现代分离技术第三PPT课件

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第三章 气相色谱
一、气相色谱图的一般特征
电讯号
C
B
Dh
W1/2
A F Wb
GE
h 1/2 时间
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第三章 气相色谱
一、气相色谱图的一般特征
电讯号
C
B
Dh
W1/2
A F Wb
GE
h 1/2 时间
横坐标：时间
纵坐标：将每个组分按其浓度大小定量地 转换成电讯号
① 基线：只通载气时，记录下来的水 平直线。
二、基本原理 1. 有关保留值的概念
⑴ 保留值 试样中各组分在色谱柱中停留时间的数值（用时间表示），或者将组分
带出色谱柱所需载气的体积（用体积表示）。 保留值反映了组分在载气和固定液之间的分配关系，是有关色谱定性分
析的指标，即在一定的实验条件下（如固定液、柱温、载气流速等），每一 组分的保留值是一个特定的常数。
第三章 气相色谱
优点： ①适用于多组分混合物的分离（据报道毛细管柱最多可分离1000
多种组分）。 ②分离效率高（一般n为103, 毛细管柱n可达106), 灵敏度高 （10-
12g），分析速度快（几～十几分钟，物质在气相中传质快，达到平 衡所需时间短）。
③目前，GC与MS或IR联用，可使分离鉴定几乎在同时完成。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 1. 有关保留值的概念 ⑵ 保留值的表示方法
讯
tR
号
t。
tR'
样 品
空
进
气
样
时间
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第三章 气相色谱
二、基本原理 1. 有关保留值的概念
死时间(t0) 死体积(V0)
惰性物质通过色谱柱所需时间，即从进样到空气出峰所需时间。 惰性物质通过色谱柱所耗载气体积。 通常将空气视为该组分。
nyou 5.5(4W tR 1/'2)21(6W tRb' )2
H有效 = L／n有效
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第三章 气相色谱
二、基本原理 2. 柱效率与分离度
“分离度”的提出---- n没有直接预示混合物中各组分是否获得分离， 只是说 n↑，柱效率↑；tR↑，Wb或W1/2↓，则n↑，组分在柱子中的分配 次数↑。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 1. 有关保留值的概念
组分进入色谱柱时，立即在固定相与流动相之间进行分配平衡，因而有分配 比(k')和分配系数(K)：
k'与K的关系：K = k'( V0／Vl )
Vl —固定液的体积。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 1. 有关保留值的概念
使用tR、VR作定性指标时，必须对进样系统和检测系统的tR、V0及进口压力 进行校正。为了省去对进样系统和检测系统的死体积、死时间及色谱柱入口和 出口压力降进行校正，一般采用相对保留值，即用一个标准物质作对比：
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第三章 气相色谱
在GLC中，流动的气相（载气）连续地从色谱仪中流过。当挥发 性组分的混合物被注入时，就被流动的载气流带入色谱柱中，有些组 分在固定相中溶解度较大或对固定相亲和力较大，故该组分分子进入 载气中不太容易，在柱子中停留的时间较长，较慢地到达检测器；而 有些组分在固定相中溶解度较小或对固定液亲和力较小，那麽，该组 分分子较容易进入载气，在柱子中停留时间较短，较快地到达检测器。 这样，就使混合物得到分离。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 1. 有关保留值的概念
在GC中，流动相是可压缩的，气体在接近色谱柱入口处比在出口处 流得慢些，所以必须引入压力校正因子j(compressibility factor),以取得 校正保留值(tN°,VN°)和净保留值(tN,VN):
tN°= tR j, VN°= VR j, tN = tR'j , VN = VR'j
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பைடு நூலகம்
第三章 气相色谱
缺点： ①不适用于不挥发性物质（如高分子化合物）和热不稳定物质的分 离。 ②对有些有腐蚀性的物质不适用。 ③需要标准样品才能进行定性、定量分析（但此缺点可用GC-MS或 GC-IR联用来弥补）。
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第三章 气相色谱
根据固定相的不同，GC可分为GSC和GLC： GSC 固定相为活性固体（即吸附剂，如氧化铝、硅胶、分子筛等）， GSC属于吸附色谱。 GLC 固定相为附着在惰性固体（担体）上的高沸点液体（固定液）， GLC属于分配色谱。 其中GLC中固定液种类繁多，可灵活选用，故应用广泛。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 2. 柱效率与分离度
HETP = L／n L为色谱柱长度
(HETP----high equivalent to a theoretical plate)
总之，柱效率由n或H表示。n越大H越小，表明色谱柱的柱效越高，固定相的 分离能力发挥得越充分。
为了更加真实地反映出色谱柱分离效果的好坏，必须消除死时间的影响（因 为t0并不参加色谱柱内的分配），所以用n有效或H有效表示柱效率更为真 实，更为符合实际情况：
② 色谱峰：当组分通过检测器时，仪 器记录下来的曲线。
③ 峰高：h ④ 峰底：峰下面的基线延伸部分,AE
⑤ 峰宽(Wb):峰两侧拐点处所作切线
与 。峰底交于两点间的距离，FG
时 。两⑥侧半间峰的宽距(W离1，/2):B峰D高一半 ⑦ 峰面积：峰与峰底所包围的
面积（常用A表示）。
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第三章 气相色谱
相对保留值α= tRi'／tRs' tRi' ---- 组分的调整保留时间 ； tRs' ---- 标样的调整保留时间。
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第三章 气相色谱
二、基本原理 2. 柱效率与分离度 “柱效率”的提出----评价色谱柱的优劣，用n或H表示。 最初，人们将色谱分离过程比拟为蒸馏过程（分馏过程），产生了塔板理
V0t0FC FC (载气流速)
保留时间(tR) 保留体积(VR)
样品通过色谱柱所需时间。 样品通过色谱柱所需载气的体积。
VR = tRFC
调整保留时间(tR') 从tR中扣除t0，即从空气出峰量起的保留时间。 调整保留体积(VR') 从VR中扣除V0,即VR' =(tR - t0)FC = VR - V0
论（塔板理论认为，色谱柱是由若干块塔板组成的分馏塔），有了理论塔板数、理 论塔板高度等名词。塔板理论的主要结果：
n5.5(4tR )21(6tR)2
W 1/2
W b
可见，一根色谱柱的n不是常数，它与tR及Wb或W1/2有关，即tR↑，n↑（意 味着被分离组分与固定液的亲和力对n 有影响）；Wb或W1/2↓，n↑（意味着 色谱峰拓宽使n↓，对组分的分离不利）。