气相色谱 基础教学

色谱柱及使用条件的选择
（1） 固定相的选择
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则
①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分
按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。
② 分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极
性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。
③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般 选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易
被极化的）组分后出峰。
④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，
通常选择极性或氢键性的固定液。
⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，
或混合固定相。
4、检测系统
通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 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；
• 随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。 其中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含 有数百种混合物样品得以分离！
1、气路系统(Carrier gas supply)
气路系统：获得纯净、流速稳定的载气。包括压力计、流量计及气体
净化装置。 载气：要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑 对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。
2、进样系统：进样器+气化室
液体进样器： 不同规格的专用注射器，填充柱色谱常
用10μL；毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动 液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过 程自动完成，一次可放置数十个试样
气体进样器：推拉式、旋转式（六通阀）。
气化室：将液体试样瞬间气化 的装置。无催化作用。
3、柱分离系统
*定量：峰高或峰面积大小与组分的含量有关 （校正因子、归一化法、外标法、内标法） 操作条件（色谱柱、温度、流速等）不变，在一定进 样量范围内：
mi fi ' Ai
式中: mi为i组份的量， Ai为i组份的峰面积， fi '为比例常数，又称i组份的校正因子。 (fi '表示了单位峰面积所代表 i组份的量）
实验测定苯、甲苯、二甲苯的混合物中各组份含量。 *配制等体积混合物（苯、甲苯、二甲苯）测量峰面 积,色谱图按苯、甲苯、二甲苯次序全部出峰。 测量响应值或校正因子。选定： S苯=1，则 S甲苯=A’甲苯/ A’苯 ， S二甲苯=A’二甲苯/ A’苯
*绘制被测混合试样色谱图，归一化法求出组分的体
Βιβλιοθήκη Baidu
积百分含量：
填充柱：内径2~4 mm，长1~3m，内填固定相； 毛细管柱：内径0.1~0.5mm，长达几十至100m，涂壁固定液
毛细管柱因渗透性好、传质快，因而分离效率高(n可106)、 分析速度快、样品用量小。
柱温：是影响分离的最重要的因素。（选择柱温主要是考虑 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2030min)；对宽沸程的样品，应使用程序升温方法。
浓度型检测器： 检测 信号值与组分的浓度成正比。热导检测器（TCD)； 质量型检测器： 检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比 。氢火焰离子化检测器（FID）； 广普型检测器： 对所有物质有响应，热导检测器（TCD) ； 专属型检测器： 对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器（ECD)；
热导检测器
气相色谱结构流程
chromatography
1-载气钢瓶；2-减压阀； 3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计; 7-进样器； 6-压力表； 8-色谱柱;
9-热导检测器；10-放大器
11-温度控制器；12-记录仪；
载气系统
进样系统
色谱柱
检测系统
温控系统
气相色谱仪器
有近百厂家、提供数百种型号 1970s——电子积分仪及计算机数据处理装置的发展； 1980s——计算机技术对仪器各类参数的自动控制。如柱 温、流速、自动进样等。
thermal conductivity detector,TCD （1） 热导检测器的结构
*分离原理：载气携带被分析的气态混合物通过色 谱柱时,各组分在气液两相间反复分配，由于各 组分的K值不同，先后流出色谱柱得到分离。 *检测：各组分的化学性质、热导率、电性能学等 性质，用相应的检测器，通过电子线路纪录信 号，得到随时间变化的曲线（色谱图） *定性：色谱峰出现的时间与该组分的性质有关， 即保留时间定性（经验规律、保留指数、双柱 定性、仪器联用)
净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，可除去水、氧气以及其它杂
质。 压力表：多为两级压力指示：第一级，钢瓶压力(总是高于常压。对填
充柱：10-50 psi；对开口毛细柱：1-25 psi)；第二级，柱头压
力指示； 流量计：在柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确。通常在 柱后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流速。许多现代仪 器装置有电子流量计，并以计算机控制其流速保持不变。
Vi%=
Ai / Si A苯 （A甲苯 / S甲苯） （A二甲苯 / S二甲苯） ×100%
归一化法优点：简便、与进样量无关， 操作条件变化对结果影响小
归一化法缺点：全部组分全部都流出并测 出，包括校正因子。
三、仪器
• 气相色谱仪 • 气路系统、进样系统、柱分离系 统、温控系统、各类检测器
• 由于各组分在检测器上的响应不同（等含量的各 • 组分得到的峰面积不同），需引入相对校正因子 • （一般所说的校正因子）： fi fi ' / f s'
• 设fs’=1，则
mi fi Ai
mi Ai / Si
• Si为i组份的响应值，与fi互为倒数。 混合物中各组份的百分含量，就能用单一组份峰面积与其 校正因子的乘积占各个组份峰面积与相应校正因子乘积的总 和之百分比求得，这即归一化方法。
一、实验目的
1、掌握气相色谱保留值定性及归一化法定量 的方法和特点；
2、熟悉SC-200型气相色谱仪的使用，掌握微
量注射器进样技术。
二、内容提要
*气相色谱过程：混合物的分离—各组分的测定 气相色谱分为: 气固色谱（吸附-脱附）(吸附剂) 气液色谱（分配） *两相： 固定相 流动相 固定液 担体 载气 （高沸点的有机溶剂)（惰性固体) H2、N2、He