第九章气相色谱概论
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气相色谱讲义
第一节 气相色谱法概述 第二节 气相色谱分析的理论基础 第三节 色谱分离条件的选择 第四节 固定相与选择 第五节 气相色谱检测器 第六节 气相色谱定性方法 第七节 气相色谱定量方法
1．色谱法概述、分类； 2．流出曲线和有关术语 3．色谱法基本理论； 4．分离度； 5．气相色谱仪五个主要部分的作用、原理； 6．操作条件的选择(如载体、固定相、温度等的选择)； 7．定性定量分析方法
第二节 气相色谱理论基础
Fundamental of chromatograph theory
一、气-固和气-液色谱分析 Fundamental principle of GC 二、塔板理论 Plate theory 三、速率理论 Rate theory
一、气－固色谱及气－液色谱的基本原理
多组分试样通过色谱柱分离的流程 色谱柱: 填充柱(内径为2-6毫米,长0.5-10米的U型或者螺旋型金属或玻璃)
从柱头加入，随着流动相不断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流 出柱子而进入检测器，从而使各组分浓度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。
根据峰的位置（出峰时间 t ）——定性 根据峰的面积 A （或峰高h） ——定量
2、色谱法分类
（一）按两相物理状态分:(流动相和固定相的物理状态) （二）按分离原理分 ： （三）按固定相的形式分：
（动画）
图1 典型色谱流出曲线
术语： （1）基线(base line)（2） 保留值(retention valume) （3） 色谱的区域宽度（peak width）
（1）基线（base line）：
操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号- 时 间曲线称为基线（O - O’）（它反映检测系统噪声随时间变化的 情况，稳定的基线应是一条水平)
1．色谱法概述、分类； 2．流出曲线和有关术语 3．色谱法基本理论； 4．分离度； 5．气相色谱仪五个主要部分的作用、原理； 6．操作条件的选择(如载体、固定相、温度等的选择)； 7．定性定量分析方法
第二节 气相色谱理论基础
Fundamental of chromatograph theory
一、气-固和气-液色谱分析 Fundamental principle of GC 二、塔板理论 Plate theory 三、速率理论 Rate theory
一、气－固色谱及气－液色谱的基本原理
多组分试样通过色谱柱分离的流程 色谱柱: 填充柱(内径为2-6毫米,长0.5-10米的U型或者螺旋型金属或玻璃)
从柱头加入，随着流动相不断加入，洗脱作用连续进行，直至A和B组分先后流 出柱子而进入检测器，从而使各组分浓度转变成电信号后在荧光屏上显示出来。
根据峰的位置（出峰时间 t ）——定性 根据峰的面积 A （或峰高h） ——定量
2、色谱法分类
（一）按两相物理状态分:(流动相和固定相的物理状态) （二）按分离原理分 ： （三）按固定相的形式分：
（动画）
图1 典型色谱流出曲线
术语： （1）基线(base line)（2） 保留值(retention valume) （3） 色谱的区域宽度（peak width）
（1）基线（base line）：
操作条件稳定后，没有试样通过时检测器所反映的信号- 时 间曲线称为基线（O - O’）（它反映检测系统噪声随时间变化的 情况，稳定的基线应是一条水平)
分析化学精品课程课件色谱法
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
(1) 一定温度下， K值最小的组分最先流出色谱柱，而 K值越大的组分，出峰越慢；
(2) 试样一定时，K 主要取决于固定相性质；即 每个组 份在各种固定相上的分配系数 K 不同；
(3) 选择适宜的固定相可改善分离效果；
(4) 试样中的各组分具有不同的 K 值是分离的基础；
2.色谱法分类
根据流动相和固定相物理状态分:
气相色谱 液相色谱
气固色谱
流动相为气体， 固定相为固体吸附剂
气液色谱
流动相为气体， 固定相为液体
液固色谱 流动相为液体， 固定相为固体吸附剂。
液液色谱 流动相为液体， 固定相为液体
(2) 根据分离过程中固定相的形状分:
A、柱色谱法:填充柱色谱、毛细管色谱 B、平面色谱:纸色谱、薄层色谱
第九章 色谱法
GC/HPLC/IC
2024年11月3日12时20 分
§9.1 概述 §9.2 气相色谱分析理论基础 §9.3 气相色谱分离操作条件
的选择
§9.4 气相色谱检测器 §9.5 气相色谱定性/定量分析 §9.6 高效液相色谱法简介 §9.7 离子色谱法简介
本章基本要求
1.熟悉GC/HPLC/IC的基本组成、结构流程及各部件作用； 2.熟悉分配系数、容量因子的定义及相互关系； 3.掌握塔板理论、速率理论及分离度； 4.掌握气相色谱检测器结构、原理及特点； 5.掌握定量分析方法，了解定性分析方法; 6.了解操作条件的选择原则以及操作条件对分离的影响.
(3) C ·u —传质阻力项
传质阻力包括气相传质阻力 Cg和液相传质阻力CL即：
C =（Cg + CL）
Cg
0.01k (1 k)2
《气相色谱》课件
特点
高分离效能、高灵敏度、高选择性、应用范围广等。
气相色谱法的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体、 土壤等环境样品中的有 机污染物和有害气体。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂、营养成
分等。
医药分析
用于药物成分分析、药 物代谢产物检测等。
化工分析
用于石油、化工、香料 、化妆品等行业的组分
分析和质量控制。
详细描述
气相色谱可以检测环境样品中的挥发性有机物、半挥发性有机物、农药残留等污 染物，为环境监测和污染治理提供有力支持。
食品与药物分析
总结词
气相色谱在食品和药物分析中具有高灵敏度、高分离效能和 低检测限的特点。
详细描述
气相色谱可以用于食品中农药残留、添加剂、风味组分的分 析，以及药物中有效成分、溶剂残留等的分析，保障食品安 全和药物质量。
06
气相色谱的挑战与展望
当前挑战
样品复杂性
随着样品多样性的增加，如何有效地分离和检测复杂样品 成为气相色谱技术面临的重要挑战。
灵敏度与特异性
对于痕量组分的检测，提高气相色谱的灵敏度和特异性是 当前面临的关键问题。
快速分析
在许多应用中，如环境监测和临床诊断，需要快速、实时 地进行分析，这对气相色谱技术的响应速度提出了更高的 要求。
气相色谱法的历史与发展
起源
01
气相色谱法的起源可以追溯到20世纪初，当时英国科学家第一
次使用气体通过色谱柱的方法进行实验。
初步发展
02
经过几十年的研究和发展，气相色谱法逐渐成熟，并成为一种
重要的分析方法。
现ห้องสมุดไป่ตู้发展
03
随着科技的不断进步，气相色谱法的技术和仪器不断得到改进
高分离效能、高灵敏度、高选择性、应用范围广等。
气相色谱法的应用领域
环境监测
用于检测空气、水体、 土壤等环境样品中的有 机污染物和有害气体。
食品检测
用于检测食品中的农药 残留、添加剂、营养成
分等。
医药分析
用于药物成分分析、药 物代谢产物检测等。
化工分析
用于石油、化工、香料 、化妆品等行业的组分
分析和质量控制。
详细描述
气相色谱可以检测环境样品中的挥发性有机物、半挥发性有机物、农药残留等污 染物，为环境监测和污染治理提供有力支持。
食品与药物分析
总结词
气相色谱在食品和药物分析中具有高灵敏度、高分离效能和 低检测限的特点。
详细描述
气相色谱可以用于食品中农药残留、添加剂、风味组分的分 析，以及药物中有效成分、溶剂残留等的分析，保障食品安 全和药物质量。
06
气相色谱的挑战与展望
当前挑战
样品复杂性
随着样品多样性的增加，如何有效地分离和检测复杂样品 成为气相色谱技术面临的重要挑战。
灵敏度与特异性
对于痕量组分的检测，提高气相色谱的灵敏度和特异性是 当前面临的关键问题。
快速分析
在许多应用中，如环境监测和临床诊断，需要快速、实时 地进行分析，这对气相色谱技术的响应速度提出了更高的 要求。
气相色谱法的历史与发展
起源
01
气相色谱法的起源可以追溯到20世纪初，当时英国科学家第一
次使用气体通过色谱柱的方法进行实验。
初步发展
02
经过几十年的研究和发展，气相色谱法逐渐成熟，并成为一种
重要的分析方法。
现ห้องสมุดไป่ตู้发展
03
随着科技的不断进步，气相色谱法的技术和仪器不断得到改进
《现代气相色谱实践》第九章-气相色谱法的载气和辅助气 (1)
第九章 气相色谱法的载气和辅助气
一 载气和辅助气的性质
⒈ 氢气（H2） ⒉ 氦气（He） ⒊ 氮气（N2） ⒋ 氩气（Ar） ⒌ 空气
二 载气和辅助气的纯度
⒈ 载气中的水汽对色谱工作的影响 ⒉ 载气中的油蒸气对色谱工作的影响 ⒊ 载气中杂质无机气体对色谱工作的影响
三 载气和辅助气的净化
⒈ 活性炭 ⒉ 硅胶 ⒊ 分子筛 ⒋ 载气或空气中含大量油蒸气时的处理办法 ⒌ 超纯载气中痕量氧和硫的脱除
第九章 气相色谱法的载安全。 在使用工业钢瓶盛装的氢气时，应注意以下事项：
● 钢瓶应被涂成深绿色，并用大红色油漆注明“氢气”和"H2"字样。 ● 在作钢瓶与管道连接或拆卸工作中，绝不可使用任何沾有油脂或溶剂的金属工具，否则极 容易引起危及生命的强烈爆炸。 ● 与氢气钢瓶连接的管道最好是金属管，例如不锈钢管或紫铜管。尽量避免使用塑料管；绝 不要使用橡胶管，因为：
一 载气和辅助气的性质
在气相色谱法的早期工作中曾使用过一种累积式积分型检测器：碱液吸收量气管检测器。在 这种检测器上必须使用二氧化碳气作载气，当这种载气携带着样品组分从色谱柱中流出并进入量 气管检测器时，二氧化碳气被量气管中的碱液吸收，存留的气体当然就是被分析样品中组分的气 体。这种检测器在当时很适用于石油气、煤气等样品的分析；然而，这种气体的酸性会破坏碱性 的样品组分或固定相。于是人们就很自然地想到一种相反的办法，即在这种检测器中用硫酸来代 替碱液，并用碱性的氨气充当载气。二氧化碳和氨气都很容易提纯，价格相当低廉，且可贮存在 加压的钢瓶中，当它们一旦流出色谱柱后就会被量气管检测器中的吸收液吸收贻尽；它们的缺点 是只能分析气体样品，有很大的局限性。因此，当 1956 年出现热导检测器等灵敏的示差式微分型 检测器后，所有的累积式积分型检测器就立即被淘汰。
一 载气和辅助气的性质
⒈ 氢气（H2） ⒉ 氦气（He） ⒊ 氮气（N2） ⒋ 氩气（Ar） ⒌ 空气
二 载气和辅助气的纯度
⒈ 载气中的水汽对色谱工作的影响 ⒉ 载气中的油蒸气对色谱工作的影响 ⒊ 载气中杂质无机气体对色谱工作的影响
三 载气和辅助气的净化
⒈ 活性炭 ⒉ 硅胶 ⒊ 分子筛 ⒋ 载气或空气中含大量油蒸气时的处理办法 ⒌ 超纯载气中痕量氧和硫的脱除
第九章 气相色谱法的载安全。 在使用工业钢瓶盛装的氢气时，应注意以下事项：
● 钢瓶应被涂成深绿色，并用大红色油漆注明“氢气”和"H2"字样。 ● 在作钢瓶与管道连接或拆卸工作中，绝不可使用任何沾有油脂或溶剂的金属工具，否则极 容易引起危及生命的强烈爆炸。 ● 与氢气钢瓶连接的管道最好是金属管，例如不锈钢管或紫铜管。尽量避免使用塑料管；绝 不要使用橡胶管，因为：
一 载气和辅助气的性质
在气相色谱法的早期工作中曾使用过一种累积式积分型检测器：碱液吸收量气管检测器。在 这种检测器上必须使用二氧化碳气作载气，当这种载气携带着样品组分从色谱柱中流出并进入量 气管检测器时，二氧化碳气被量气管中的碱液吸收，存留的气体当然就是被分析样品中组分的气 体。这种检测器在当时很适用于石油气、煤气等样品的分析；然而，这种气体的酸性会破坏碱性 的样品组分或固定相。于是人们就很自然地想到一种相反的办法，即在这种检测器中用硫酸来代 替碱液，并用碱性的氨气充当载气。二氧化碳和氨气都很容易提纯，价格相当低廉，且可贮存在 加压的钢瓶中，当它们一旦流出色谱柱后就会被量气管检测器中的吸收液吸收贻尽；它们的缺点 是只能分析气体样品，有很大的局限性。因此，当 1956 年出现热导检测器等灵敏的示差式微分型 检测器后，所有的累积式积分型检测器就立即被淘汰。
仪器分析课后习题答案(武大版)
仪器分析课后习题（参考）（部分）第一章绪论1.仪器分析有哪些分析方法？请加以简述。
答：a.光学分析法 b.电化学分析法 c.分离分析法 d.其它分析方法。
光学分析法：分为非光谱法和光谱法。
非光谱法是不涉及物质内部能级跃迁，通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化，从而建立起分析方法的一类光学测定法。
光谱法是物质与光相互作用时，物质内部发生的量子化的能级间的跃迁，从而测定光谱的波长和强度而进行的分析方法。
电化学分析方法：利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。
分离分析方法：利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和解析能力、迁移速率等方面的差异，先分离，后按顺序进行测定的一类分析方法。
其它仪器分析方法和技术：利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质测定的一类分析方法。
3.仪器分析的联用技术有何显著优点？答：多种现代分析技术的联用，优化组合，使各自的优点得到发挥，缺点得到克服，尤其是仪器与现代计算机技术智能融合，实现人机对话，不断开拓了一个又一个的研究领域。
第二章分子分析方法2.为什么分子光谱总是带状光谱？答：因为当分子发生电子能级跃迁时，必须伴随着振动能级和转动能级的跃迁，而这些振动的能级和转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的，所以是带状光谱。
4.有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型？那些类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出来？答：б→б*、П→б*、n→б*、n→б*、n→П*、П→П*。
其中n→б*、n→П*、П→П*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出。
5.何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应，淡色效应、向红基团、向蓝基团？答：深色团：分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。
助色团：与生色团和饱和烃相连且使吸收峰向长波方向移动，并使吸收强度增强的原子或原子团，如：-OH、-NH2。
长移：某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团，使吸收峰向长波长的移动的现象。
第九章 色谱法概论-2
8）选择性因子 α：调整保留值 ） 之比
某组分2的调整保留值与组分1的调整保留 值之比，称为选择性因子 。 由于相对保留值只与柱温及固定相性质有 关，而与柱径、柱长、填充情况及流动 相流速无关，因此，它在色谱法中，特 别是在气相色谱法中，广泛用作定性的 依据。 K2 k2 α = r2， = = 1 K1 k1
1．流出曲线和色谱峰
色谱图） 流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线 色谱峰：流出曲线上突起部分 色谱峰
从色谱图上可以得到许多重要 信息：
①根据色谱峰的个数，可以判断试样中所含组 分的最少个数。 ②根据色谱峰间的距离，可评价色谱条件的选 择是否合理。 ③利用色谱峰的保留值及区域宽度，可评价柱 效。 ④根据色谱峰的保留值，可以对组分进行定性 分析。 ⑤根据色谱峰的面积或峰高，可以对组分进行 定量分析。
♠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。
11．容量因子 11．
分配系数K 分配系数 ： K = CS
以吸附色谱为例见图示 吸附→ 解吸→再吸附 →再解吸 →反复多次洗 脱→被测组分分配系数不同→ 差速迁移 → 分 离
图示
分配系数的微小差异→吸附能力的微小差异 微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先流出； 吸附能力强的组分后流出 back
色谱过程示意图
二、色谱流出曲线和基本概念
1．流出曲线和色谱峰 2．保留值：色谱定性参数 3．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数
第2节 色谱过程与术语 一、 色谱过程：
色谱过程是当流动相中携带的混合物流
经固定相时，其与固定相发生相互作用。 经固定相时，其与固定相发生相互作用。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差 与固定相之间产生的作用力的大小、 异，与固定相之间产生的作用力的大小、 强弱不同，随着流动相的移动， 强弱不同，随着流动相的移动，混合物在 两相间经过反复多次的分配平衡， 两相间经过反复多次的分配平衡，使得各 组分被固定相保留的时间不同， 组分被固定相保留的时间不同，从而按一 定次序由固定相中流出。 定次序由固定相中流出。
气相色谱课件
检测限和线性范围
检测限 Detection Limit S / N 3 时该方法可以检测的最低浓度或量
⊿R =3N（3倍噪音）时 ⊿Q =D
S R 3N Q D
线性范围 Linear range
D 3N S
指检测器信号与样品浓度（或量）之间成正比关系的范围
34
气相色谱原理与技术
检测器性能指标
GC分析条件的选择
1) 色谱柱,固定液 (相似相容原则) 2) 汽化温度 (高于柱温5-10C) 3) 柱温
恒定温度：稍高于沸点 程序升温
4) 载气流量 5) 进样量
GC分析技术
36
气相色谱原理与技术
定性分析
GC定性分析
保留时间定性（已知物对照法）
在相同色谱条件下，未知物的保留时间与标准 物质相同时，可以初步认为是同一物质。
25
气相色谱原理与技术
检测器
样品浓度相同时，随着C原子的个数增加，响应值提高
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气相色谱原理与技术
检测器
FID的特点：
灵敏度高，线性范围宽
✓样品必须可燃，
✓灵敏度高，线性范围宽
✓对样品产生破坏
✓不能检测惰性气体、空气、水、CO、CO2、NO、SO2等
27
气相色谱原理与技术
电子捕获检测器， ECD
42
2. 外标法
气相色谱原理与技术
定量分析
将某组分的峰面积与该组分标准峰面积直接比较定量。
或采用标准曲线法定量：
A
优点：不做校正因子,
Ax
不必全出峰
缺点：实验条件影响较大
Cx C
43
气相色谱原理与技术
定量分析
3. 内标法
比较标准物质和被测组分的峰面积，从而确定被测组分 的浓度。
气相色谱介绍PPT课件
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常用的色谱柱
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二 气相色谱的分类及特点
按两相状态分类 按固定相性质分类 按动力学分类
气固色谱法 气液色谱法
柱色谱法 纸色谱法 薄层色谱法/薄板层析法 冲洗法 顶替法 迎头法
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特点
高效能 高选择性 高灵敏度 分析速度快 应用范围广
毛细管柱可达105-106块塔板
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第17页/共18页
感谢您的观看。
第18页/共18页
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气相色谱仪的组成
1.进样隔垫 进样隔垫一般为硅橡胶材料制成，一般可分普通型、优
质型和高温型三种，普通型为米黄色，不耐高温，一般在 200℃以下使用；优质型可耐温到300℃；高温型为绿色，使 用温度可高于350℃，至色谱柱最高使用温度的400℃。
2.玻璃衬管 气相色谱的衬管多为玻璃或石英材料制成，主要分成分
通过高选择性的固定液，是各组分分配 系数有较大差别而实现分离
使用高灵敏度检测器保以检测出10-11-10-13 克物质
电子计算机控制色谱分析，使色谱分析 和处理数据全部自动
可分析气体液体固体，有机物和无机 物，还可以高分子和生物大分子
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三 SP—6890型气相色谱仪
第10页/共18页
流衬管、不分流衬管、填充柱玻璃衬管三种类型。
第5页/共18页
3.气体过滤器 变色硅胶可根据颜色变化来判断其性能，但分子筛等吸附有
机物的过滤器就不能用肉眼判断了，所以必须定期更换，一般3 个月更换或再生一次。
4 检测器 目前，GC所使用的检测器有多种，其中常用的检测器主要有火 焰离子化检测器（FID）、火焰热离子检测器（FTD）、火焰光 度检测器（FPD）、热导检测器（TCD）、电子俘获检测器 （ECD）等。
常用的色谱柱
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二 气相色谱的分类及特点
按两相状态分类 按固定相性质分类 按动力学分类
气固色谱法 气液色谱法
柱色谱法 纸色谱法 薄层色谱法/薄板层析法 冲洗法 顶替法 迎头法
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特点
高效能 高选择性 高灵敏度 分析速度快 应用范围广
毛细管柱可达105-106块塔板
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感谢您的观看。
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气相色谱仪的组成
1.进样隔垫 进样隔垫一般为硅橡胶材料制成，一般可分普通型、优
质型和高温型三种，普通型为米黄色，不耐高温，一般在 200℃以下使用；优质型可耐温到300℃；高温型为绿色，使 用温度可高于350℃，至色谱柱最高使用温度的400℃。
2.玻璃衬管 气相色谱的衬管多为玻璃或石英材料制成，主要分成分
通过高选择性的固定液，是各组分分配 系数有较大差别而实现分离
使用高灵敏度检测器保以检测出10-11-10-13 克物质
电子计算机控制色谱分析，使色谱分析 和处理数据全部自动
可分析气体液体固体，有机物和无机 物，还可以高分子和生物大分子
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三 SP—6890型气相色谱仪
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流衬管、不分流衬管、填充柱玻璃衬管三种类型。
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3.气体过滤器 变色硅胶可根据颜色变化来判断其性能，但分子筛等吸附有
机物的过滤器就不能用肉眼判断了，所以必须定期更换，一般3 个月更换或再生一次。
4 检测器 目前，GC所使用的检测器有多种，其中常用的检测器主要有火 焰离子化检测器（FID）、火焰热离子检测器（FTD）、火焰光 度检测器（FPD）、热导检测器（TCD）、电子俘获检测器 （ECD）等。
7.仪器分析 气相色谱法
2013-8-12
气固色谱固定相
（3）分子筛
碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A、
5A分子筛等（孔径：埃）。常用5A（常温下分离O2与N2）。
（4）高分子多孔微球（GDX系列） 新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。 型号：GDX-01、-02、-03等。适用于水、气体及低级醇的 分析。
2013-8-12
三、电子捕获检测器
electron capture detector，ECD 高选择性检测器， 仅对含有卤素、磷、硫、氧 等电负性元素的化合物有很高的灵敏度，对大多数 烃类没有响应，检测下限10-14 g /mL。
较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。
2013-8-12
对含氮、磷化合物有高的选择性和灵敏度。
2013-8-12
六、检测器分类 classification of detector
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。比如热导检测器，电子捕获检测器；
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。比如氢火焰离子化检 测器，火焰光度检测器。
2013-8-12
第八章 气相色谱法
gas chromatography （GC）
一、热导检测器
thermal conductivity detector,TCD
二、氢火焰离子化检测器 flame ionization detector, FID 三、电子捕获检测器 electron capture detector, ECD 四、火焰光度检测器 flame photometric dector，FPD 五、氮磷检测器 Nitrogen-Phosphorus dector，NPD 六、检测器分类 Classification of detector
气相色谱讲议 PPT课件
2020/5/23
40
第四节 色谱柱系统（毛细管柱）
2020/5/23
41
第四节 色谱柱操作注意事项
• 色谱柱安装：
• 第一，当把毛细管柱安装在色谱仪上时，需 要将其两端分别与进样口和检测器相连接。 原理都是用一个石墨密封垫，通过接头压紧 而达到固定和密封的目的。安装时将石墨垫 套在柱头后，应将柱头截去l~2cm。仪器带 有专门的柱切割器，在柱管上轻轻划一下， 然后用手别断。这样做可以保证柱端是整洁 的，又避免了柱头污染物对分析的干扰。
2020/5/23
25
第三节 进样系统 （衬管）
2、进样口衬管：多为玻璃或石英 材料制成。这里强调几个普遍性 的问题：
2020/5/23
26
第三节 进样系统 （衬管）
• ①衬管能起到保护色谱柱的作用。在分流／ 不分流进样时，不挥发的样品组分会滞留在 衬管中而不进入色谱柱。如果这些污染物在 衬管内积存一定量后，就会对分析产生直接 影响。比如，它会吸附极性样品组分而造成 峰拖尾，甚至峰分裂，还会出现鬼峰。因此 ，一定要保持衬管干净，注意及时清洗和更 换。
• • tR为相邻两峰的保留时间
W为相邻两峰的峰宽
2020/5/23
11
气相色谱分离常用的基本公式
• b：理论塔板数
• n = 5.54 ( tR / W h/2 )2
•
•
tR为主峰的保留时间
•
W h/2 为主峰的半高峰宽
2020/5/23
12
气相色谱分离定量常用的基本公式
• c:外标法
• 含量（ C X ）= C R × AX /AR • • CX为供试品浓度 AX为供试品峰面积 • CR为对照品浓度 AR为对照品峰面积
气相色谱知识概论
气路系统
作用： 供给色谱分析所需要的载气、燃气、助燃气。 包括： 气体钢瓶（气体发生器）、减压阀、净化管（脱氧管、脱水管）、稳压阀和稳流阀、 气体管路等组件。 1、载气：最常用的有N2，H2等。所走的路线为： 钢瓶（或气体发生器）----压力表----减压阀-----净化管--仪器进气孔-----稳压表---稳流 表-----汽化室----柱----检测器。 2、燃气、助燃气：H2和空气。所走的路线为： 钢瓶（或气体发生器）----压力表----减压阀----净化管----稳流表---检测器。
时应采用分流进样装置来实现。体积过大或进样过慢，将导致分离 变差(拖尾)。
分离系统
柱分离系统是色谱分析的心脏部分。其作用就是把样品中的各个组分分离开来。 分离柱包括填充柱和毛细管柱。 柱材料包括金属、玻璃、融熔石英、聚四氟等。 组成部分：柱室（后开门、风扇）、色谱柱、温控部件。
柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小±0.xoC。选择柱温主要考虑样品 待测物沸点和对分离的要求。柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点(分析时 间20-30min)；对宽沸程的样品，应使用程序升温方法。
柱温分为恒温和程序升温两种 恒温：对于沸程不太宽的简单样品，可采用恒温模式。一 般的气体分析和简单 液体样品分析都采用恒温模式。 程序升温：对于沸程较宽的复杂样品，如果在一恒温下很难达到好的分离效果， 此时就该选择程序升温。
检测系统
检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为电信号的装置，是色谱仪的眼 睛。 通常由检测元件、放大器、数模转换器三部分组成.
• 单体分析、添加剂分析、共聚物组成分析、聚合物结构表征/聚合 物中的杂质分析、热稳定性研究、方法研究、质量监控、过程分 析
• 白酒、啤酒、红酒成分分析；各种饮料、果汁成分分析；酱油、 醋等调料成分分析
第九章 色谱分析法
4
组成
5
1. 载气瓶，2 减压阀，3 稳流阀，4 流量计，5分流阀，6注射器， 7 进样器，8色谱柱，9 色谱炉(箱)，10皂膜流量计，11 检测器， 12 记录仪， 13静电计或电桥， 14 模数转换器， 15 数据系统。
6
环境中有机污染物的分析——废水中酚的分离
色谱峰： 1苯酚； 2 氯酚； 3 2-硝基酚 4 2.4-二甲酚 5 2.4-二氯酚 6 4-氯-3-甲酚 7 2，4，6-三氯酚 8 2，4-二硝基酚 9 4-硝基酚 10 3-甲基-4，6-二硝基甲酚 11 五氯酚 色谱柱：SPB-5,15m×0.53mm 载气：He 8 C / min 1800 C 柱温：750 C (2 min)
起源
• 1903年，俄国植物学家次维特（Mikhail Tswett） 最先发明。他采用填充有固体CaCO3细颗粒的玻 璃柱，将植物色素的提取物加于柱顶端，然后以 溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色 带，他称之为色谱。
பைடு நூலகம்
1
原理
• 各组分和固定相 存在一定的化学 亲和力，且各组 分和固定相的亲 和力大小不同 • 化学亲和力
0
7
定量计算方法
• 1、归一化法：若样品中所有的组分均能流出色谱柱 且有较好的、可分辨的色谱峰时可用此法定量。
8
内标法
当试样中所有组分不能全部出峰，或只要测定试样中某几个组分时， 可采用此法。 将一定量的纯物质作为内标物加到准确称取的待测样中，根据待测 组分和内标物的峰面积来计算被测组分的含量。内标物应是待测试样中 不存在的纯物质，加入的量应接近待测组分的量，同时要求内标物的色 谱峰应位于待测组分色谱峰附近或几个待测组分色谱峰的中间。 内标标准曲线法 ：因内标法每次分析时，都要准确称取试样和内标 物质，较费事，不适用于快速控制分析。采用内标标准曲线法进行定量 测定可避免这些麻烦。 内标法的要求：内标物必须是待测试样中不存在的，但其结构或官 能团与组分要相似，内标物与样品互溶，内标峰应与试样中的各组分的 峰分开，并尽量接近欲分析的组分，二者的加入量即浓度相近，在分析 条件下内标物不与样品发生反应。 内标物法的缺点：在试样中增加了一个内标物，常常给分离造成一 定的困难。
组成
5
1. 载气瓶，2 减压阀，3 稳流阀，4 流量计，5分流阀，6注射器， 7 进样器，8色谱柱，9 色谱炉(箱)，10皂膜流量计，11 检测器， 12 记录仪， 13静电计或电桥， 14 模数转换器， 15 数据系统。
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环境中有机污染物的分析——废水中酚的分离
色谱峰： 1苯酚； 2 氯酚； 3 2-硝基酚 4 2.4-二甲酚 5 2.4-二氯酚 6 4-氯-3-甲酚 7 2，4，6-三氯酚 8 2，4-二硝基酚 9 4-硝基酚 10 3-甲基-4，6-二硝基甲酚 11 五氯酚 色谱柱：SPB-5,15m×0.53mm 载气：He 8 C / min 1800 C 柱温：750 C (2 min)
起源
• 1903年，俄国植物学家次维特（Mikhail Tswett） 最先发明。他采用填充有固体CaCO3细颗粒的玻 璃柱，将植物色素的提取物加于柱顶端，然后以 溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色 带，他称之为色谱。
பைடு நூலகம்
1
原理
• 各组分和固定相 存在一定的化学 亲和力，且各组 分和固定相的亲 和力大小不同 • 化学亲和力
0
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定量计算方法
• 1、归一化法：若样品中所有的组分均能流出色谱柱 且有较好的、可分辨的色谱峰时可用此法定量。
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内标法
当试样中所有组分不能全部出峰，或只要测定试样中某几个组分时， 可采用此法。 将一定量的纯物质作为内标物加到准确称取的待测样中，根据待测 组分和内标物的峰面积来计算被测组分的含量。内标物应是待测试样中 不存在的纯物质，加入的量应接近待测组分的量，同时要求内标物的色 谱峰应位于待测组分色谱峰附近或几个待测组分色谱峰的中间。 内标标准曲线法 ：因内标法每次分析时，都要准确称取试样和内标 物质，较费事，不适用于快速控制分析。采用内标标准曲线法进行定量 测定可避免这些麻烦。 内标法的要求：内标物必须是待测试样中不存在的，但其结构或官 能团与组分要相似，内标物与样品互溶，内标峰应与试样中的各组分的 峰分开，并尽量接近欲分析的组分，二者的加入量即浓度相近，在分析 条件下内标物不与样品发生反应。 内标物法的缺点：在试样中增加了一个内标物，常常给分离造成一 定的困难。
9.1 色谱分析法简介
第九章色谱分析导论第九章色谱分析导论9.1 色谱分析法简介9.1.1 色谱分析法概述9.1.2 色谱法的发展9.1.3 色谱分析法的分类9.1.4 色谱图及色谱常用术语9.2 色谱分离原理和基本理论9.3 色谱的定性和定量分析色谱分离发展史 9.1.1 色谱分析法概述 创始人：Mikhail Tswett 1906年 植物萃取液 碳酸钙石油醚 淋洗 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素固定相流动相色谱法 色谱分析法 =色谱法+定性与定量分析各组分 一个世纪的发展 9.1.2 色谱法的发展◆分离物类型：由“有色”→ “无色”◆流动相：由液体 → 气体 → 超临界流体◆联用技术：由单型色谱分析 → 色谱与其他分析技术的联用分析 气相色谱法 液相色谱法 超临界流体色谱法9.1.3 色谱分析法的分类分类依据色谱名称流动相状态气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱柱色谱纸色谱薄层色谱固定相使用形式分离原理吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱色谱图三要素：◆横坐标：组分出峰时间(min)◆纵坐标：组分的峰面积A或峰高h◆每个峰：表示一个完整结构的待分离纯组分色谱图中的重要信息：◆基线◆保留值◆峰高h和区域宽度(1)基线只有流动相而没有组分通过检测器时的色谱曲线。
正常基线为直线（如下图红线）。
不正常基线会出现漂移/噪声。
【图例】二组分混合样的分离(2)保留值组分从进样到出现峰最大值时所需的时间（tR）或流动相的体积（V R）。
色谱定性的指标调整保留时间死时间保留时间调整保留体积死体积保留体积(3)峰高和区域宽度峰高h: 与组分的浓度有关区域宽度有三种表示参数：1. 峰宽：W b2. 半峰宽：Y1/23. 标准偏差：σ色谱定量的依据评价色谱柱效的依据。
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试样配制：准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS
计算式：
mi ms
f
' i
Ai
f
' s
AS
;
mi ms
f
' i
Ai
f
' s
AS
i
mi m
ms
fi' Ai
f
' s
AS
m
ms m
fi' Ai
f
' s
AS
（3）外标法
外标法也称为标准曲线法。
特点及要求：
a.外标法不使用校正因子，准确性
较高;
式中
mi fi Ai
mi —组分 i 的质量； fi —组分 i 的绝对校正因子； Ai —组分 i 的峰面积。
1. 峰面积的测量
（1）峰高（h）乘半峰宽（Y 1/2）法：近似将色谱
峰当作等腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的
0.94倍：
A = 1.064 h·W1/2
（2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰
一、定性分析 1.利用纯物质定性的方法 利用保留值定性：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位置。不适用于不同 仪器上获得的数据之间的对比。
利用加入法定性：将纯物质加入到试样中， 观察各组分色谱峰的相对变化。
2.利用文献保留值定性 相对保留值γ21：相对保留值γ21仅与柱温
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。
（2）氢火焰离子化检测器
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。
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
二、色谱图及其相关术语
1、色谱图
2、色谱峰 3、峰底 4、峰高 5、风宽 6、半峰宽 7、峰面积 8、基线
三、色谱参数
1、死时间 2、保留时间 3、死体积 4、保留体积
第三节 气相色谱仪
一、气相色谱仪的基本结构 1、气路系统 （1）气体分类 （2）气体净化 （3）气体流量检测 （4）载气流量测量 2、进样系统 包括进样装置和汽化室。
与标准物质的绝对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi / Ai ms / As
mi As ms Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正 因子称为相对摩尔校正因子（f ’M）,用表示； 当mi、mS用质量单位时, 以（f ’W）,表示。
3、定量分析结果计算
（1）归一化法
i
m1
mi m2
高0.15和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：
A = h·（W 0.15 + W0.85 ）/ 2 （3）用峰高表示峰面积：当操作条件稳定不变时，
在一定进样范围内，对称峰的半峰宽不变，这种情况
下可用峰高h代替面积A进行定量分析。
（4）自动积分和微机处理法
2、定量校正因子 相对校正因子f i’ ：即组分的绝对校正因子
一、色谱法分类
气相色谱：流动相为气体（称为载气）。 液相色谱：流动相为液体。 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、
液固色谱和液液色谱
二、气相色谱法中的两相
1、固定相 色谱柱内不移动的、起分离作用的物质。 （1）吸附剂 （2）固定液 （3）载体 （4）高分子多孔小球 2、流动相
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.双柱（或多柱）定性 气相色谱定性分析的局限性。
与其他方法联用：红外光谱分析法，质谱法，核 磁共振等。
二、定量分析
仪器操作条件一定时，被测组分的进样量与它 的色谱峰面积成正比，这是色谱法定量分析的 基本依据。
特点及要求：
mn
fi' Ai
n
( fi' Ai )
i 1
归一化法简便、准确；
进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；
仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
（2）内标法
内标物要满足以下要求：
（1）试样中不含有该物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。
峰
b.操作条件变化对结果准确性影响
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。
进样前，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。
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，R参≠R测
3、分离系统 主要部件是色谱柱，分为填充柱和毛细管柱。
4、检测系统 把样品的物理化学信号转变成电流信号的一种装置。 1.热导池检测器
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。
参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。
三、气相色谱法分析流程
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-进样器；8-色谱柱 9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器； 12-记录理
气固色谱法以气体作为流动相，以固体吸附剂 作为固定相。气固色谱分离是基于固定相对试 样中各组分吸附能力的差异。（动画）
第九章 气相色谱分析
第一节 概述
俄国植物学家茨维特在1906年使用 的装置：色谱原型装置，如图。
色谱法是一种分离技术。
试样混合物的分离过程也就是试 样中各组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。
火焰中被测组分电离产生的离子 在电场作用下形成电流（10-6~10-14A) ，经放大在记录仪上描绘出色谱图。
氢火焰离子化检测器对绝大数有 机物具有很高的灵敏度，对于在氢火 焰中不能电离的无机气体和水，没有 响应。
二、气相色谱仪的使用规则 三、使用高压气瓶的注意事项
第四节 气相色谱法的定性和定量分析