气相色谱法概述
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
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
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
简述气相色谱法的定义
有关“气相色谱法”的定义
有关“气相色谱法”的定义如下：
气相色谱法是一种利用气体作为流动相的色层分离分析方法。
其原理是利用物质在固定相上的吸附作用和在流动相中的分配系数不同，使不同物质在色谱柱中得到分离。
在气相色谱中，通常使用固体或液体作为固定相，而流动相为气体。
气相色谱法具有效能高、灵敏度高、选择性强、分析速度快和应用范围广等特点，是司法鉴定中检测有机化合物的重要分析手段，尤其适用于易挥发有机化合物的定性、定量分析。
近年来，随着高灵敏选择性检测器的应用，气相色谱法的应用范围进一步扩大。
气相色谱法可以分为气-液色谱法和气-固色谱法。
其中，气-液色谱法是利用液体作为固定相，而气-固色谱法则是利用固体吸附剂作为固定相。
在气相色谱分析中，通常采用内标法或外标法对样品进行定量分析，而通过色谱峰的保留时间和峰面积则可以对化合物进行定性和定量分析。
气相色谱法的定义
气相色谱法的定义气相色谱法是一种分离和分析化合物的技术，广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域。
它利用气相色谱仪将混合物中的化合物分离出来，然后通过检测器进行定量和定性分析。
气相色谱法具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点，因此在科学研究和工业生产中得到了广泛的应用。
气相色谱法的原理是利用气相色谱柱对混合物中的化合物进行分离。
当混合物进入色谱柱时，不同化合物会因为其与固定相的亲和力不同而在色谱柱中以不同速度移动，从而实现分离。
随后，通过检测器对分离出来的化合物进行检测和定量分析。
气相色谱法可以通过不同的检测器实现对化合物的定性和定量分析，常用的检测器包括质谱检测器、火焰光度检测器、电子捕获检测器等。
气相色谱法的应用非常广泛。
在化学领域，气相色谱法可以用于分析有机化合物、无机化合物、生物大分子等。
在生物化学领域，气相色谱法可以用于药物代谢动力学研究、蛋白质结构分析等。
在环境科学领域，气相色谱法可以用于大气污染物的监测、水体中有机污染物的分析等。
此外，气相色谱法还被广泛应用于食品安全监测、药品质量控制等领域。
随着科学技术的不断发展，气相色谱法也在不断改进和完善。
新型的色谱柱材料、检测器技术以及数据处理方法的不断涌现，使得气相色谱法在分析精度、灵敏度和分辨率上得到了显著提高。
同时，气相色谱法与其他分析技术的结合也为其应用拓展提供了更多可能性，例如与质谱联用技术结合可以实现对复杂混合物的高效分析。
总之，气相色谱法作为一种重要的分离和分析技术，在化学、生物化学、环境科学等领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步，相信气相色谱法在未来会有更广阔的应用前景。
仪器分析气相色谱法
仪器分析气相色谱法气相色谱法（Gas Chromatography，GC）是一种常用的分析技术，在化学、生物、环境等领域中广泛应用。
该技术通过样品在气相色谱柱中的分离和检测，可以对复杂的混合物进行分析和定量。
本文将介绍气相色谱法的基本原理、仪器分析方法以及应用领域。
一、气相色谱法的基本原理气相色谱法是一种层析技术，原理是通过样品在一个固定相（色谱柱内涂层的液体或固体）和一个惰性气体流动的气相之间的分配来进行分离。
在气相色谱仪中，样品通过进样口被注入到气相色谱柱中，柱温控制使得样品能够在柱内发生分离。
分离后的组分通过检测器检测，得到相应的信号图谱。
气相色谱法的分离机理有吸附、分配、离子交换、凝聚相分离等方式。
其中最常用的是吸附分离，即通过固定相对不同组分的吸附性能进行选择性分离。
二、气相色谱仪的基本组成及原理气相色谱仪主要由进样系统、色谱柱、载气系统、检测器和数据处理系统等部分组成。
进样系统用于将样品引入到气相色谱柱中，色谱柱进行分离，载气系统用于将惰性气体送入色谱柱以推动样品的迁移，检测器用于检测组分的信号，数据处理系统则用于对检测信号进行分析和处理。
在气相色谱仪中，进样系统的关键部分是进样口、进样器和进样针。
色谱柱是气相色谱法中的核心装置，决定了样品的分离效果。
检测器根据不同的检测原理可以分为不同种类，如火焰光度检测器（FID）、电子捕获检测器（ECD）、氮磷检测器（NPD）等。
三、气相色谱法的应用领域气相色谱法广泛应用于化学、生物、环境等领域。
在化学领域，气相色谱法可用于研究化合物的结构和性质、分析有机物、无机物等；在生物领域，可以用于检测生物样品中的氨基酸、脂肪酸、激素等；在环境领域，可用于监测空气、水、土壤中的有机物、农药、挥发性物质等。
总之，气相色谱法是一种重要的分析技术，具有高分析效率、分辨率高、样品消耗少等优点，被广泛应用于各个领域。
通过不断改进仪器设备和方法，气相色谱法将在未来的研究中发挥更重要的作用。
气相色谱法
气相色谱法气相色谱法是实验室最常用的有机化合物定量分析方法，GBZ/T160系列标准中几乎每一类有机化合物、农药都有使用气相色谱进行分析检测的方法。
一、气相色谱法的原理及特点气相色谱法是以气体为流动相的色谱法。
它是在经典液相色谱法的基础上发展起来的一种分离分析方法，主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。
1、气相色谱法的原理气相色谱分离是利用试样中各组分在色谱柱中的流动相和固定相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次的分配（吸附—脱附—放出）。
2、气相色谱法的分类气固色谱：固定相为固体吸附剂的。
气液色谱：固定相为液体的。
3、气相色谱法的特点优点：分离效能高，选择性高，样品用量少，灵敏度高，应用范围广，分析操作简便、快速；不足之处：没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照时，不能从分离峰给出定性结果，需要与质谱联用才能达到定性目的；不适用用于沸点高于450℃的难挥发物和热稳定性差的物质分析。
二、使用范围我国现有职业卫生检测标准中大部分有机化合物及部分无机化合物，挥发性和半挥发性化合物。
三、分析方法定量分析色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积（或峰高）成正比。
因为峰高比峰面积更容易受分析条件波动的影响，且峰高标准曲线的线性范围也较峰面积的窄。
因此，通常情况是采用峰面积进行定量分析。
CG-4011A气相色谱仪一、主要用途CG-4011A气相色谱仪是吸收国内外先进技术自行设计研制的新一代多用途的实验用色谱仪。
整台仪器采用微型计算机控制，结构紧凑，具有多阶段程序升温功能，操作方便。
适用于气体样品盒沸点低于400℃的液体和固体的微量和常量分析。
广泛应用于石油化工、医药卫生、环境保护、农业食品、煤矿通风安全等部门。
二、实验室环境要求：1）温度：10～35℃2）相对湿度：≤80%3）周围空气中无腐蚀性气体及易燃易爆气体4）无强烈外磁场干扰及机械振动，高灵敏度操作时，防止强烈空气对流5）仪器必须平稳牢固的放置在工作台上。
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。
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)
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 测量臂：连接在色谱柱之后的一臂，电阻R1 • 参考臂：连接在色谱柱之前只通载气的一臂，电阻R2 • R1、R2与两个阻值相等的固定电阻R3、R4组成 桥式电路（惠斯敦电桥）
36
气相色谱仪
2）热导检测器结构示意图
37
气相色谱仪
3）热导检测器工作原理 • 当载气以恒定速度通入电导池，并以恒定电压给 热导池通电时，热丝温度升高。 • 产生的热量经载气带走，并以热传导方式传递给 池体 • 当热量的产生与散失建立动态平衡时，钨丝温度 恒定。若测量臂无样品气体通过，只通载气时， 两个钨丝温度相等，R1=R2。 • 根据惠斯敦电桥原理： R1/R2=R3/R4 →VAB=0 → 检流计G中无电流通 过（IG=0），检流计指针停在零点。
气相色谱仪
2. 进样系统（sample injection system） • 进样器：样品导入装置
-手动进样器 -自动进样器 微量注射器（液体试样） 六通阀（气体试样）
• 气化室：使样品瞬间气化
• 进样体积：
-填充柱：10μL -毛细管柱：1μL
15
气相色谱仪
3. 分离系统（separation system） • 色谱柱 • 柱温箱
气相色谱仪
3）电子捕获检测器（ECD） 1. 检测依据 2. 结构及工作原理 3. 应用 4. 优点 5. 缺点 6. 使用注意事项
54
气相色谱仪
1. 检测依据 放射性物质辐射线的作用下，间接使组分导电， 形成离子流，通过测定离子流确定组分浓度 选择型、浓度型
2. 结构及工作原理 1）电子捕获检测器构件 2）电子捕获检测器结构示意图 3）电子捕获检测器工作原理
32
气相色谱仪
1）热导检测器(TCD）
1. 检测原理 2. 适用对象 3. 结构及工作原理 4. 优点和缺点 5. 影响因素 6. 使用注意事项
33
气相色谱仪
1.检测依据： 组分与载气热导系数的差异 通用型、浓度型 2.适用对象： 无机气体和有机物
3.结构及工作原理 1）热导检测器构件 2）热导检测器结构示意图 3）热导检测器工作原理
51
气相色谱仪
4. 优缺点
优点：a. 灵敏度高 b. 响应迅速 c. 线性范围宽 d. 对T不敏感，可作梯度洗脱检测器 e. 操作稳定，特别适合与毛细管柱配合进行 快速痕量分析。 f. 易于清扫
缺点：对稀有气体、O2、N2、CO2等无信号 对含N、S、P等分子量大的有机物信号低 破坏性检测
52
6. 使用注意事项 ①气体及流量
使用3种气体：氮气-载气 氢气-燃气 空气-助燃气 三者流量关系一般为N2:H2:Air=1:1~1.5:10。 用峰高定量时，需保持载气流速恒定
②FID为质量型检测器，一般采用峰面积定量 ③FID对温度变化不敏感 ④FID检测器温度必须在120℃以上。 ⑤毛细管柱接FID时要用尾吹气（make up gas）
色谱分离系统 检测系统 记录及数据处理系统
11
放空或分步收集
气相色谱仪
12
气相色谱仪
13
气相色谱仪
主要部件及功能
1. 气路系统
• 组成 载气系统+检测器气路系统
carrier gas：为样品提供相空间、带动样品迁移 检测器气路：部分有燃气（氢气）和助燃气（空气）
气源：高压钢瓶或气体发生器 净化器：除去水分和杂质 气流控制装置：针型阀+流量计（压力表）
47
气相色谱仪
1. 检测依据： 有机物在氢焰作用下化学电离形成离子流，通 过测定离子流强度进行检测 准通用型、质量型 2. 适用对象： 能在氢焰中离子化的绝大多数碳氢化合物
3. 结构及工作原理 1）氢火焰检测器构件 2）氢火焰检测器结构示意图 3）氢火焰检测器工作原理
48
气相色谱仪
1）氢火焰检测器构件
分离系统：控制色谱柱温度使组分分离
检测系统：维持组分在检测器呈气态 最重要的选择参数— 设置原则：
根据待测试样各组分沸点设置柱温 低于色谱柱最高使用温度20-50oC
温控方式： 恒温、程序升温
19
气相色谱仪
检测器 1. 检测器的分类 1）按对信号统计方式分 2）按响应特征分 3）按检测物质分 4）按对组分的破坏性分
分配色谱：GLC
7
按分离机制分类
特点
优点 三高 二少 一广
高选择性 高灵敏度：10-13-10-11g 高柱效：n—103-106 样品用量少 b.p. ≤ 500oC 分析时间少 应用范围广：20%有机物 M ≤ 400 局限 热稳定
需有对照品
8
气相色谱仪
仪器组成 气路系统
温 控 系 统
进样系统
• 用记录器（电子毫伏计）代替检流计，则可记 录mV-t曲线，即色谱流出曲线。
39
气相色谱仪
• VAB大小决定于组分与载气的热导率之差，以 及组分在载气中之浓度。
• 载气与组分一定时，峰高（VAB）与组分在载气 中的浓度成正比。 • TCD是浓度型检测器，在进样量一定时，峰面 积与载气流速成反比，用峰面积定量时，需保 持流速恒定，因此一般采用峰高定量
20
气相色谱仪
1）按对信号统计方式分
积分式 • 组分随时间的积累量→直接得出组分含量 • 通常用来连续测定色谱柱后流出物的总量 微分式 • 组分随时间的瞬时量的变化 • 曲线上各点表示该瞬时间某组分的量 • 整个峰面积表明某组分的总量
21
气相色谱仪
2）按响应特征分 浓度型检测器
• 检测组分浓度的瞬时变化 • 响应值与组分浓度成正比 • 进样量一定时，峰面积与载气流速成反比 • 热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）
GC 以气体为流动相的柱色谱分离技术
英国生物化学家 Martin等在液液分配色谱的基础上，于 1952 年创立的一种极有效的分离方法，可分离和分析 复杂的多组分混合物。
气相色谱法类型
按固定相状态分类
载体＋固定液相 表面活性吸附剂 GLC GSC
按操作形式分类：柱色谱 按填充方式分类 填充柱色谱法
毛细管柱色谱法 吸附色谱：GSC
• 收集极（阳极） • 极化环（阴极） • 点火线圈
49
气相色谱仪
2）氢火焰检测器结构示意图50 Nhomakorabea气相色谱仪
3）氢火焰检测器工作原理 • 有机化合物进入氢火焰，在燃烧过程中直接或间 接产生离子 • 检测器的收集极与极化环间加有电压，使离子在 收集极与极化环间作定向流动而形成离子流。 • 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，含碳量越高微电流越大。 • 经放大器放大后由记录器记录电压随时间的变化 得色谱曲线。 • 微电流与组分含量成正比，测定电流（离子流） 强度可对物质进行定量。
43
气相色谱仪
1）桥路电流
电流↗ →钨丝温度↗ →钨丝与池体温差↗ →灵敏度↗ →稳定性↘
注意事项： 无载气时不能加桥电流 -开机先通载气 -关机先关桥流
44
气相色谱仪
2）池体温度 • 温度上升↗ →灵敏度↘ • 热导池温度过低，组分冷凝，污染池体 →T检＞T柱，能满足灵敏度即可
45
气相色谱仪
3）载气种类 • TCD的灵敏度取决于 △λ和λ △λ ↗ →温差↗ →灵敏度↗ λ ↗ →桥电流↗ →灵敏度↗ • 常用H2（ λ ＝22.36）或He（ λ ＝17.42） N2（λ ＝3.14）λ较小，灵敏度小
λ样品> λN2时，图谱会出现倒峰
46
气相色谱仪
2）氢火焰离子化检测器（FID） 1.检测依据 2.适用对象 3.结构及工作原理 4.优点 5.缺点 6.使用注意事项
柱温与柱效（塔板高度H）相关 色谱柱置于柱温箱中，柱温箱控制色谱分离的温度
16
气相色谱仪
4. 检测系统 经分离后的组分浓度/质量的变化 转换为可测量的电信号
信号及大小是色谱分析定量和定性基础
17
气相色谱仪
5. 数据处理及显示系统 积分仪 色谱数据处理机 色谱工作站
18
气相色谱仪
6. 温控系统
控制进样系统、分离系统和检测系统的温度 进样系统：提供气化室温度使试样汽化
58
气相色谱仪
• 当电负性组分进入检测器时，立即捕获这些电 子，产生带负电荷的分子或离子，释放能量 AB + e → AB + E • 负电荷分子或离子与前述正离子结合生成中性 化合物，被载气带出检测室，结果使基流下降 ，产生负信号，形成倒峰。
23
气相色谱仪
2. 检测器的性能指标
要求： a. 灵敏度高 b. 检出限低 c.线性范围宽 d.稳定性好 e.死体积小 f.响应迅速
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
24
气相色谱仪
• • • • 噪音（N）和漂移（d） 灵敏度（S） 检测限（D、M） 线性范围
25
气相色谱仪
基线噪音：由于各种因素引起的基线波动信号， 可以用于检出限的计算。
不仅与检测器性能有关，且与色谱峰峰宽和进样量等有关
30
气相色谱仪
线性范围 • 指信号与被测物质浓度的关系呈线性时，最大允 许进样量与最小检测量之比。 • 此值反应检测器对样品浓度的适应性
-线性范围宽：不论大量或微量组分检测器都能准确测定
31
气相色谱仪
3. 常用检测器简介 1）热导检测器（TCD） 2）氢火焰离子化检测器（FID） 3）电子捕获检测器（ECD） 4）氮磷检测器（NPD） 5）硫磷检测器（SPD）
55
气相色谱仪
1）电子捕获检测器构件 • 类型：放射性和非放射性
• 放射性检测器：内有一个圆筒状放射源，放射源 贴在阴极壁上，内腔中央的不锈钢棒作正极，在 两极间施加直接或脉冲电压。
56