气相色谱法概述

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气相色谱法名词解释

气相色谱法（Gas Chromatography，GC）是一种分离和分析化合物的方法。

它利用样品在固定相（填充物）上的分配和移动性差异，通过气相作为移动相，将混合物中的化合物分离开来。

在气相色谱法中，样品首先通过进样器进入气相色谱柱，然后通过加热使样品挥发，挥发的化合物与气相发生相互作用，然后在色谱柱中被分离。

分离的化合物通过检测器检测，生成一个峰，峰的高度和面积与化合物的浓度成正比关系，从而可以定量分析化合物的含量。

气相色谱法具有高分离效果、快速分析速度、灵敏度高、选择性好等优点，广泛应用于化学、生物、环境等领域的分析和研究中。

气相色谱法

气相色谱法
GC
1
发展英国Martin等人于1941年首次提出了用气体作流动相； 1952年第一次用气相色谱法分离测定复杂混合物； 1955年第一台商品气相色谱仪；近年电子计算机技术。
2
概念：使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相
是不动的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此
从色谱图得到的信息: 1.样品中所含组分数(峰个数) 2.定性分析(色谱峰的保留值) 3.定量分析(色谱峰面积或峰高) 4,评价色谱柱分离性能(区域宽度)
11
三、塔板理论
1.理论塔板数n:某一组分的保留时间与半峰宽比值的平方，乘以5.54的积为理论塔板数。
n=5.54(tR/Wh/2)2 色谱柱长L与理论塔板数n的比值为理论塔板高度H。 H=L/n
固定相,与固定相发生作用,在同一推动力下,不同组分在固定相中滞留的时间不同,依次从固定相中流出,又
称色层法,层析法。以气体作为流动相的色谱法。
分类：
按固定相的聚集状态: 气固色谱（GSC）、气液色谱（GLC）按分离原理： GSC属于吸附色谱，GLC属于分配色谱。按色谱柱的粗细：柱色谱（分填充柱色谱毛细管柱色谱）
44
45
3．柱的制备
柱的制备包括固定液的涂渍和柱的填装。当选定固定液和担体后，还需确定固定液用量，原则是固定液应能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜，固定液的用量通常用配比来表示（固定液与担体的质量比），一般在5%~25%之间。低配比，柱效较高。分析速度快，但允许的进样量低。固定液的涂渍是将选定的固定液用合适的溶剂溶解后（溶剂用量以能完全浸没单体为宜），加入担体，缓慢蒸发溶剂至干燥。螺旋形柱的填充通常采用真空填充法，应注意填充均匀，致密，但又不可使柱压太大。 4．色谱柱的老化制备好的色谱柱在使用前要进行老化处理，即将柱子在比其工作过程中的最高使用温度高25℃的情况下通载气加热几小时。为防止污染检测器，需将柱出口与检测器脱离直接引至室外。在老化过程中，填料中残存的溶剂以及固定相中 46 可能存在的低沸点组分随载气流出。此外，还有助于使担体

第2章气相色谱分析法

将两者混合起来进行色谱实验，如果发现有新峰或在未知峰上有不规则的形状（例如峰略有分叉等）出现，则表示两者并非同一物质；如果混合后峰增高而半峰宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质. 3.多柱法：在一根色谱柱上用保留值鉴定组分有时不一定可靠，因为不同物质有可能在同一色谱柱上具有相同的保留值.所以应采用双柱或多柱法进行定性分析.即采用两根或多根性质（极性）不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准试样的保留值是否始终重合.
§2.5 GC检测器一、概述 1.作用：将经色谱柱分离后的各组分按其特性及含量转换为相应的电讯号。 2.分类：浓度型：测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。热导TCD ；电子捕获ECD；质量型：测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化。即检测器响应值和组分的质量成正比。氢焰FID；火焰光度FPD；
二、根据色谱保留值进行定性定性方法的可靠性与色谱柱的分离效率有密切的关系，为了提高可靠性，应该采用重现性较好和较少受到操作条件影响的保留值. 由于保留时间（或保留体积）受柱长、固定液含量、载气流速等操作条件的影响比较大，因此一般适宜采用仅与柱温有关，而不受操作条件影响的相对保留值r21作为定性指标. 1.对于比较简单的多组分混合物，如果其中所有待测组分均为已知，它们的色谱峰也能一一分离，那么为了确定各个色谱峰所代表的物质，可将各个保留值与各相应的标准试样在同一条件下所测得的保留值进行对照比较，确定各个组分.
§2.6 气相色谱定性方法
一、概述：各种物质在一定色谱条件下都有确定不变的保留值，因此保留值可作为一种定性指标 . 现状：GC定性分析还存在一定问题.其应用仅限于当未知物通过其它方面的考虑(如来源，其它定性方法的结果等）后，已被确定可能为某几个化合物或属于某种类型时作最后的确证；其可靠性不足以鉴定完全未知的物质。近年，GC/MS、GC/光谱联用技术的开发，计算机的应用，打开了广阔的应用前景。

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

2.进样系统
作用:试样引入色谱柱系统进样样品状态:液,气,固态进样设备:注射器,进样阀,裂解器进样方法:手动,自动
进样方式
分流进样:样品在加热的气化室内气化,蒸气大部分经分馏管道放空,只极小一部分被载气带入色谱柱. 特点:适用于浓度较高的样品;沸程宽,浓度差异大,化学性质各异的样品不适用. 无分流进样:进样时样品没有分流.适用于痕量分析;进样时间长,会造成初始谱带的扩展.-冷肼柱头进样:样品直接进入预处理柱或柱入口,进样部分温度很低, 防止溶剂在进样时针头气化,样品在冷的柱壁上形成液膜,组分在液膜上实现气化.—编程操作,适用于不同样品的分析. 顶空进样:采用气态进样.免除大量样品基体对柱系统的影响. 适用于血中毒物,酒,饮料中挥发性香精,食品添加剂的残留溶剂,植物的芳香成分,聚合物中的挥发组分等.
�
色谱柱选择:第一根柱子是非极性,较大内径(甲基硅氧烷) 第二根柱子是中等极性或极性检测器:FID,ECD 应用:石油样品,环境样品,农残,中药挥发油
气相色谱联用技术——GC-MS
MS:利用电磁学原理将样品分子转换为带电荷的气态离子,并按照核质比将其分离并记录下来,从而获得分子结构的方法. 质谱单元:真空部分,电离源,质量分析器,检测器气质联用:接口单元—色谱仪柱出口压力为105Pa,质谱仪必须保证在高真空度下运行.为了解决压力的不协调性—接口. 接口方式:开口分流法—通入保护气流(He),使色谱柱的末端保持常压,而不会降低系统的分离效率.限阻管具有适当的阻力, 仅有一小部分被引入质谱(大部分被放空). 分子分离器:通过分馏技术,使进入质谱的气流获得富集,以保证较高的灵敏度. 直接连接法:毛细管柱内径细,柱流量小,即使色谱出来的所有气流全部流入质谱系统,真空系统仍可以维持较好的状态.

气相色谱法

第七章气相色谱法
7-2 气相色谱固定相
一气-固色谱固定相二气-液色谱固定相
7-3 气相色谱检测器 7-4 气相色谱法的实验技术
一分离操作条件的选择二样品衍生化方法
7-1 气相色谱仪的基本组成：
关键部件：色谱柱：是混合物中各组分能否分离的关键。（色谱仪的“心脏” （色谱仪的“心脏”）检测器：决定分离后的组分能否产生信号。（色谱仪的“眼睛” （色谱仪的“眼睛”）因此，色谱仪的核心是分离系统和检测系统。 →☆←
7-2 气相色谱固定相
一、气-固色谱固定相、气固定相：多孔性的较大表面积的固体吸附剂颗粒。（易吸潮失活，使用前需活化）分离对象：永远性气体及低分子量，低沸点的烃类等。 →☆←
二、气-液色谱固定相
１．载体（又称担体）
固定相：涂在载体表面上的固定液。
作用：提供一个具有较大表面积的惰性表面，使固定液显均匀薄膜状地牢固保留在其表面上。载体要求：（1 载体要求：（1）表面多孔且分布均匀；（2）表面积大；（3）化学惰性好；（4）热稳定性好；（5）机械强度好。一般使用硅藻土载体。由天然硅藻土经锻炼制得，按制造方法不同，可分为红色载体和白色载体。 →☆←
一般选择气化室温度高于样品中沸点最高的组分的沸点10-50℃。以保证样品在气化室中瞬组分的沸点10-50℃。以保证样品在气化室中瞬间气化。但温度不能高于各组分的化学稳定温度。（2）柱温的选择通常情况，比各组分平均沸点稍低。柱温不能高于固定液的最高使用温度。防止固定液挥发流失。柱温提高时：组分的保留时间缩短，扩散时间减少，柱效提高，但各组分保留时间靠近，分离度降低。 →☆←
3 衍生物的制备
衍生化试剂一般活性很高，需在无水条件进行反应，且通常在密封体系内完成。衍生反应结束后，可直接取样分析，必要时可用干燥惰性气体吹去副产物及过量试剂。有时衍生反应不能计量地转化，给定量分析带来误差。可采用下列方法补救：让衍生试剂大大过量，推动平衡向生成物方向移动。加入一个与样品性质接近的标准物，让两者都与衍生试剂反应，假定两者转化率相同，由于衍生前后二者比例不变，根据类比，进行定量。 →☆←

仪器分析(第四版)第二章

一个板体积 3.试样开始都加在0号板上，且试样沿色谱方向的扩散（纵向扩散）忽略不计 4.分配系数在各塔板上是常数

3
塔板高度
H
2 1 A 0
L
L H n
P12例
n>50，对称的峰形曲线气相色谱中，n约为103-106，呈趋于正态分布曲线
理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留
时间（tR）和峰底宽（Y）或半峰宽（ Y1/2 ）按下
4）k与保留时间的关系
若流动相在柱内线速度为u（一定时间内载气在柱内
流动的距离，若固定相对组分有保留作用，组分在
柱内的线速度us小于u，两者比值为滞留因子
R S uS / u
也可用质量分数表示：
mM RS w mS m M
1 1 mS 1 k 1 mM

推导：
组分和流动相通过长度为L的色谱柱，所需时间为：

理论上可以推导出：
VS 1 kK K VM
相比，: VM / VS, 反映各种色谱柱柱型及其结构特征填充柱（Packing column）: 6~35 毛细管柱（Capillary column）: 50~1500

结论：
分在两相中质量比，均与组分及固定相的热力学性
1）分配系数是组分在两相中的浓度之比，分配比是组
试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，
常用术语：
基线：在操作条件下，仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线。稳定的基线为一直线
基线漂移：基线随时间定向缓慢变化

气相色谱法

气相色谱法的机理及其在环境监测中的应用一．气相色谱法的概述气相色谱法（gas chromatography 简称GC）是色谱法的一种，它是俄国学者茨威特于1906年首先提出的。

色谱分析是一种对多组分混合物的分离、分析工具，它主要利用物质的理化性质不同进行分离并测定混合物中各组分的含量。

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。

气相色谱法有不同的分类方法。

由于所用的固定相不同，可以将其分为两种，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2～6毫米。

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0.1～0.5毫米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0.25～0.5毫米。

在实际工作中，气相色谱法是以气液色谱为主。

二．气相色谱法所用仪器的结构机理及流程2.1结构机理气相色谱法所用的仪器为气相色谱仪。

气相色谱是以气体做流动相的色谱过程，它包括气-固色谱(即气-固吸附色谱)和气-液色谱(即气-液分配色谱)。

用气体做流动相的主要优点是气体的粘度小，因而在色谱柱内流动的阻力小；同时因为气体的扩散系数大，因此组分在两相间的传质速度快，有利于高效、快速地分离。

和气-固色谱相比，气-液色谱由于它可供选择的固定液多，它的应用范围更为广泛。

目前，气相色谱已广泛用于沸点在500℃以下、热稳定的各种组分的分离和测定。

气相色谱

在一定温度下，组分在两相之间分配达到平衡时的浓度（g· mL-1）比称为分配系数，以K表示。待测组分在固定相和流动相之间发生的吸附，脱附或溶解，挥发的过程叫做分配过程。
组分在固定相中的浓度组分在流动相中浓度 Cs K Cm K
（分配系数是色谱分析的依据）
分配系数K是由组分及固定液的热力学性质决定的，随柱温，柱压变化，与柱中气相、液相的体积无关。当K=1时，组分在固定相和流动相中浓度相等；当K>1时，组分在固定相中的浓度大于在流动相中的浓度；当K<1时，组分在固定相中的浓度小于在流动相中的浓度。
（2-11）
1 1 m 1 k 1 S mM
组分和流动相通过长度为L的色谱柱所需时间分别
L tR us
(2 13)
tM
L u
(2 14 )
推导：t R t M (1 k )
' tR tM tR k tM tM
(2 15) (2 16 )
k可由实验测得。
死时间（dead time） tm 指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需时间。保留时间（retention time）tR 指被测样品从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间O’B。调整保留时间（adjusted retention time）tR’ tR’=tR-tm 某组分由于溶解或吸附与固定相，比不溶解或不被吸附的组分在色谱柱中多滞留的时间。
图12.2 色谱流出曲线
（1）基线（base line）
当色谱柱中没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反应检测器系统噪声随时间变化的线称为基线。（2）保留值（retention value）

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

气相色谱分析法

3. 分配比(容量因子)k 分配比(容量因子)k 在实际工作中,也常用分配比来表征色谱分配在实际工作中, 平衡过程.分配比是指,在一定温度下, 平衡过程.分配比是指,在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的质量比: 相间分配达到平衡时的质量比:
组分在固定相中的质量 ms k= = 组分在流动相中的质量mM
色谱法: 又称色层法或层析法,是一种色谱法: 物理化学分析方法,它利用不同溶质(样品)与固定相和流动相之间的作用力(分配,吸附,离子交换等)的差别,当两相做相对移动时,使得各组分按一定顺序从固定相中流出,实现混合物中各组分的分离.
2. 色谱法分类
流动相为气体( (1)气相色谱:流动相为气体(称为载气). 气相色谱流动相为气体称为载气) 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱; 按固定相的不同又分为: 按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱
组分在固定相中的浓度 cs K= = 组分在流动相中的浓度 cM
分配系数是色谱分离的依据. 分配系数是色谱分离的依据.
分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K= 组分在流动相中的浓度
一定温度下,组分的分配系数越大,出峰越慢; 一定温度下,组分的分配系数K越大出峰越慢; 越大,
试样一定时,K主要取决于固定相性质; 试样一定时, 主要取决于固定相性质主要取决于固定相性质; 试样一定时每个组份在各种固定相上的分配系数不同; 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同每个组份在各种固定相上的分配系数不同; 选择适宜的固定相可改善分离效果; 选择适宜的固定相可改善分离效果; 选择适宜的固定相可改善分离效果试样中的各组分具有不同的值是分离的基础; 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础试样中的各组分具有不同的值是分离的基础; 某组分的 = 0时,即不被固定相保留,最先流出. 某组分的K 某组分的时即不被固定相保留,最先流出.

第三章气相色谱法

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。
5）检测系统
色谱仪的眼睛，通常由检测器、放大器、记录仪三部分组成；
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；检测器：广谱型—对所有物质均有响应；专属型—对特定物质有高灵敏响应；
毛细管柱结构流程
具有分流和尾吹装置
二、气相色谱的特点
① ② ③ ④ ⑤
分离效率高灵敏度高选择性好分析速度快应用范围广
第二节气相色谱固定相
1. 固体固定相 2. 液体固定相 3. 合成固定相
一、固体固定相
一般采用固体吸附剂，主要用于分离和分析永久性气体及气态烃类物质。 1. 强极性的硅胶 2. 弱极性的氧化铝 3. 非极性的活性炭 4. 特殊吸附作用的分子筛：碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。
当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附。随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附，挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附。随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。
2、气相色谱流程
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； 4-针形阀；5-流量计;6压力表；9-热导检测器； 10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；
固定液一般为高沸点有机物，均匀涂在担体表面，呈液膜状态。
1）对固定液的要求选择性好：填充柱：r2,1>1.15，毛细管柱r2,1>1.08 热稳定性好化学稳定性好对试样各组分有适当的溶解能力黏度低、凝固点低

气相色谱法

气相色谱固定相及其选择
• 气液色谱固定相：载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相 • 决定气相色谱分离的主要因素是：组分与固定相分子之间的相互作用力。 • 一、固定液：是高沸点有机物，涂布在惰性载体表面构成固定相。 • 1．要求首先是选择性好()，还要求固定液有良好的热稳定性和化学稳定性；对试样各组分有适当的溶解能力；在操作温度下有较低蒸气压，以免流失太快；粘度小，凝固点低(利于涂布均匀)。
检测系统
• C．影响热导检测器灵敏度的因素 • l)桥电流桥电流增加，使钨丝温度提高，钨丝和热导池体的温差加大，气体就容易将热量传出去，灵敏度就提高。响应值与工作电流的三次方成正比。所以，增大电流有利于提高灵敏度，但电流太大会影响钨丝寿命。 • 2)池体温度池体温度降低，可使池体和钨丝温差加大，有利于提高灵敏度。但池体温度过低，被测试样会冷凝在检测器中。池体温度一般不应低于柱温。 • 3)载气种类载气与试样的热导系数相差愈大，则灵敏度愈高。故选择热导系数大的氢气或氦气作载气有利于灵敏度提高。如用氮气作载气时，有些试样 (如甲烷) 的热导系数比它大就会出现倒峰。 • 4)热敏元件的阻值阻值高、温度系数较大的热敏元件，灵敏度高。
气相色谱固定相及其选择
• 2．组分分子与固定液间的作用力 • 在气相色谱中，载气是情性的，且组分在气相中浓度很低，组分分子间作用力很小，可忽略。在液相中，由于组分浓度低，组分间的作用力也可忽略。液相里主要存在的作用力是组分与固定液分子间的作用力，这种作用力反映了组分在固定液中的热力学性质。作用力大的组分，由于溶解度大，分配系数大。 • 这种分子间作用力是一种较弱的分子间的吸引力，包括： • 定向力：存在极性分子之间； • 诱导力：存在极性分子与非极性分子之间；(环己烷和苯，由于苯比环己烷容易极化，诱导力较大) • 色散力：存在非极性分子之间； • 氢键作用力：特殊定向力。 • 此外，固定液与被分离组分间还可能存在形成化合物或配合物等的键合力，如银离子与不饱和化合物形成松弛的夹合物用来改善分离。

气相色谱法

作用：推动样品沿柱方向运动，为样品提供相空间。
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)

化，而保留体积则不受载气流速影响。因载气流速若增加，则保留时间相应缩
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

而取决于组分及两相的性质，并随柱温、柱压变化而变化。
容量因子k 决定于组分及固定相的热力学性质，
随柱温、柱压的变化而变化，还与流动相及固定相的体积有关。
理论上可以推导出：
VS 1 kK K VM
t VR R k t M VM
相比（Phase ratio）＝VM / VS: 反映各种色谱柱柱型及其结构特征
2、柱温的选择能使沸点最高的组分达到分离的前提下，尽量选择较低的温度。但以保留时间适宜，峰形不托尾为度。 3、固定液与担体的选择由实验手册查出参考值，再由实验选择。 4、汽化室与检测室温度汽化温度、检测室温度高于柱温30-70度。 5、进样量根据担液比及柱子形式决定进样量，进样时间要短（1秒内完成）。
二、色谱分离基本方程式设两相邻峰的峰宽相等，即w1=w2，则
R
又知
2(t R ( 2) t R (1) ) w1 w2

t R ( 2 ) t R (1) w2
tR 2 n 16( ) W
W2
16t
2 R ( 2)
n

4t R ( 2 ) n
另
t ( 2) R tM
k2
§2-4 固定相及其选择一、固定相的类型：
吸附剂型固定相
固定相{
担体+固定液型固定相
常用吸附剂型固定相有：
常用担体+固定液型固定相中：常用担体有： 1、红色担体：（101型担体）
特点是：表面空隙小、比表面积大、机械强度高、担液能力强、表面有吸附中心。
2、白色担体：（6201型担体）
特点是：表面空隙较大、比表面积较小、机械强度较差、担液能力中、表面无吸附中心。

气相色谱法概述

气相色谱法名词解释

气相色谱法

第2章 气相色谱分析法

第十八章 气相色谱法

气相色谱法

气相色谱法

仪器分析(第四版)第二章

气相色谱法

气相色谱

气相色谱分析法ppt课件

气相色谱分析法

第三章 气相色谱法

气相色谱法

气相色谱法

4.4 气相色谱法

气相色谱法(gas chromatography,GC)

气相色谱法

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第2章气相色谱分析法

第十八章气相色谱法

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