气相、液相实验讲义
气相及液相色谱法基础知识（最终定稿）
气相及液相色谱法基础知识（最终定稿）第一篇：气相及液相色谱法基础知识气相色谱法基础知识一、气相色谱的简要介绍气相色谱法是二十世纪五十年代出现的一项重大科学技术成就。
这是一种新的分离、分析技术，它在工业、农业、国防、建设、科学研究中都得到了广泛应用。
气相色谱可分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱的“气”字指流动相是气体，“固”字指固定相是固体物质。
例如活性炭、硅胶等。
气液色谱的“气”字指流动相是气体，“液”字指固定相是液体。
例如在惰性材料硅藻土涂上一层角鲨烷，可以分离、测定纯乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等杂质。
二、气相色谱法的特点气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。
由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。
另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。
近年来采用高灵敏选择性检测器，使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优点。
三、气相色谱法的应用在石油化学工业中大部分的原料和产品都可采用气相色谱法来分析；在电力部门中可用来检查变压器的潜伏性故障；在环境保护工作中可用来监测城市大气和水的质量；在农业上可用来监测农作物中残留的农药；在商业部门可和来检验及鉴定食品质量的好坏；在医学上可用来研究人体新陈代谢、生理机能；在临床上用于鉴别药物中毒或疾病类型；在宇宙舴中可用来自动监测飞船密封仓内的气体等等。
气相色谱专业知识气相色谱气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法，根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。
气相色谱原理气相色谱的流动相为惰性气体，气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。
当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。
吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。
物化实验双液系的气-液平衡相图实验报告
双液系的气－液平衡相图一实验目的1．绘制在pθ下环己烷－异丙醇双液系的气－液平衡相图，了解相图和相律的基本概念；2．掌握测定双组分液体的沸点及正常沸点的方法；3．掌握用折光率确定二元液体组成的方法。
二实验原理在常温下，任意两种液体混合组成的体系称为双液体系。
若两液体能按任意比例互溶，则称完全互溶双液体系，若只能部分互溶，则称部分互溶双液体系。
液体的沸点是指液体的蒸汽压与外界压力相等时的温度，在一定的外压下，纯液体的沸点有其特定值，但双液系的沸点不仅与外压有关而且还与两种液体的相对含量有关。
通常，如果液体与拉乌尔定律的偏差不大，在T—X图上溶液的沸点介于A、B二纯液体的沸点之间见图中于 (a)。
而实际溶液由于A 和B二组分的相互影响，常与拉乌尔定律有较大偏差，在T—X图上就会有最高或最低点出现，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸点混合物，如图2-4-1(b),（c)所示。
恒沸点混合物蒸馏时，所得的气相与液相组成相同，因此通过蒸馏无法改变其组成。
本实验是用回流冷凝法测定环已烷—异丙醇体系的沸点—组成图。
其方法是用阿贝折射仪测定不同组成的体系，在沸点温度时气、液相的折射率，再从折射率—组成工作曲线上查得相应的组成，然后绘制沸点—组成图。
三仪器和试剂沸点仪1套；恒温槽1台；阿贝折射仪1台；量筒8个；玻璃漏斗8个；滴管2个；环己烷（分析纯）；异丙醇（分析纯）；实验装置如下：四实验步骤1．工作曲线的绘制配制环己烷的质量百分数0.10, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.60, 0.70, 0.80和0.90的环己烷－异丙醇溶液。
计算所需环己烷和异丙醇的质量，并用分析天平准确称取。
为避免样品挥发带来的误差，称量应尽可能的迅速。
各种溶液的确切组成要按照实际称样结果精确计算。
调节超级恒温水浴的温度为35度，使阿贝折光仪上温度与其保持一致。
分别测定上述九个溶液以及异丙醇和环己烷的折光率。
根据这些数据作出折光率－组成工作曲线。
双液系的气-液平衡相图的绘制实验报告
实验四 双液系的气-液平衡相图的绘制一、目的要求1.用沸点仪测定大气压下乙醇—环己烷或异丙醇-环己烷双液系气-液平衡时气相与液相组成及平衡温度，绘制温度—组成图，确定恒沸混合物的组成及恒沸点的温度。
2.了解物化实验中光学方法的基本原理，学会阿贝折光仪的使用。
3.进一步理解分馏原理。
二、实验原理两种在常温时为液态的物质混合起来而组成的二组分体系称为双液系。
两种液体若能按任意比例互相溶解，称为完全互溶的双液系；若只能在一定比例范围内互相溶解，则称部分互双液系。
双液系的气液平衡相图t x -图可分为三类。
如图4.1。
图 4.1 二元系统t x -图这些图的纵轴是温度(沸点)，横轴是代表液体B 的摩尔分数B x 。
在t x -图中有两条曲线：上面的曲线是气相线，表示在不同溶液的沸点时与溶液成平衡时的气相组成，下面的曲线表示液相线，代表平衡时液相的组成。
例如图4.1(a)中对应于温度t 1的气相点为y 1，液相点为1l ，这时的气相组成y 1点的横轴读数是g B x ，液相组成点1l 点的横轴读数为lB x 。
如果在恒压下将溶液蒸馏，当气液两相达平衡时，记下此时的沸点，并分别测定气相(馏出物)与液相(蒸馏液)的组成，就能绘出此t x -图。
y 1l 1t 1g Bx l Bx AB t/℃（a ）气液t/℃AB B x →（b ）t/ ℃气液ABB （c ）图4.1(b)上有个最低点，图4.1(c)上有个最高点，这些点称为恒沸点，其相应的溶液称为恒沸混合物，在此点蒸馏所得气相与液相组成相同。
三、仪器和药品1.仪器玻璃沸点仪一套；阿贝折光仪一台；WLS 系列可调式恒流电源一台；SWJ 型精密数字温度计一台；SYC 超级恒温槽一台。
2.药品无水乙醇（AR ）或异丙醇（AR ）；环己烷（AR ）。
四、实验步骤（一）、步骤1.按图4.2连好沸点仪，数字贝克曼温度计,感温杆勿与电热丝相碰。
2.接通冷凝水，用超级恒温槽完成冷凝循环。
色谱法气相与液相
（二）进样系统：进样器、气化室
1．进样器 微量注射器 适用于液体样品
规格：有1l、5l、10l和50l。 六通阀 适用于气体样品。
2．气化室
（三）分离系统
色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。
（四）检测系统 1．浓度型检测器
热导检测器 电子捕获检测器
好, 有一定的机械强度
D A、B和C
6. 热导池检测器是一种 (A ) 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
7. 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？ ( D)
A H2
B He
C Ar
D N2
8. 下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是 ( A ) A 柱温 B 载气的种类 C 柱压 D 固定液膜厚度
9．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: C
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
1．试样中各组分能够被相互分离的基础是各组分具
有不同的热导系数。
2．组分的分配系数越大，表示其保留时间越长。 3．分离温度提高，保留时间缩短，峰面积不变。
间反复多次的分配。
8．在色谱分离过程中，单位柱长内，组分在两相
向的分配次数越多，分离效果越好。
9．气液色谱固定液通常是在使用温度下具有较高
热稳定性的大分子有机化合物。 10．柱效随载气流速的增加而增加。
11．控制载气流速是调节分离度的重要手段，降低 载气流速，柱效增加，当载气流速降到最小时，柱
漂移(mV/h)：基线在单位时间内单方向缓慢变化的幅值。
溶液气液相平衡ppt课件
蒸馏过程：气液两相间的传质过程； 过程的极限：气、液相平衡。 相平衡关系：两相或多相接触达物理平衡时，各相组成之间
的关系。
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6.2.1 气、液相平衡的自由度
根据相律有： F c 2
对于双组分物系的气液平衡：
C2 2 F2
即双组分物系气、液相平衡的自由度为2。 对多组分物系的气、液相平衡的自由度为组分数C。 双组分物系的独立变量：
yA
pA P
PA0 x A P
yB
pB0 xB P
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关于平衡计算的说明： （1）已知 P、 t ， 求 相互平衡的 x 、 y ， 不必试差 t → pA0, pB0 → x , y （2）已知 x ， 求与之平衡的 y, t 或 已知 y 求与之平衡的 x , t ，试差计算 试算过程为：
假设 t
x
判断x
y
假设 t
x
y
判断 y x
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（2）相图 ① 温度-组成图（t-x-y） 总压一定时，给定 t p0A，pB0 x，y
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图线说明： ① 曲线 t-x 表示恒定压力下，饱和液体组成与泡点的关系，
称为饱和液体线或泡点曲线。 ② 曲线t-y表示恒定压力下，饱和蒸气的组成和露点的关系，
称为饱和蒸气线或露点曲线。 ③ 在t-x 线下方为过冷液相区。 ④ 在t-y 线上方为过热气相区。 ⑤ 在两线之间为两相共存区，即气、液相平衡区。
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压力对温度组成图的影响
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② 气、液平衡组成的 x-y 图 标绘：略去温度坐标，依x-y 的对应关系做图 ，得x-y图。
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说明： （1）组成 均以易挥发组分的组成表示，故曲线位于对角线上方
材料物化实验讲义-第二学期-实验5
实验五 二组分完全互溶系统气一液平衡相图的绘制Ⅰ、目的要求1. 绘制环己烷-乙醇双液系的T—x图，确定其恒沸物组成和恒沸温度。
2. 掌握回流冷凝法测定溶液沸点的方法。
3. 掌握阿贝(Abbe)折射仪的使用方法。
Ⅱ、仪器与试剂沸点测定仪1套阿贝折光仪(包括恒温装置) 1套长、短吸管各9支温度计(50～100 ︒C, 0.1 ︒C) 1支移液管(胖肚，25 mL) 2支移液管(刻度，1 mL ，10 mL) 各1支量筒(100 mL) 1个烧杯 (250 mL) 1 个环己烷(分析纯)乙醇(分析纯)环己烷-乙醇标准溶液9种（w (乙醇)/% = 10~90）Ⅲ、实验原理常温下，两种液态物质相互混合而形成的液态混合物，称为双液系。
根据两组分间溶解度的不同，可分为完全互溶、部分互溶和完全不互溶三种情况。
液体的沸点是指液体的饱和蒸气压和外压相等时的温度。
在一定的外压下，纯液体的沸点是恒定的。
但对于双液系，沸点不仅与外压有关，而且还与其组成有关，并且在沸点时，平衡的气—液两相组成往往不同。
在一定的外压下，表示溶液的沸点与平衡时气—液两相组成关系的相图，称为沸点—组成图（T—x图）。
完全互溶双液系的T —x 图可分为下列三类：1. 混合物的沸点介于两种纯组分之间(如图1.1 (a))； 2. 混合物存在着最高沸点(图1.1 (b)) ；3. 混合物存在着最低沸点(图1.1 (c))。
对于后两类，它们在最低或最高沸点时达平衡的气相和液相的组成相同。
若将此系统蒸馏，只能够使气相总量增加，而气—液两相的组成和沸点都保持不变。
因此，称此混合物为恒沸混合物。
其对应的最高温度或最低温度称为最高恒沸点或最低恒沸点，相应的组成称为恒沸物组成。
为了测定双液系的T -x 图，需在气液平衡后，分别测定双液系的沸点和液相、气相的平衡组成。
实验中达平衡的气相和液相的分离是通过沸点仪实现的，而各相组成的准确测定是通过阿贝折光仪测量折射率进行的。
气液两相流流型实验报告
⽓液两相流流型实验报告⽓液两相流流型实验报告实验名称：⽓液两相流流型实验⽬的：1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使⽤；2. 掌握常见两相流流型的划分⽅法及相关规律，观察⽔平管中不同流型的特点；3. 根据各⼯况点实验数据绘制两相流流型图，并与典型流型图做⽐较。
实验任务：实验测量数据：,,,.(1) 测取不同情况下⽓相，液相流量；记录P P t tw⽓减室(2) 判别流型要求：(1) 实验数据汇总表；(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据⽤Weisman图判别流型实验原理1、⽔平管道中⽓液两相流流型的划分及各流型特征在⽔平管道中的⽓液两相流，由于重⼒影响使流型结构呈现不对称性，因⽽⽔平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，⼀般把⽔平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
（1）泡状流在泡状流中，⽓相是以分离的⽓泡散布在连续的液相内，⽓泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含⽓率低时出现。
（2）塞状流在塞状流中，⼩⽓泡结合⼤⽓泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，⼤⽓泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在⼤⽓泡之间还存在⼀些⼩⽓泡。
（3）层状流在层状流中，两个相的波动被⼀层较光滑的分界⾯隔开，由于重⼒和密度不同，⽓相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在⽓相和液相的速度都很低时才出现。
（4）波状流当⽓流速度增⼤时，在⽓、液分界⾯上掀起了扰动的波浪，分界⾯由于受到沿流动⽅向的波浪作⽤⽽变得波动不⽌。
（5）弹状流当⽓体流速更⾼时，分界⾯处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以⾼速沿管道向前推进的弹状块。
（6）环状流当⽓体流速进⼀步增⾼时，就形成⽓核和环绕管周的⼀层液膜，液膜不⼀定连续均匀的环绕整个管周，管⼦的下部液膜较厚，在⽓芯中也夹带有液滴。
表1⽔平绝热管中的流型变化A表⽰环状流（annular）；B表⽰⽓泡（bubble）；BTS表⽰中空⽓弹（blow through slug）；D表⽰液滴（droplet）；F表⽰液膜（film）；IW表⽰平缓波（inertial wave）；LRW表⽰⼤翻卷波（large roll wave）；PB表⽰⽓栓加⽓泡（plug＆bubble）；PF 表⽰⽓栓加泡沫（plug＆froth）；R表⽰涟漪波（ripple）；RW表⽰翻卷波（roll wave）；S表⽰⽓弹（slug）；ST表⽰层状流（stratified）。
气液相实验
实验6-6 高效液相色谱法测定栀子根提取液中栀子苷的含量一、实验目的1、学习高效液相色谱仪的操作。
2、了解高效液相色谱法测定栀子苷的基本原理。
3、掌握高效液相色谱法进行定性及定量分析的基本方法。
二、实验原理栀子苷是从茜草科植物栀子的干燥成熟果实中运用高科技生产工艺提取精制而成的产品。
栀子苷为环烯醚萜苷类化合物，异名京尼平苷，都梅子素葡萄糖苷去羟栀子苷。
栀子苷有多种用途，不同条件的发酵，可以制成天然食用着色剂栀子蓝和栀子红，也是用于治疗心脑血管、肝胆等疾病及糖尿病的原料药物。
溶解性：易溶于水，溶于乙醇，不溶于石油醚。
性状：环烯醚萜苷类化合物，对α-萘酚、羟肟酸、三氯化铁呈正反应。
白色结晶。
药理作用：栀子苷具有缓泻、镇痛、利胆、抗炎、治疗软组织损伤以及抑制胃液分泌和降低胰淀粉酶等作用。
色泽：白色、类白色或浅黄色。
口感与气味：无味。
用反相高效液相色谱法测定栀子根提取液中栀子苷的含量，将已配制的浓度不同的栀子苷标准溶液进入色谱系统。
如流动相流速和泵的压力在整个实验过程中是恒定的，测定它们在色谱图上的保留时间t R和峰高A后，可直接用t R定性，用峰面积A作为定量测定的参数，采用工作曲线法（即外标法）测定提取液中栀子苷的含量。
三、仪器和试剂1、Agilent 1100高效液相色谱仪。
2、色谱柱：Zorbax C8，5µm，150×4.6mm，20μL定样环。
3、流动相：H2O和CH3OH4、栀子苷标准溶液：准确称取1g，至10ml容量瓶中，加入甲醇溶解至刻度，摇匀，获得浓度为100mg/ml的对照品储备溶液，取对照品储备溶液用甲醇稀释，制成浓度分别为5、10、25、50、100mg/ml的对照品溶液，放入冰箱备用。
5、栀子根提取液样品处理：将栀子根洗净、切碎，于45 C烘干12 h。
称取10g，加入50 mL甲醇超声提取30min。
将残渣过滤，残留物用甲醇清洗2次。
精确回收滤液，定容，备用。
气相液相色谱技术及应用52页PPT
问题：
2、为什么需要分流？ 由于开管柱载气体积流速很小，将样品 从汽化室冲洗到色谱柱需要较长时间， 导致进样器内色谱带扩张。此外，开管 柱样品容量小，采用填充柱常规进样方 式，引入样品量将超过色谱柱负荷
1941年，Martin和Synge在研究氨基酸分 离时又发明了分配色谱法，他们因此获 得了1952年诺贝尔化学奖。
一、色谱学发展简史 二、色谱学基本原理 三、色谱仪的基本结构
色谱是一种分离技术，当这种分离技术 应用于化学分析，就是色谱分析
色谱分析的基本要求是实现各混合物的 分离
它的分离原理是使混合物中各组分在两 相间进行分配：即固定相、流动相
三、色谱仪的基本结构 3.1 气相色谱仪 3.2 液相色谱仪
3.1气相色谱仪的基本结构
3.1气相色谱仪的基本结构
流动相：气-液色谱分离中载气是惰性的， 仅携带样品通过色谱柱。气-固色谱载气 与组分一起与固体吸附剂作用，因而对 气谱分离具有一定影响。
一般载气主要为：氮、氢、氦、氩、空 气、氧气、二氧化碳等。
按固定相形态分类： 填充柱色谱
柱色谱
毛细柱色谱（开管式色谱）
1.色谱法分类
按分离过程物理化学原理分类：
吸附色谱：用固体吸附剂做色谱固定相，样品各 组分在吸附剂上吸附力大小不同。
分配色谱：用液体做固定相，利用试样组分在固 定相中溶解、吸收或吸着能力不同，因而两相 分配系数不同进行分离。
离子交换色谱：离子交换剂为固定相，分离离子 型化合物
色谱图的基本结构：
1基线 2色谱峰 3峰高与峰面积 4 保留时间
色谱图：
色谱图：
一、色谱学发展简史 二、色谱学基本原理 三、色谱仪的基本结构
流动相 供输系 统
进样 器
气相色谱与液相色谱
一、别离原理：1.气相：气相色谱是一种物理的别离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数〔溶解度〕的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复屡次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到别离。
2.液相：高效液相色谱法是在经典色谱法的根底上，引用了气相色谱的理论，在技术上，流动相改为高压输送〔最高输送压力可达4.9´107Pa〕;色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成，从而使柱效大大高于经典液相色谱〔每米塔板数可达几万或几十万〕；同时柱后连有高灵敏度的检测器，可对流出物进行连续检测。
二、应用范围：1.气相：气相色谱法具有别离能力好，灵敏度高，分析速度快，操作方便等优点，但是受技术条件的限制，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱法进行分析。
一般对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质局部可采用衍生化法或裂解法。
2.液相：高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。
对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大〔大于400 以上〕的有机物〔些物质几乎占有机物总数的75% ～80% 〕原那么上都可应用高效液相色谱法来进行别离、分析。
据统计，在化合物中，能用气相色谱分析的约占20%，而能用液相色谱分析的约占70～80%。
三、仪器构造：1.气相：由载气源、进样局部、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。
进样局部、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。
1.1 柱箱：色谱柱是气相色谱仪的心脏，样品中的各个组份在色谱柱中经过反复屡次分配后得到别离，从而到达分析的目的，柱箱的作用就是安装色谱柱。
由于色谱柱的两端分别连接进样器和检测器，因此进样器和检测器的下端〔接头〕均插入柱箱。
柱箱能够安装各种填充柱和毛细管柱，并且操作方便。
色谱柱〔样品〕需要在一定的温度条件下工作，因此采用微机对柱箱进行温度控制。
并且由于设计合理，柱箱内的梯度很小。
气相色谱实验讲义
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
FID的原理
(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，所以氢焰检测器是质量型 检测器。 (6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分 之一的碳原子被电离。 (7)离子电流信号输出到记录仪或工作站，得到峰 面积与组分质量成正比的色谱流出曲线。
过程工程学报，2002, 2(2): 122-126
气相色谱法（GC）的特点
不足之处：
– –
不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的 分析。 被分离组分的定性较为困难。
GC的应用范围
生物化学分析：脂肪酸和脂肪胺 石油化工分析：用200 m的毛细管一次可以分析 200个化合物 环境分析：如水中有机物分析 食品分析：如粮食中残留农药的分析、白酒分析 药物临床分析：氨基酸、兴奋剂的分析 军工分析：如火药、炸药分析等
–
气-液色谱（GLC）和气-固色谱（GSC）
气相色谱法主要利用物质的沸点、极性 及吸附性质的差异来实现混合物的分离。
气相色谱法（GC）的特点
高选择性——分离分析性质极为相近的物质。 高效——可在较短的时间内同时分离分析极其复 杂的混合物。 高灵敏度——可以检测10-11~10-13g物质。检测浓 度可达到ppt级。 分析速度快——一般分析只要100~101min，某些 快速分析，1秒可以分析十几个组分。 应用范围广——适用于沸点低于400℃的各种有 机或无机试样的分析。
–
应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。
气相液相
1.气相色谱的原理: 使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是固定相（色谱柱），另一相流动相（载气）流动相携带混合物流过固定相时,与固定相发生作用, 根据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。
根据流动相的不同可将色谱分析分为( 气相色谱)和( 液相色谱)。
2.载气：气瓶高纯氮气或氦气,一般纯度要求在( 99.999% )以上自动进样器检查进样针：确认针杆的灵活性，针杆拉到满刻度，将针杆推回，如很紧或时紧时松时，可用丙酮进行清洗，直到针杆可以灵活顺畅移动，如有细小颗粒洗出，请更换丙酮后再次清洗。
拨出针杆用干净滤纸沾丙酮擦拭针杆3.进样隔垫包括很多种类（一般的，耐高温的，低流失等等，不同种类的颜色不同）一般进样( 100次)后应该更换，次数太多容易造成( 载气漏气)，从而使得( 保留时间) 及( 面积的重现性) 变差4.玻璃衬管如果有污染容易出现( 鬼峰)，根据使用频次不同视情况更换5.色谱柱分类：毛细管柱和填充柱,按极性分可分(弱极性)，( 中等极性)，(强极性) 根据待测物来选择柱子型号，遵循“( 相似相溶)”原理6.色谱柱的老化方法：新的色谱柱和污染的色谱柱需要进行柱老化方法：柱温箱温度逐渐上升到色谱柱的最高使用的温度以下20℃左右或高于正常使用温度，持续1-2h。
注意：1. 新柱老化时，不要连接检测器,并将检测器堵上2. 监测时最好使用FID检测器。
3. 检测器的温度必须要高于柱的使用温度。
4. 色谱柱污染很严重时，切掉进样口侧色谱柱30-50cm左右7.开机顺序和关机顺序开机：打开电脑，先打开载气，燃气和助燃气，再打开仪器。
关机：先关仪器，再关燃气和助燃气，最后关载气运行序列结束，（进样口温度)，( 柱相温度)，( 检测器温度)需降低至50度以下才可关机。
新柱子( 没有)方向，用过的柱子最好( 不要换接)_柱方向，因为( 进样口端易污染，接到检测器端容易使检测器受污染)8. 进样后不出峰怎么分析：1 进样针堵塞 2 色谱柱断裂 3 未开载气9.重复性差，出现鬼峰怎样处理：1 更换隔垫2检测玻璃衬管及O型圈3重新接柱子4检查进样针5老化色谱柱10.检测农药残留时在仪器设置：11.检测农药残留的原理：原理：试样中六六六、滴滴涕经提取、净化后用气相色谱测定，与标准比较定量。
色谱分析实验讲义
实验一气相色谱的基本操作及进样练习一、实验目的(1) 了解气相色谱仪的主要结构组成和应用。
(2) 掌握仪器基本操作和调试程序，熟悉气路运行过程。
(3) 明确热导池检测器的操作注意事项。
(4) 掌握气相色谱进样操作要领，练习微量注射器的使用方法。
二、实验原理通过实验了解气相色谱仪的结构与原理。
气相色谱仪是实现气相色谱过程的仪器，按其使用目的可分为分析型、制备型和工艺过程控制型。
但无论气相色谱仪的类型如何变化，构成色谱仪的5个基本组成部分皆是相同的，它们是载气系统、进样系统、分离系统(色谱柱)、检测系统及数据处理系统。
载气系统：载气是构成气相色谱过程中的重要一相——流动相，一般由高压钢瓶供气。
进样系统：汽化室是进样系统中不可缺少的组成部分，它的作用是把液体样品瞬间加热变成蒸汽，然后由载气带人色谱柱。
分离系统：色谱柱比作气相色谱仪的“心脏”，样品就是在此根据其性质的不同进行分离的。
检测系统：检测器是气相色谱仪的关键部件。
它的作用是将经色谱柱分离后顺序流出的化学组分的信息转变为便于记录的电信号，然后对被分离物质的组成和含量进行鉴定和测量。
数据处理系统：数据处理系统目前多采用微机型色谱数据处理机和配备操作软件包的工作站，既可对色谱数据进行自动处理，又可对色谱系统的参数进行自动控制。
三、仪器与试剂1．仪器气相色谱仪(GC9790型)；检测器(热导池TCD)；色谱柱(邻苯二甲酸二壬酯DNP)；微量进样器(1 μL)。
2．试剂环己烷(AR)；载气(氮气或氢气，含量99.99%以上)。
四、实验内容1．开机操作步骤(1)通气：首先连接好色谱柱，在检查气路密封良好的情况下，先逆时针旋转钢瓶总阀，调整减压阀输出压力0.4 ~ 0.5 Mpa，调节气相色谱仪上的载气稳压阀(总压)，使其输出压力为0.3Mpa，调节柱前压1和2的稳流阀2~3圈，载气流量氮气约为30mL·min-1，氢气约为40 mL·min-1。
气相色谱仪和液相色谱仪的使用ppt课件
2.色谱法分类
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；
按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
液相色谱
液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。 按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固 定相，不同pH值的水溶液为流动相。
(2) 梯度淋洗装置
外梯度:
利用两台高压输液泵， 将两种不同极性的溶剂按一 定的比例送入梯度混合室， 混合后进入色谱柱。
内梯度:
一台高压泵, 通过比例 调节阀,将两种或多种不同 极性的溶剂按一定的比例抽 入高压泵中混合。
(3) 进样装置
流路中为高压力工作状态，
通常使用耐高压的六通阀进样装置，
其结构如图所示：
2. 固定相及分离柱
气相色谱中的固定液原则上都可以用于液相色谱，其 选用原则与气相色谱一样。
选择合适的固定相，降低填料粒度可显著提高柱效， 但在高效液相色谱中，分离柱的制备是一项技术要求非常 高的工作，一般很少自行制备。
选择短柱、细内径提高分析速度；
研制高效柱填料是一活跃领域。
3. 流动相及流动相的极性
分配系数 K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、 挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间 分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
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
分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的 分配过程。
其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的 流体（气体或液体），称为流动相。
11气相液相
平均组成可以很快的达到分配平衡。这样达到分 配平衡的一小段柱长称为塔板理论高度（height equivalent to theoretical plate）H；
分析化学2
（2）在柱中每个理论塔板区域内，一部分空间为涂 在载体上的液相占据，另一部分空间为载气占据，称 此空间为板体积。假定载气进入色谱柱，不是连续的 而是脉动式的，每次进气为一个板体积；
分析化学2
11-1-3 色谱流出曲线及有关术语
色谱峰 色谱峰与基线包围 的面积称为峰面积
色 谱 图
分析化学2
• 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） 表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值，通 常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。 任何一种物质都有一定的保留值。
补充材料 分析化学2
补充材料
分析化学2
流动
流动
0 加样
0 平衡
0 1
0 1 再平衡
0 1
2
塔板理论示意图
分析化学2
•若色谱柱长为L，理论塔板高度为H，则色谱柱的理论塔板 数n： n = L/H
• 由塔板理论可导出n与色谱峰半峰宽或峰低宽度的关系：
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1/ 2 W
lg 310.0 lg 174.0 ）=775.6 Ix=100（ 7 1 lg 373.4 lg 174.0
说明乙酸正丁酯在Apiezon L柱上的保留行为相 当于7.756个碳原子的正构烷烃的保留行为。
分析化学2
3、区域宽度（peak width）
2012-气相-液相-实验讲义
仪器分析（II）实验讲义北京林业大学分析测试中心2012/021 气相色谱实验1.1验证性实验实验一 氢火焰检测器的调试与最小检测量的测定【实验目的】掌握163 气相色谱仪的基本操作；理解氢火焰检测器的工作原理； 掌握氢火焰检测器灵敏度、检出限（敏感度）、最小检测量的测定。
【基本原理】氢火焰检测器，缩写为FID(Flame Ionization Detector)灵敏度高、线性范围宽，响应快，应用范围很广，FID 的结构和检测原理如下：图1 氢火焰检测器原理图1、收集极2、极化极3、高电阻4、空气入口5、绝缘器离子化室由不锈钢制成，载气、氢气混合物由底部进入，在喷嘴口遇到冷空气后点燃形成火焰，作为离子化的能源，在与喷嘴同轴同水平处有一极化圈，上方是一圆筒形收集极，在极化极与收集极上施加电压形成一个静电场，可使因火焰激发而产生的离子（自由基）定向移动，当只有载气通过喷嘴时，因其中仍含有极微量的杂质被电离，形成的极微弱的电流（10-11~10-12 A ）叫做基流。
当有样品通过喷嘴时，有机物的分子因火焰激发引起自由基反应，形成离子，电流急剧增大，可达10-7A ，记录下来就是信号峰，形成离子数量与单位时间进入火焰的碳原子数成正比。
为了驱动记录仪，在离子化室中产生的信号必须经过放大，放大器分为二部分组成。
a 、微弱的信号电流通过高阻时则在其两端产生电压降，这一电压信号就成为本级的输出信号，b 、直流放大（微电流放大器），前置级的输出作为本级的输入，经多级放大后输出至记录仪，微电流放大器多为独立的单元，其中有放大器，稳压电源，调节旋钮。
【公式计算】1、 灵敏度S ：FID 的响应值与单位时间内进入检测器的组分质量呈线性关系，故定义为：S=A i ：峰面积（cm 2） Ai=1.065×H ×W 1/2×KK ：衰减倍数 ，2，4，8，16，32，64，128……。
60×C 2×R ×A i C 1×m iH ：峰高（cm ）W 1/2：半峰宽（cm ）R ：仪器量程值（1，10，102等） C 2：记录仪灵敏度（mv/cm ）（ 1、10） C 1：记录纸速（cm/min ） m i ：进样量（g ）2、 检出限D ：检出限（敏感度）为检测器的最小检测量，对于质量型检测器而言，它等于检测器正好产生三倍噪音信号时所需的单位时间（s ）引入检测器的样品量（g ）：D m = (g/s)式中Rn 为噪音(单位为mv)，S 为灵敏度。
液相气相
P7~P8调整保留时间tR'指扣除死时间后的保留时间t R ' = tR— tM死体积VM指色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。
当后两项很小而可忽略不计时，死体积可由死时间与色谱柱出口的载气体流量qv，0（mL·min-1）来计算，即V M = tMqv,0保留体积VR指从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积，即V R = tRqV,0调整保留体积VR'指扣除死体积后的保留体积，即V R ' = tR' qv,0或 VR' = VR- VM相对保留值r21指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比，即r 21 = tR'（2）/tR'（1）= VR'（2）/VR'（1）≠tR（2）/tR(1) ≠VR(2)/VR(1)相对保留值的优点是，只要柱温、固定相性质不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动相流速有所变化，r21值仍保持不变，因此它是色谱定性分析的重要参数。
区域宽度色谱峰区域宽度是色谱流出曲线中一个重要参数。
从色谱分离角度着眼，希望区域宽度越窄越好。
通常度量色谱峰区域宽度有三种方法。
1 标准偏差σ即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
2 半峰宽度Y1/2又称半宽度或区域宽度，即峰高为一半处的宽度，它与标准偏出的关系为Y1/2=2σ（2㏑2）1/2 = 2.35σ3 峰底宽度Y 自色谱峰两侧的转折点所做切线在基线上的截距，它与标准偏差的关系为Y = 4σ气固、气液色谱原理 P8~P9气固色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。
固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。
气液色谱的固定相: 由担体和固定液所组成。
固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。
K分配比 P9~P10在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比称为分配系数KK=组分在固定相中的浓度/组分在流动相中的浓度=CS /CM2-10 公式很重要， B=VM /VS色谱分离的基本理论塔板理论和速率理论塔板数n以及有效塔板数n有效的计算 P14 P18~P21由于塔板理论可导出n 与色谱峰半缝宽度或峰底宽度的关系即n = 5.54(tR /Y1/2）2 = 16(tR/Y）2H = L/nn有效 = 5.54(tR'/Y1/2）2 = 16(tR'/Y）2H有效 = L/n有效n = ((1+k)/k)2 n有效n有效= 16R2(a/(a-1))2L = 16R2(a/(a-1))2 H有效速率理论 P15~P16H = A + B/U + CUA: 涡流扩散项B/U：分子扩散项CU：传质项A─涡流扩散项A = 2λd p固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。
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内标法测定蘑菇醇的含量
一、实验目的 1. 了解气相色谱法的基本原理及仪器结构. 2. 了解气相色谱基本仪器操作. 3. 掌握内标法的配样与计算方法.
二、实验原理
外标法：配置己知浓度的标准样进行色谱分析，测得各组分的峰高或峰面积对应浓度的标准曲线，然后在同样的操作条件下分析试样并与标准样进行比较。
分析结果的准确性主要取决于进样量的重复性和操作的稳定性。
其基本关系式为：
i E
i
i E A A x ⨯=
i E －标准样品中组分i 的含量（浓度）； E A －标准样品中组分i 的峰面积。
内标法：在分析测定样品中某组分含量时，加入一种内标物质以校准和消除出于操作条件的波动而对分析结果产生的影响，以提高分析结果的准确度。
使用内标法时，在样品中加入一定量的标准物质，它可被色谱柱所分离，又不受试样中其它组分峰的干扰，只要测定内标物和待测组分的峰面积与相对响应值，即可求出待测组分在样品中的百分含量。
内标物应当是一个能得到纯样的己知化合物，和被分析的样品组分有基本相同或尽可能一致的物理化学性质(如化学结构、极性、挥发度及在溶剂中的溶解度等)、色谱行为和响应特征，最好是被分析物质的一个同系物。
当然，内标物必须能与样品中各组分充分分离并不发生反应。
m —样品的质量；
ms —待测样品中加入内标物的量； As —待测样品中内标物的峰面积；
f s,i —组分i 与内标物的校正因子之比，称为相对校正因子
三、仪器与试剂
Agilent 7890N 气相色谱仪，10ul 进样针，移液枪；
蘑菇醇储备样（称取蘑菇醇1g ，以乙腈定容到100ml 容量瓶）； 氯苯储备样（称取氯苯1g ，以乙腈定容到100ml 容量瓶）； 蘑菇醇未知样，乙腈。
四、实验步骤
%100A m f A m x s i s,i s ⨯=∙∙∙i
1、配置标准溶液：以移液枪量取100，200，400，600ul,800蘑菇醇储备液
和400，400，400，400,400ul 氯苯储备液
于5ml容量瓶中，用乙腈定容。
2、配置未知溶液：以移液枪量取200ul蘑菇醇未知液和400ul 氯苯储备液于5ml容量
瓶中，用乙腈定容。
3、设定气相色谱参数：进样口：气化温度：250℃，分流比：10:1；
色谱柱：流速：2.0ml/min;
柱温箱：120℃（保持1min），10℃/min升到200℃
检测器：基座温度：250℃，H2：45ml/min,
Air:450ml/min,N2:40ml/min.
保存。
4、进样：以以上方法测定标样及未知样，记录实验数据（保留时间及峰面积）
5、做出内标标准曲线，以内标法计算未知样中蘑菇醇含量。
进样应注意的问题：GC中手动进样技术的熟练与否，直接影响到分析结果的好坏，正确的进样手法是：取样后，一手持注射器(防止气化室的高气压将针芯吹出)，另一只手保护针尖（防止插入隔垫时弯曲）。
先小心地将注射针头穿过隔垫，随即快速将注射器插到底，并将样品轻轻注入气化室（注意不要用力过猛使针芯弯曲），同时按start键，拔出注射器，注射样品所用时间及注射器在气化室中停留的时间越短越好。
另外，在进多个不同样品时，每次进样前都要将进样针润洗干净，确保洗针溶剂不干扰样品检测。
2、使用蘑菇醇对内标峰面积之比，做出内标标准曲线；
3、比较两条曲线的线性并讨论；
4、使用内标曲线计算原蘑菇醇未知样中蘑菇醇浓度；
六、结果与讨论
1.你做出来的标准曲线相关系数是多少？你觉得操作过程中有哪些地方会带来误差？
有哪些操作或参数还可以优化？
2.比较归一化法，外标法和内标法各自的优缺点。
3.你对本实验有什么意见或建议吗？
液相色谱仪分离测定饮料中的咖啡因
1 实验目的
（1）了解高效液相色谱仪（以安捷伦1100、1260为例）的结构及基本操作。
（2）了解色谱分离的基本原理，尤其是反相色谱的基本规律。
（3）掌握色谱的基本定性、标准曲线定量方法。
2实验原理
咖啡因又称咖啡碱，属黄嘌呤衍生物，化学名称1，3，7-三甲基黄嘌呤，是由茶叶或咖啡中提取出的一种生物碱。
它能兴奋大脑皮层，使人精神兴奋。
咖啡中含咖啡因约1.2%～1.8%，茶叶中约为2.0～4.7%。
可乐饮料、APC药片均含咖啡因。
本实验采用的是液相色谱中的反相分配色谱，反相色谱用的是非极性填料分析柱（如ODS-C18），流动相是极性较强溶剂（如甲醇和水），样品根据在固定相和流动相中的分配系数不同而进行分离。
通过标准样品的保留时间进行定性，以峰面积对浓度绘制的工作曲线定量。
3 仪器与试剂
1. 仪器
Agilent 1260型液相色谱仪：真空在线脱气装置；四元梯度泵；多波长监测器；
ODS-C18柱；超声器（用于样品溶解，流动相脱气，玻璃器皿清洗）。
2. 试剂
甲醇（色谱纯）；水（超纯水）；咖啡因标样；雪碧；可乐。
4实验步骤
1. 确定实验条件
打开计算机，等计算机启动完毕后，依次打开输液泵、真空在线脱气装置、柱温箱、检测器的开关。
通讯完毕后，设定操作条件。
流动相：甲醇/水＝60/40；总流速0.8mL/min 设定在254nm波长下进行检测，柱温30℃，检测时间6min。
条件参数设定完成后，让仪器平稳运行至少半小时，待基线平稳后即可测试样品。
流动相的比例可以根据实验内容的需要在控制单元中修改。
2. 样品制备
将雪碧、可乐倒入烧杯后放在超声波仪中超声脱气，去除雪碧、可乐中溶解的空气以及大量二氧化碳气体。
将脱气后的雪碧、可乐溶液用甲醇稀释2倍后，通过0.45μm的滤膜过滤，转移至定量管中备用。
配置1mol/mL的咖啡因溶液作为母液，再分别从母液中移取0.25mL、0.5mL、1mL、2mL、3mL溶液至容量瓶中，然后分别稀释至25mL。
3. 样品测试
基线稳定后，依次将咖啡因标准溶液进样5μl（利用六通阀进样器的定量管进行准确定量），以得到咖啡因在此色谱条件下的保留时间以及各个浓度下咖啡因的峰面积。
相同条件下，将雪碧、可乐溶液进样5μl，以获得此溶液中咖啡因的保留时间及峰面积。
改变流动相的比例，待基线稳定后，选取雪碧或可乐溶液进行测试，观察溶液中各组份在色谱图中的变化。
4. 关机
设定冲洗条件：流动相甲醇/水＝100/0、流速0.5mL/min。
约半小时后观察基线平稳，可在工作站上关闭输液泵，柱温箱、监测器，然后关闭工作站，再依次关闭仪器上监测器、柱温箱、输液泵的电源开关。
关闭计算机。
26.5数据处理
由步骤3获得的各标准溶液的实验结果，绘制峰面积-浓度标准曲线。
根据测出的饮料溶液中咖啡因的峰面积求出饮料中咖啡因的实际浓度。
观察色谱中流动相比例的改变对溶液中各组分的保留时间及峰形的影响。
26.6 思考题
（1）反相分配色谱的分离原理是什么？
（2）流动相的改变会对色谱图造成哪些影响及原因。
（3）液相色谱的优缺点。