仪器分析气相色谱法(1)
仪器分析总结习题 (1)
第一章 气象色谱法1. 死时间tM2. 保留时间tR3. 调整保留时间t ’R4. 死体积VM5. 保留体积VR6. 调整保留体积7.相对保留值γ218.标准偏差σ9.半峰宽度Y1/2 10.峰底宽度Y1、若一个溶质的分配比为，计算它在色谱柱流动相中的质量分数（%）2、在一根色谱柱上分离苯和甲苯，保留时间分别为和，死时间为1min ，问：甲苯停留在固定相中的时间是苯的几倍？甲苯的分配系数是苯的几倍？ (3,3)3、某色谱条件下，组分A 的分配比为4，死时间为30s ，求组分A 的保留时间（150s ）4、下列哪些参数改变会引起相对保留值变化？A 、柱长B 、相比C 、柱温D 、流动相流速5、在气液色谱中，下列变化对溶质的保留体积几乎没有影响的是A 、改变载气流速B 、改变固定液化学性质C 、增加柱温D 、增加柱长E 、增加固定液的量例1 已知某组分峰Y ＝40s ，tR=400s 。
计算理论塔板数n 。
例2 已知一根1米长的色谱柱，neff ＝1600块，组份A 在柱上的调整保留时间为100s ，试求A 峰的半峰宽和Heff 。
例3 在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和100秒，要达到完全分离，即R= 。
计算需要多少块有效塔板。
若填充柱的塔板高度为 cm ，柱长是多少？ 解： γ2,1= 100 / 85 =n 有效 = 16R2 [γ 2,1 / (γ 2,1 -1) ]2= 16× × / ) 2= 1547（块）L 有效 = n 有效·H 有效 = 1547× = 155 cm1600)40400(16)(1622===Y t n R 理'21/25.54() R t L n H Y n ==有效有效有效即柱长为米时，两组分可以得到完全分离。
例2 有一根1m长的柱子，分离组分1和2得到如图的色谱图。
图中横坐标l为记录笔走纸距离。
仪器分析高职黄一石主编第五章气相色谱法ppt课件
（4）电子捕获检测器（ECD）
电子捕获检测器是利用电负性物质捕获电了的能力，通 过测定电子流进行检测的。ECD具有灵敏度高、选择性好的特 点。它是一种专属型检测器，是目前分析痕量电负性有机化合 物最有效的检测器，元素的电负性越强，检测器灵敏度越高， 对含卤素、硫、氧、羧基、氨基等的化合物有很高的响应。电 子捕获检测器已广泛应用于有机氯和有机磷农药残留量、金属 配合物、金属有机多卤或多硫化合物等的分析测定。它可用氮 气或氢气作载气，最常用的是高纯氮。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
2、气相色谱仪
气相色谱的组成
载气系统
载气系统包括气源、气体净化器、气路控制系统。载气是气 相色谱过程的流动相，原则上说只要没有腐蚀性，且不干扰样 品分析的气体都可以作载气。
第五章
气相色谱法
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
第五章
气相色谱法
气相色谱法（GC）是从1952年后迅速发展起来的一种分离分 析方法。其原理是：基于不同物质物化性质的差异，在固定相 （色谱柱）和流动相（载气）构成的两相体系中具有不同的分配 系数（或吸附性能），当两相作相对运动时，这些物质随流动相 一起迁移，并在两相问进行反复多次的分配（吸附——脱附或溶 解——析出），使得那些分配系数只有微小差别的物质，在迁移 速度上产生了很大的差别，经过一段时问后，各组分之问达到了 彼此的分离。被分离的物质依次通过检测装置，给出每个物质的 信息，一般是一个色谱峰。通过出峰的时间和峰面积，可以对被 分离物质进行定性和定量分析。
仪器分析笔记《气相色谱分析》
填充柱（Packing column）：常用不锈钢制成，内径2～4 mm，柱长1～3m。填充吸附剂或覆盖
在载体上均匀固定液膜。
毛细管柱（Capillary column）：常用石英制成，内径0.1～0.5mm，柱长可达数十米。固定液直
接涂在毛细管内壁表面。
B、气相色谱固定相可分为：
1.2.2色谱分离的基本理论
柱效率可用理论塔板数（n）或理论塔板高度（H）表示。柱效率的高低能反映组分在柱内两相间的分配情况和组分通过色谱柱后峰加宽的程度，它与组分在气相中的扩散及在液相中的传质阻力有关。
1、塔板理论
塔板理论是将色谱柱比作蒸馏塔，柱内有若干“想象”的塔板。每两块塔板之间的距离称为板高，各组分就在这些塔板间隔的气液两相间进行分配，经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开色谱柱，分配系数大的组分，后离开色谱柱。
C、按分离的原理分类
①吸附色谱：利用组分在固定相上的吸附能力强弱不同分离。
②分配色谱：利用组分在固定液中溶解度不同分离。
③凝胶（排阻）色谱：利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透分离
④离子交换色谱法：利用组分在离子交换剂上的亲和力大小不同分离
3、气相色谱仪组成
Ⅰ载气系统：气源、气体净化器、供气控制阀门和仪表；
（1）分配系数
在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相间达到分配平衡时的浓度比，称为分配系数。
式中—— ：组分在固定相中的浓度； ：组分在流动相中的浓度。
该组分与固定液分子间作用力 ；
空气在固定液中不溶解，其 ，故空气在柱子内的滞留时间最短，最先从色谱柱中馏出，因此，将空气的保留时间称之为死时间；
被测组分的 相差越大，越容易分离；
仪器分析习题第十一章 气相色谱分析
第十一章 气相色谱分析(一)选择题11-1 下列各种气体，所用钢瓶的颜色是：（ ）A ． A ． 天蓝色；B ：深绿色；C ：黑色；D ：白色;E ：灰色（1）H 2 (2)Ar (3)O 2 (4)C 2H 2 (5)N 211-2俄国植物学家茨维特（Tswet M.）在研究植物色素的成分时所采用的色谱方法是属于： A ：气-液色谱 B ：气-固色谱 C ：液-液色谱 D ：液-固色谱 E ：纸上色谱 11-3 由于对气相色谱作出杰出贡献而在1952年获得诺贝尔奖金的科学家是： A ：茨维特 B ：瓦尔西 C ：马丁 D ：海洛夫斯基 E ：罗马金-赛柏11-4 色谱柱内的平均压力P 的计算式为（P i 为柱内进口压力,P 0为柱出口压力）: A:p =20p p i + B:p =02030]1)/(1)/([32p p p p p i i --C:p =02030]1)/(1)/([23p p p p p i i --D:p =02030]1)/(1)/([32p p p p p i i -- E ： p =03020]1)/(1)/([32p p p p p i i --11-5 设进口压力为0.164a Mp ,出口压力为0.101a Mp ,试计算色谱柱内平均压力p （单位：a Mp ).A.0.0333;B.0.0756;C.0.132;D.0.135;E.0.30311-6当对一个试样进行色谱分离时,首先要选择的是A.载气;B.固定;C.检测器;D.柱温;E.流速11-7 扣除了死体积后的保留体积称为：A ：调整保留体积B ：校正保留体积C ：净保留体积D ：比保留体积E ：相对保留体积11-8 11-8 经压力校正因子校正后的保留体积称为：A ：调整保留体积B ：校正保留体积C ：净保留体积D ：比保留体积E ：相对保留体积11-9 11-9 经压力校正因子校正后的调整体积称为：A ：实际保留体积B ：校正保留体积C ：净保留体积D ：比保留体积E ：相对保留体积11-10．反映色谱柱柱型特性的参数是：A ：分配系数B ：分配比C ：相比D ：保留值E ：相对保留值11-11．在色谱柱内影响柱压力的主要因素是：A ：载气线速度B ：气相扩散C ：液相扩散系数D ：柱填充的均匀程度E ：分配比 11-12．气相色谱中，与含量成正比的是：A ：保留体积B ：保留时间C ：相对保留值D ：峰高E ：峰面积11-13．在气-固色谱中，样品中各级组分的分离是基于：A ：组分的性质的不同B ：组分的溶解度的不同C ：组分在吸附剂上的吸附能力的不同D ：组分的挥发性的不同E ：组分在吸附剂上的脱附能力的不同11-14．在气-液色谱中，首先流出色谱柱的组分是：A ：吸附能力小的B ：脱附能力大的C ：溶解能力大的D ：挥发性大的E ：溶解能力小的11-15．某组分在色谱柱中分配到固定相中的质量为A m （单位：为g ），分配到流动相中的质量为B m （单位：为g ），而该组分在固定相中的浓度为A C （以g 1-⋅ml为单位），在流动相中的浓度为B C （以g 1-⋅ml 为单位），此组分的分配系数为：A ：A m /B m B ：B m /A mC ：A m / (B m +A m )D ：A C /B CE ：B C /A C11-16．只要柱温、固定相性质不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动相的流动速度有所变化，衡量色谱柱对被分离组分保留能力参数可保持不变的是：A ：保留值B ：校正值C ：相对校正值D ：分配比（或分配容量）E ：分配系数 11-17．对某一组分来说，在一定的柱长下，色谱峰的宽或窄决定于组分在色谱中的： A ：保留值 B ：分配系数 C ：扩散速度 D ：分配比 E ：理论塔板数11-18．气-液色谱中，保留值实际上反映下列哪 些物质分子间的相互作用力？A ：组分和载气B ：载气和固定相C ：组分和固定液D ：组分和载体，固定液E ：组分和载体11-19．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的：A ：分配比B ：分配系数C ：扩散速度D ：理论塔板数E ：理论塔板高度11-20．降低液相传质阻力，以提高柱效，可采用下列措施，其中哪 一项是不合适的？ A ：适当降低固定液液膜厚度 B ：增大液相扩散系数 C ：增加柱温 D ：当k>1时，适当增大k 值（二） （二） 填空题：11-1．指出下列流出曲线 图中各线段的名称、符号。
气相色谱的定性分析方法
fm'
Ms Mi
(3)、相对响应值
相对响应值是物质 i 与标准物质 S 的响应值(灵敏度)
之比，单位相同时，与校正因子互为倒数，即
Si
1 fi
和只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操
作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无关，不受
操作条件的影响，因而具有一定的通用性，是一个能
二、气相色谱的定量分析方法
定量分析就是要确定样品中组分的准确含量。气相 色谱的定量分析与大多数的仪器分析方法一样，是一 种相对定量方法，而不是绝对定量方法。
气相色谱定量分析的依据是：在一定的条件下，被
测谱本组峰公分的式峰为i 通面：过积检A测i 成器正的比数。量因(或此浓气度相)色w谱i定与量该分组析分的色基 W i = fi Ai 析再必用式须适中测当的量的f 其 定i称峰量为面计组积算分方A的法i校和，正确将因定色子组谱。分峰由的面式校积可正换知因算，子为定f试量i ，样分
的组分的量 mi ，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，
并要求严格控制色谱操作条件，这在实际工作中有一 定困难。因此，实际测量中通常不采用绝对校正因子， 而采用相对校正因子。
(2)、相对校正因子
相对校正因子是指组分 i 与另一标准物 S 的绝
对校正因子之比，用表示：
fi'
fi fs
mi / Ai ms / As
中组分的含量。
1、峰面积的测量
在使用积分仪和色谱工作站测量蜂高和峰面积时，仪器可根据 人为设定积分参数(半峰宽、峰高和最小峰面积等)和基线来计算 每个色谱峰的峰高和峰面积。然后直接打印出峰高和峰面积的结 果，以供定量计算使用。
当使用一般的记录仪记录色谱峰时，则需要用手工测量的方法 对色谱峰和峰面积进行测量。虽然目前已很少采用手工测量法去 测量色谱峰的峰高和峰面积。但是了解手工测量色谱峰峰高和峰 面积的方法对理解积分仪和色谱工作站的工作原理及各种积分参 数的设定是大有裨益的。所以，以下简单介绍两种常用的手工测 量法。
仪器分析气相色谱分析
甲醇淋洗、烘干
酸。一些拖尾，可加 H3PO4 或 KOH 添加剂解决。
碱洗
5-10%NaOH 甲醇液回流， 水、甲醇淋洗、烘干
除 Al2O3 酸性作用点。用于胺类等碱性物质。
硅烷化 釉化
加入 DMCS 或 HMDS 等硅 烷化试剂，使与-SiOH 反应 2%Na2CO3 浸泡担体，过滤 得滤液再水稀 3 倍，用稀滤 液淋洗担体，烘干后再高温 处理
气固色谱：利用不同物质在固体吸附剂上的物理 吸附——脱吸能力不同实现物质的分离。只适于 较低分子量和低沸点气体组分的分离分析。
气液色谱：利用待测物在气体流动相和固定在惰 性固体表面的液体固定相之间的分配原理实现分 离。
第一节 气相色谱仪
102G型气相色谱仪
102型气相色谱仪 常用于学生实验
GC-7890气相色谱仪
350~550oC 活化
永久气体�
不同极性 170oC
除水、通气活化
水+气体氧 +CH4+低级醇
化
物
二 气液色谱固定相——载体+固定液 由载体和固定液构成； 载体为固定液提供大的惰性表面,以承担固定
液,使其形成薄而匀的液膜。 1. 载体 也称担体
惰性的,多孔性固体颗粒。 对载体的要求：稳、匀、大。 载体类型：分为硅藻土型和非硅藻土型,后硅藻土型
第3章 气相色谱分析
3.1、气相色谱仪 3.2、气相色谱流动相与固定相 3.3、气相色谱检测器 3.4、 气相色谱分离分析条件 3.5、气相色谱定性方法 3.6、气相色谱定量方法 3.7、 毛细管柱气相色谱法简介 3.8、气相色谱的应用
气相色谱过程：待测物样品被被蒸发为气体 并注入到色谱分离柱柱顶,以惰性气体 指不与 待测物反应的气体,只起运载蒸汽样品的作用, 也称载气 将待测物样品蒸汽带入柱内分离。 其分离原理是基于待测物在气相和固定相之 间的吸附——脱附 气固色谱 和分配 气液色 谱 来实现的。因此可将气相色谱分为气固色 谱和气液色谱。
《仪器分析》作业题解答
第二章气相色谱法1.简要说明气相色谱分析的基本原理借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。
气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。
组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。
2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统．气相色谱仪具有一个让载气连续运行管路密闭的气路系统．进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中．19.有哪些常用的色谱定量方法?试比较它们的优缺点和使用范围?（1）．外标法：外标法是色谱定量分析中较简易的方法．该法是将欲测组份的纯物质配制成不同浓度的标准溶液。
使浓度与待测组份相近。
然后取固定量的上述溶液进行色谱分析．得到标准样品的对应色谱图，以峰高或峰面积为纵坐标，以浓度为横坐标作峰高或峰面积对浓度的标准曲线．该曲线为一通过原点的直线．分析样品时，在上述完全相同的色谱条件下，取制作标准曲线时同样量的试样分析、测得该试样的响应讯号后．由标谁曲线即可查出其百分含量．此法的优点是操作简单，因而适用于工厂控制分析和自动分析；但结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性．（2）．内标法：当只需测定试样中某几个组份．或试样中所有组份不可能全部出峰时，可采用内标法．具体做法是：准确称取样品，加入一定量某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析．根据被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积(或峰高)]和相对校正因子．求出某组分的含量．内标法是通过测量内标物与欲测组份的峰面积的相对值来进行计算的，因而可以在—定程度上消除操作条件等的变化所引起的误差．内标法的要求是：内标物必须是待测试样中不存在的；内标峰应与试样峰分开，并尽量接近欲分析的组份．内标法的缺点是在试样中增加了一个内标物，常常会对分离造成一定的困难。
哈工大-仪器分析实验思考题答案-自整理版
哈⼯⼤-仪器分析实验思考题答案-⾃整理版仪器分析实验⼀⽓相⾊谱分析法实验1 填充⾊谱柱柱效能的测定1.测定H-u关系曲线有何实⽤意义？通过H-u关系曲线可以找到最⼩塔板⾼度即最⾼柱效能所对应的载⽓流速，使⾊谱柱的分离效果最好。
2.如何选择最佳载⽓流量？根据所使⽤的载⽓先进⾏粗略确定，H2为30 mL·min-1，然后以⼀定的梯度进⾏改变绘制H-u关系曲线，找到最⼩塔板⾼度所对应的流速即为最佳流速。
⼆⽓相⾊谱-质谱联⽤分析法实验1 有机混合物⽓-质联⽤分离与鉴定1.在进⾏GC-MS分析时需要设置合适的分析条件。
假如条件设置不合适可能会产⽣什么结果？扫描范围过⼤或过⼩结果如何？1）质谱的质量范围选取过⼩会丢失某些基团的数据；2）扫描速度过快可能使峰与峰之间过密，不易分辨，过慢会使峰过宽；3）柱温会影响到分离度，从⽽影响分离效果；4）载⽓流速直接影响保留时间，从⽽影响分离效果。
扫描范围过⼤则灵敏度低，扫描范围过⼩则会损失某些基团的数据，⽆法鉴定为何种成分。
2.如果把电⼦能量由70eV变成20eV，质谱图可能会发⽣什么变化？电⼦能量变低可能会⽆法将有机物完全轰碎，并且某些碎⽚可能不处于激发态，从⽽使质谱图中的谱线数量减少。
3.进样量过⼤或过⼩可能对⾊谱和质谱产⽣什么影响？进样量太⼤，导致在进样⼝部分的膨胀体积过⼤，对衬管不利，可能会导致⽬标物在⾊谱柱中过载，影响分离度，质谱检测信号会过饱和，使其定性不准确；过⼩会低于仪器灵敏度，造成⽆质谱结果。
4.如果计算机检索结果可信度差，还有什么办法进⾏辅助定性分析？对质谱进⾏⼈⼯分析，分⼦量最⼤的为完整分⼦的分⼦量，然后找到各元素对应的相对质量，再根据基团碎⽚进⾏结构分析。
5.写出苯质谱图中⼏个主要碎⽚峰的裂解⽅程式。
四离⼦⾊谱分析法实验1 离⼦⾊谱法分析混合阴离⼦1．离⼦⾊谱进⾏阴离⼦检测时，为什么会出现负峰（倒峰）？负峰是⽔造成的，⽔在柱⼦⾥⽆保留，所以会在样品峰之前出现。
仪器分析之气相色谱法试题及答案
气相色谱法练习一：选择题1.在气相色谱分析中,用于定性分析的参数是 ( A )A保留值 B峰面积 C分离度 D半峰宽2.在气相色谱分析中,用于定量分析的参数是 ( D )A保留时间 B保留体积 C半峰宽 D峰面积3.良好的气-液色谱固定液为 ( D )A蒸气压低、稳定性好 B化学性质稳定C溶解度大,对相邻两组分有一定的分离能力D A、B和C6.色谱体系的最小检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时 ( B )A进入单独一个检测器的最小物质量 B进入色谱柱的最小物质量C组分在气相中的最小物质量 D组分在液相中的最小物质量7.在气-液色谱分析中,良好的载体为 ( D )A粒度适宜、均匀,表面积大 B表面没有吸附中心和催化中心C化学惰性、热稳定性好,有一定的机械强度 D A、B和C8.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10.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固定液膜厚度三：计算题1. 热导池检测器的灵敏度测定：进纯苯1mL，苯的色谱峰高为4 mV，半峰宽为1 min，柱出口载气流速为20mL/min，求该检测器的灵敏度（苯的比重为 0.88g/mL）。
若仪器噪声为0.02 mV，计算其检测限。
解：mV·mL·mg-1mg·mL-12.一根 2 m长的填充柱的操作条件及流出曲线的数据如下：流量 20 mL／min（ 50℃）柱温 50℃柱前压力：133.32 kpa 柱后压力101.32kPa空气保留时间0.50 min 正己烷保留时间3.50 min正庚烷保留时间4.10 min①计算正己烷，正庚烷的校正保留体积；②若正庚烷的半峰宽为0.25 min，用正庚烷计算色谱柱的理论塔板数和理论塔板高度；③求正己烷和正庚烷的分配比k1和k2。
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。
仪器分析-气相色谱法
性质相近时，分子间的作用力就越大，分配系数大， 组分的保留时间长，有利于分离
➢被测组分为非极性:选用角鲨烷、阿皮松等非极性固定液， 出峰顺序为组分的沸点高低，低的先流出
➢分离强极性物质: 选用强极性固定液， 组分按极性从 小到大的顺序先后流出色谱柱
➢能形成氢键的试样，如醇、酚、胺和水等: 选用氢键型 固定液，如聚乙二醇—2000
1、柱长的选择
增加柱长可使理论塔板数增大，但同时使峰宽加 大，分析时间延长。柱长选择以使组分能完全分离， 分离度达到所期望的值为准。
2、载气及其流速的选择
曲线的最低点，塔板高度H最小，柱效最高，其相应 的流速是最佳流速。
3、柱温的选择
提高柱温可使气相、液相传质速率加快，有利于 降低塔板高度，改善柱效。
AC-1毛细管柱
色谱柱炉 气化室 检测器 温度控制方式:恒温 程序升温: 在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作
线性或非线性变化。
色谱柱分离后的组分按时间及其浓度或质量的变化， 转化成易于测量的电信号, 得到该混合样品的色谱流 出曲线及定性和定量信息。
菊酯类气雾杀虫剂色谱图
一、两组分的分配系数差异要大，填充柱γ2，1≥1.15 才能分开 二、稳定性好、沸点高、挥发性小，不气液色谱固定相
填充柱
2、毛细管柱——空心柱
涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径0.l～0.5mm的 毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢，玻璃或石英。
毛细管色谱柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做 到长几十米。与填充往相比，其分离效率高（理论塔板数 可达106）、分析速度快、样品用量小，但柱容量低、要求 检测器的灵敏度高，并且制备较难。
含碳有机物在氢气和空气火焰中燃烧产生离子，在 外加的电场作用下，使离子形成离子流，产生电信号。
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
仪器分析-气相色谱分析
• 3、保留值：是试样各组分在
色谱柱中保留行为的量度，它 反映组分与固定相间作用力大 小，通常用保留时间和保留体 积表示。 死时间tM：不被固定相吸附或 溶解的组分（如空气、甲烷） 从进样到出现其色谱蜂最大值 所需的时间，图中O'A'所示。 保留时间tR ：指某组分通过 色谱柱所需时间，即试样从进 样到出现峰极大值时的时间， 图中Ｏ‘Ｂ所示。 调整保留时间tR’ 死时间后的 保留时间，它是组分在固定相 中的滞留时间。图中A’B所示， 即 tR’ = tR － tM
通常以有效塔板数neff 和有效塔板高度Heff 表示：
neff H eff
t t 2 5.5 4( ) 1 6( )2 W1 / 2 Wb L neff
' R
' R
2-2-3 速率理论
• 塔板理论存在的假定有缺陷,不能解释塔板高度H
受那些因素影响. 1956年，荷兰化学工程师van Deemter提出了色谱过程动力学速率理论。 • van Deemter方程：H=A+B/u+C*u u 为流动相线速度； A，B，C 为常数. 其中: A — 涡流扩散系数； B — 分子扩散系数； C — 传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系 数）
• 1、气路系统
• 载气：H2，N2，He，Ar等 • 净化器：提高载气纯度 • 稳压恒流装置，气体流速控制和测量。
• 2、进样系统
• 进样器： 微量注射器、六通阀 • 气化室：瞬间气化，死体积尽可能小
• 3、分离系统
• 色谱柱有填充柱和毛细管柱两大类
2-1-3 组成
• • • • •
4、温控系统 色谱柱、气化室、检测室三处温度控制 气化室温度应使试样瞬间气化但又不分解； 检测器除氢火焰外都对温度敏感； 柱温的变化影响柱的选择性和柱效，因此柱室的 温度控制要求精确，温控反复根据需要可以恒温， 也可以程序升温。
仪器分析高职黄一石主编气相色谱法模板
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
1、方法原理
2.保留值
表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。
（1）时间表示的保留值 保留时间（ t R）：组分从进样到柱后出现浓度
极大值时所需的时间；
死时间（t M）：不与固定相作用的气体（如空 气）的保留时间；
调整保留时间（ t ' R） t ' R= t R－t M （2-1）
相对保留值只与柱 温和固定相性质有关 ，与其他色谱操作条 件无关，它表示了固 定相对这两种组分的 选择性。
1、方法原理
4. 区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参数，有三 种表示方法：
（1）标准偏差 (? )：即0.607倍
峰高处色谱峰宽度的一半。
（2）半峰宽 (Y1/2 )：色谱峰高
一半处的宽度 Y1/2 =2.35 ?
2、气相色谱仪
? 进样系统
进样系统包括进样器和汽化室，它的功能是引入试样，并使 试样瞬间汽化。
2、气相色谱仪
气体进样器（六通阀）： 推拉式和旋转式两种。 试 样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气 体进入分离柱；
2、气相色谱仪
? 分离系统
分离系统主要由色谱柱组成，是 气相色谱仪的心脏 ，它的功能 是使试样在柱内运行的同时得到分离。
1、方法原理
? 气相色谱介析的介类
? 按固定相的物态，分为气—固色谱法 (GSC) 及气—
液色谱法 (PLC) 两类。
? 按柱的粗细和填充情况，分为填充柱色谱法及毛细
管柱色谱法两种。
? 按分离机制，可分为吸附及分配色谱法两类。 ? 气—液色谱法属于分配色谱法。在气 —固色谱法中，
气相色谱分析法—气相色谱定性与定量分析(食品仪器分析课件)
据处理机或化学工作站自动计算。峰面积的大小不易受操作条件如
柱温、流动相的流速、进样速度等的影响，比峰高更适于定量的依
据。
二、定量校正因子
（1）绝对校正因子 指某组分i通过检测器的量与检测器对该组分的响应
信号之比，亦即单位峰面积所代表的物质的量。
fi
mi Ai
mi的单位用g、mol或体积表示时，相应的校正
R(x)
t'
R ( Z 1)
则被测物质的保留指数Ix可按下式计算：
I
x＝100（
lg tR （x） lg tR （Z） lg tR （Z1） lg tR （Z）
Z）
三、与其他方法结合定性
性。常用的联用方法有：GC-MS、GCFTIR、LC-MS等。 使用范围：复杂样品的定性。 优点：不需要标准物，定性结果可信度高，操作方便。 缺点：需要特殊仪器或设备。
因子分别称为质量校正因子（fm），摩尔校正因子
（fM）和体积校正因子（fv）。
（2）相对校正因子 在定量测定时，由于精确测定绝对进样量比
较困难，因此要精确求出fi往往是较难，故其应用受到限制。在实
际定量分析中，一般常采用相对校正因子：
fi'
fi fs
Asmi Aims
（3）定量校正因子的测定 如果某些物质的校正因子查不到，则 需进行测定。其测定方法是，准确称取被测组分的纯物质和标准
二、利用保留指数定性 保留指数又称柯瓦（Kovats）指数，是将正构烷烃作为基
准物质，规定其保留指数为分子中碳数乘以100，例如正己烷 的保留指数为600。选择两个相邻的正构烷烃作为标准物，其 碳数分别为Z和Z＋1。被测物质X的调整保留值应介于相邻两 个正构烷烃的调整保留值之间，即
仪器分析之气相色谱法试题及答案
气相色谱法练习一：选择题1.在气相色谱分析中,用于定性分析的参数是 ( )A保留值 B峰面积 C分离度 D半峰宽2.在气相色谱分析中,用于定量分析的参数是 ( )A保留时间 B保留体积 C半峰宽 D峰面积3.良好的气-液色谱固定液为 ( )A蒸气压低、稳定性好 B化学性质稳定C溶解度大,对相邻两组分有一定的分离能力D A、B和C4.使用热导池检测器时,应选用下列哪种气体作载气,其效果最好？ ( )A H2 B He C Ar D N25.试指出下列说法中,哪一个不正确?气相色谱法常用的载气是 ( )A氢气 B氮气 C氧气 D氦气6.色谱体系的最小检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时 ( )A进入单独一个检测器的最小物质量 B进入色谱柱的最小物质量C组分在气相中的最小物质量 D组分在液相中的最小物质量7.在气-液色谱分析中,良好的载体为 ( )A粒度适宜、均匀,表面积大 B表面没有吸附中心和催化中心C化学惰性、热稳定性好,有一定的机械强度 D A、B和C8.热导池检测器是一种 ( )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9.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？ ( )A H2 B He C Ar D N210.下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是 ( )A柱温 B载气的种类 C柱压 D固定液膜厚度三：计算题1. 热导池检测器的灵敏度测定：进纯苯1mL，苯的色谱峰高为4 mV，半峰宽为1 min，柱出口载气流速为20mL/min，求该检测器的灵敏度（苯的比重为 0.88g/mL）。
若仪器噪声为0.02 mV，计算其检测限。
2.一根 2 m长的填充柱的操作条件及流出曲线的数据如下：流量 20 mL／min（ 50℃）柱温 50℃柱前压力：133.32 kpa 柱后压力101.32kPa空气保留时间0.50 min 正己烷保留时间3.50 min正庚烷保留时间4.10 min①计算正己烷，正庚烷的校正保留体积；②若正庚烷的半峰宽为0.25 min，用正庚烷计算色谱柱的理论塔板数和理论塔板高度；③求正己烷和正庚烷的分配比k1和k2。
仪器分析 气相色谱
（2） 灵敏度高
可以检测出μg·g-1(10-6)级甚至ng·-1(10-9)级的物质量。 g
（3） 分析速度快
一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广
气相色谱：沸点<400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
42
2、气相色谱柱及固定相的种类
分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心 部件，其作用是分离样品。色谱柱主要有两 类：填充柱和毛细管柱。 1）填充柱 填充柱由不锈钢或玻璃材料制 成，内装固定相，一般内径为2～6 mm，长 0.5～10m。填充柱的形状有U型和螺旋型二 种。
43
2）毛细管柱 毛细管柱又叫空心柱，分为 涂壁，多孔层和涂载体空心柱。涂壁空心柱 是将固定液均匀地涂在内径0.l～0.5 mm的 毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢， 玻璃或石英。 毛细管色谱柱渗透性好，传质阻力小， 而柱子可以做到长几十米。与填充往相比， 其分离效率高（理论塔板数可达106）、分 析速度块、样品用量小，但柱容量低、要求 检测器的灵敏度高，并且制备较难。
VR= tR qVo
29
6.调整保留体积VR 某组分的保留体积扣除死体积后，称 为该组分的调整保留体积。
VR = VR V0 = tR qVo
30
(4) 相对保留值r21
组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1 相对保留值只与柱温
和固定相性质有关，与其他
死体积V0 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。当后两项很小可忽略不计时，死 体积可由死时间与色谱柱出口的载气流 速qVo（cm3· -1）计算。 min
仪器分析-气相色谱法
组分通过时不在此冷凝
12
Instrumental Analysis
Gas Chromatography
4. 温度控制系统
• 程序升温：在一个分析周期内
柱温随时间由低温向高温作线 性或非线性变化，从而用最短
时间获得最佳分离
沸点范围很宽的混合物
程序升温方式
13
恒温色谱(a)与程序升温色谱(b)分离直链烷烃比较
6
Agilent 7890A
Instrumental Analysis
Gas Chromatography
气路系统
进样系统
色谱柱
检测系统
信号记录系统
温控系统
7
Instrumental Analysis
Gas Chromatography
气相色谱仪主要组成
1. 气路系统
载气、载气净化器、稳压恒流装置
394 nm
HPO*
526 nm
*
/nm
Air + O2
sample
H2
质量型检测器
26
Instrumental Analysis
Gas Chromatography
( )1. 气相色谱分析中，混合物能否完全分离取决于色谱柱， 分离后的组分能否检测出来取决于检测器。 ( A )2. 气相色谱分析中，载气种类的选择主要取决于 A. 检测器的种类 C. 被测物的种类 B. 被测物质的状态 D. 固定相的类型
专属型检测器：对特定物质有高灵敏响应，e.g., 电子捕获检测器
16
Instrumental Analysis
Gas Chromatography
2. 检测器性能评价指标
（1）灵敏度 S
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10.02.2021 26
归一化法
Aifi Ci%= —————————100 %
• 开管型毛细管 常规毛细管柱 内径0.1~0.3mm，一般0.25mm 小内径毛细管柱 <100 m 大内径毛细管柱 0.32mm，0.53mm
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10.02.2021 4
分类
常规毛细管柱 ，按内壁处理方法不同又可分 为：
• 涂壁毛细管柱（wall coated open tubular column, WCOT）
气相色谱法
Gas chromatography
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yyq
10.02.2021 1
第五节 毛细管气相色谱法 CGC
• 毛细管柱的出现 1957年Golay，发明了 空心毛细管柱（capillary column），又 称为开管柱（open tubular column）
• 20世纪60年代 不锈钢毛细管涂渍固定液
自动求积法
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10.02.2021 22
定量校正因子
• 色谱定量分析的依据是被测组分量与检测 器的响应信号成正比，即
mi = fi'Ai
绝对校正因子 相对校正因子
绝对校正因子
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10.02.2021 23
相对校正因子
相对重量校正因子
fi'
fi = ———
mi /Ai
=
mi As
=
fs'
ms /As
ms Ai
•FID时，常用正庚烷作标准物质 •TCD时，常用苯作标准物质
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10.02.2021 24
定量校正因子的测定
• 查手册 • 自己测定
精称待测物质 和标准物质
混合后 进样
得出峰 面积
求出校正因子
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10.02.2021 25
定量方法
• 归一化法（normalization method） • 外标法（external standardization） • 内标法 • 内标对比法（已知浓度样品对照法）
30m
＜1ng
＜10-11g/s
• 整个系统的流失、污染和鬼峰等要尽量排除
• 检测器的死体积要很小，要加尾吹气
ห้องสมุดไป่ตู้
• 样品容量低，需特殊进样装置
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10.02.2021 9
载气的选择
应根据以下因素来选择载气
• 分离效能和分析速度 • 检测器的灵敏度和适应性 • 载气的理化性质（柱压降、安全性、纯度
由进样系统带来的谱带加宽越小越好。
• 目前使用的进样方式有：分流进样，分流/ 不分流进样，柱头进样，直接进样，程序 升温气化进样。
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10.02.2021 16
分流进样/不分流进样
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10.02.2021 17
分流比的测定
• 分流比 进柱的试样组分的摩尔数与放空的试 样组分摩尔数的相对值。分流比靠分流阀调 节。
• 将固定相用交联引发剂交联到毛细管管壁 上，或用化学键合方法键合到硅胶涂布的 柱表面制成的柱称为交联或化学键合相毛 细管柱。
• 具有热稳定性高、柱效高、柱寿命长等特 点，得到广泛应用。
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10.02.2021 15
进样系统
• 为了满足定性和定量分析的要求，对进样 系统的要求：
避免歧视(discrimination)
10.02.2021 6
毛细管气相色谱速率方程
• Golay方程： H=B/u+Cgu+Clu
eddy diffusion
A=０
molecular diffusion B=2D
mass transfer resistance Cu=(Cg+Cl)u
Cg
r2(16k11k2) 24Dg(1k)2
2 kdf2
• 多孔层毛细管柱（porous-layer open tubular column, PLOT），这类柱中使用 最多的是载体涂层毛细管柱（support coated open tubular column, SCOT ）
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10.02.2021 5
二、毛细管色谱速率理论和实验 条件的选择
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10.02.2021 20
保留指数计算式
IA10N010n0 llgtgR t' R ('N (A )n)llgtgR t' R ('N (N ))
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10.02.2021 21
二、定量分析方法
• 峰面积测量
正常峰
A=1.065hW1/2
不对称峰 A= 1/2(W0.15+W0.85) h
等）
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10.02.2021 10
载气的选择
N2 He
H2
H / mm
u/cm.s-1
载气效应的Golay曲线
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10.02.2021 11
液膜厚度
• 液膜厚度增加，塔板高度增加，但柱效会 下降
• 液膜厚度需按分析要求决定：
分析高挥发、保留值小的物质时，要求液 膜厚度大于１mm。
分离挥发性低、热稳定性差的物质时为降 低柱温和减少柱流失，采用薄膜液柱。对 快速分析液膜厚度可低至0.05 m。
分流比＝Fc / Fv
例如：柱出口流速1ml/min，分流器放空流速 99ml/min，则分流比为1:99，也有表示为 99:1。
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10.02.2021 18
第六节 定性与定量分析
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yyq
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一、定性分析
已知物对照定性 利用相对保留值 利用保留指数定性 官能团分类测定法 与其它方法结合 如两谱联用技术
70年代用玻璃材料做毛细管柱
1979年石英毛细管柱问世，开创了毛细管 色谱的新纪元
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10.02.2021 2
一、CGC的特点和分类
特点 • 分离效能高 • 柱渗透性好 • 柱容量小 • 易实现气质联用 • 应用范围广
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10.02.2021 3
毛细管柱的分类
• 填充型毛细管 填充毛细管柱 微型填充柱
Cl
3 (1k)2 Dl
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10.02.2021 7
毛细管色谱操作条件的选择
• 毛细管柱的直径 H与r2成正比，即 内径越细，柱效越高。
• 目前主要采用内径100~300 m的毛 细管柱。
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10.02.2021 8
细内径对仪器条件要求苛刻
• 柱内径
样品容量
检测器敏感度
250m
～100ng
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10.02.2021 12
三、毛细管气相色谱系统
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10.02.2021 13
毛细管柱的制备
拉制柱表面处理固定液涂渍 毛细管气相色谱柱的粗糙化
氯化氢刻蚀法 沉积颗粒法 石英毛细管柱的去活（钝化）
硅烷化 固定液涂渍
动态法 静态法
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10.02.2021 14
交联和化学键合相毛细管柱