． 分析时应根据具体情况选择合适的色谱柱． 分析时应根据具体情况选择合适的色谱柱．
（3）固定液的特性 固定液的特性主要是指它的极性 固定液的特性主要是指它的极性或选择 极性或 性，用它可描述和区别固定液的分离特 征． 目前大都采用相对极性和固定液特征常 罗氏常数或麦氏常数）表示． 数（罗氏常数或麦氏常数）表示． 这部分内容在P322～324，了解即可。 这部分内容在P322～324，了解即可。
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（4）固定液的分类
按固定液极性分类： 固定液极性分类： 分类
用固定液的极性和特征常数（罗氏常数和麦氏常数）表示． 用固定液的极性和特征常数（罗氏常数和麦氏常数）表示．
按化学类型分类： 化学类型分类： 分类
即按官能团的类型分类：如烃类、酯类、醇类等，极性有差 即按官能团的类型分类：如烃类、酯类、醇类等， 异，分离的对象也就不同。 分离的对象也就不同。
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1.检测原理 1.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： R参=R测 ; R1=R2 则： R参·R2=R测·R1 无电压信号输出； 记录仪走直线（基线）
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进样后: 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， 则： R参·R2≠R测·R1 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。
第16章 气相色谱法 16章
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一、气相色谱仪器
gas chromatographic instruments instruments
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气相色谱仪器
3
气相色谱仪器
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16.1 气相色谱仪
气相色谱仪由气路系统、进样系统、 气相色谱仪由气路系统、进样系统、 气路系统 分离系统（色谱柱）、控温系统、 ）、控温系统 分离系统（色谱柱）、控温系统、检测和 记录系统五个部分组成 五个部分组成． 记录系统五个部分组成．
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填充柱 填充柱
毛细管柱
融熔石英 或不锈钢 管
填料
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一、气固色谱固定相
1．常用的固体吸附剂 强极性的硅胶； 强极性的硅胶； 弱极性的氧化铝； 弱极性的氧化铝； 非极性的活性炭； 非极性的活性炭； 特殊作用的分子筛。 特殊作用的分子筛。
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一、气固色谱固定相
2．人工合成的固定相 作为有机固定相的高分子多孔微球 是 作为有机固定相的 高分子多孔微球是 高分子多孔微球 一类人工合成的多孔共聚物。它既是载体又 一类人工合成的多孔共聚物。 起固定液作用，可在活化后直接用于分离， 起固定液作用，可在活化后直接用于分离， 也可作为载体在其表面涂渍固定液后再用。 也可作为载体在其表面涂渍固定液后再用。
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四、控制温度系统
在气相色谱测定中，温度是重要的指标，直接 在气相色谱测定中，温度是重要的指标， 影响色谱柱的选择分离、 影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳 定性． 定性． 控制温度主要指对色谱柱炉 汽化室， 控制温度主要指对色谱柱炉，汽化室，检测器 色谱柱炉， 三处的温度控制．色谱柱的温度控制方式有恒 三处的温度控制．色谱柱的温度控制方式有恒 程序升温二种 二种． 温和程序升温二种． 对于沸点范围很宽的混合物， 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． 温法进行分析．
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二、进样系统
1．进样器 液体样品的进样器采用微量注射器进样， 液体样品的进样器采用微量注射器进样， 将样品吸入0.5至50µ 的注射器中， 将样品吸入0.5至50µL的注射器中，刺入 进样口的硅橡胶垫，经汽化室汽化后， 进样口的硅橡胶垫，经汽化室汽化后， 进入色谱柱． 进入色谱柱． 气体样品的进样可以采用0.5~5mL的注 气体样品的进样可以采用0.5~5mL的注 射器，由进样口注入汽化室进入色谱柱. 射器，由进样口注入汽化室进入色谱柱.
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五、检测器( 检测和数据处理系统) 检测器(
检测器也是色谱仪的重要部件，是把载气 检测器也是色谱仪的重要部件， 里被分离的各组分的浓度或质量转换成电 信号的装置． 信号的装置．
根据检测原理的不同，可将其分为浓 根据检测原理的不同，可将其分为浓 度型检测器和质量型检测器两种 两种． 度型检测器和质量型检测器两种．
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气相色谱仪的常用检测器
1.TCD（热导检测器） 1.TCD（热导检测器） 2.FID（氢火焰离子化检测器） 2.FID（氢火焰离子化检测器） 3.FPD（火焰光度检测器） 3.FPD（火焰光度检测器） 4.NPD（氮磷检测器） 4.NPD（氮磷检测器） 5.ECD（电子捕获检测器） 5.ECD（电子捕获检测器）
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（2）组分分子与固定液间的作用力
是分子间作用力：较弱，包括定向力 定向力、 是分子间作用力：较弱，包括定向力、诱 导力、色散力和氢键作用力 作用力4 导力、色散力和氢键作用力4种． 此外，固定液与被分离组分间还可能存在 此外， 形成化合物或配合物等的键合力． 形成化合物或配合物等的键合力．
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（5）固定液的选择 ）
“相似相溶原理”，选择与试样性质（极性）相近的固定相。 相似相溶原理” 选择与试样性质（极性）相近的固定相。
非极性物质：非极性固定液， 非极性物质：非极性固定液，按沸点从低到高顺序流出 极性物质：极性固定液，按极性从小到大顺序流出 极性物质：极性固定液， 非极性和极性混合物：极性固定液， 非极性和极性混合物：极性固定液，先非极性组分后极性组分 能形成氢键的试样：极性或氢键型固定液。 能形成氢键的试样：极性或氢键型固定液。不易形成氢键的先 流出 流出，最易形成氢键的最后流出 复杂的难分离物质： 复杂的难分离物质：两种或两种以上混合固定液
记录仪记录下组分浓度随时间 变化的峰状图形。
气相色谱结构流程
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-进样 口；8-色谱柱; 9-热导检测器； 10-放大器； 11-温度控制 器；12-记录 仪；
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一、气路系统
气路系统由高压气瓶、减压阀、 气路系统由高压气瓶、减压阀、气流调 高压气瓶 节阀和有关连接管道组成 管道组成． 节阀和有关连接管道组成．它提供载气 和气体通路， 和气体通路，所用的载气由高压气瓶经 减压提供．载气常用氢气 氮气、 氢气、 减压提供．载气常用氢气、氮气、氦气 或氩气，一般使用氮气或氢气． 或氩气，一般使用氮气或氢气．
或玻璃
硅藻土(担体 硅藻土 担体) 担体
固定液 固定液
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1、载 体
（1）主要类型 (P321) ）主要类型:
适宜分析非极性或弱极性物质） 红色载体（适宜分析非极性或弱极性物质）
硅藻土
SiO2和少量无机盐
白色载体（适宜分析各种极性化合物） 适宜分析各种极性化合物）
氟担体 非硅藻土 玻璃微球载体 高分子多孔载体
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一、热导检测器 TCD
thermal conductivity detector 热导检测器是根据不同的物质具有不同 热导检测器是根据不同的物质具有不同 的热导系数原理制成的 制成的． 的热导系数原理制成的．热导检测器由于结 构简单，性能稳定， 构简单，性能稳定，几乎对所有物质都有响 通用性好，而且线性范围宽，价格便宜， 应，通用性好，而且线性范围宽，价格便宜， 因此是应用最广，最成熟的一种检测器． 因此是应用最广，最成熟的一种检测器． 其主要缺点是灵敏度较低 灵敏度较低． 其主要缺点是灵敏度较低．
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三、新型合成固定相
近年来出现了新型合成固定相，它是一 近年来出现了新型合成固定相， 种较理想的固定相，主要有高分子聚合 种较理想的固定相，主要有高分子聚合 物小球及化学键合相． 物小球及化学键合相． 高分子聚合物小球是由苯乙烯与交联剂 二乙烯苯共聚而得． 二乙烯苯共聚而得．既可作为担体又可 作为固定相． 作为固定相．