仪器分析-气相色谱法
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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。
正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。
－、热导检测器（TCD）
热导检测器是根据不同的物质具有不同的热导系数 原理制成的。
优点：热导检测器由于结构简单，性能稳定，几乎 对所有物质都有响应，通用性好，而且线性 范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成 熟的一种检测器。
缺点：灵敏度较低。
二、火焰离子化检测器（FID）
➢复杂组分: 用两种固定液混合，提高分离度
二．气固色谱固定相
1．常用的固体吸附剂 ➢ 强极性——硅胶 ➢ 弱极性——氧化铝 ➢ 非极性——活性炭 ➢ 分子筛
分子筛
2．人工合成的固定相 高分子多孔微球是一类人工合成的多孔共聚物。它既
是载体又起固定液作用，可活化后直接用于分离，也可作 为载体使用。
气相色谱仪
补 偿 式 双 气 路 示 意 图
1、进样器
注射器：用于液体样品 六通阀
注射器
六通阀简图
2、气化室：
使液体样品瞬间 气化为蒸气。
气化室接口
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
由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为 2～4 mm，长1～3m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。
➢ 分析痕量电负性有机物最有效的检测器。
➢ 缺点：线性范围窄，只有103左右，重现性较差。
电子捕获检测器
四、火焰光度检测器(FPD)
火焰光度检测器，又称硫、磷检测器，它是一种 对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质 量型检测器。
五、原子发射检测器（AED） 六、红外检测器（IRD）
七、检测器的性能指标
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
3、根据相对保留值定性
以苯、正丁烷、环己烷作基准物
4、根据保留指数定性（p337）
可根据所用的固定相和柱温直接与文献值对照。
5、双柱、多柱定性
6、与其他方法结合
气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响 应信号与溶质的量成正比的原理，通过色谱图上的面 积或峰高，计算样品中溶质的含量。
一、峰面积测量方法
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。
1、用已知纯物质对照定性
气相色谱定性分析中最方便，最可靠的方法。
2、用经验规律和文献值进行定性分析
（l）碳数规律：同系物调整保留时间的对数与分子中碳 原子数呈线性关系 lgtr’=A1n+C1
（2）沸点规律: 同族具有相同碳数碳链的异构体化合物， 其调整保留时间的对数与它们的沸点呈线性关系 lgtr’=A2T+C2
孔径大小和表面性质可控制。圆球型颗粒容易填充均 匀，数据重现性好。
气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质 量转换成电信号的装置。根据检测原理的不同，可分为：
（l）浓度型检测器 检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和
电子捕获检测器。
（2）质量型检测器 检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成
但同时又加剧纵向扩散，从而导致柱效下降。
低的柱温可以提高分离效果，但分析时间延长峰 形拖尾。
程序升温:
4、载体粒度及筛分范围的选择
载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高。但 粒度太小，阻力压就急剧增大。一般粒度直径为柱内 径的1／20～l／25为宜。
5、进样量的选择
在实际分析中最大允许进样量应控制在使半峰定 基本不变，而峰高与进样量呈线性关系。如果超过最 大允许进样量，线性关系遭破坏。一般说来，色谱柱 越粗、越长，固定液含量越高，容许进样量越大。
1、灵敏度S:
S= ΔR /Δc
2、检出限Dm : Dm=3RN/Sm
3、线性范围
4、响应时间
一个优良的检测器应具以下几个性能指标：灵敏度 高，检出限低，死体积小，响应迅速，线性范围宽，稳 定性好。通用性检测器要求适用范围广；选择性检测器 要求选择性好。
根据基本色谱分离方程式及范氏理论，可指导选择 色谱分离的操作条件。
峰面积是色谱图提供的基本定量数据，不同峰形的色谱峰 采用不同的测量方法。
1、对称形峰面积的测量——峰高乘半峰宽法 理论上可以证明， 对称峰的面积
A=1.065×h×W1／2
2、不对称峰面积的测量一峰高乘平均峰宽法 对于不对称峰的 测量如仍用峰高乘半峰宽，误差就较大，因此采用峰高乘平均 峰宽法。
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。
➢优点： 灵敏度很高，结构不复杂，操作简单，应用广 泛。
➢缺点：是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化 碳、氮的氧化物、等物质。
三、电子捕获检测器(ECD)
选择性很强，对具有电负性物质（如含卤素、硫、磷、氰 等的物质）的检测有很高灵敏度（检出限约10-14g·cm-3）。
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。
Βιβλιοθήκη Baidu
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
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。
正比。如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。
－、热导检测器（TCD）
热导检测器是根据不同的物质具有不同的热导系数 原理制成的。
优点：热导检测器由于结构简单，性能稳定，几乎 对所有物质都有响应，通用性好，而且线性 范围宽，价格便宜，因此是应用最广，最成 熟的一种检测器。
缺点：灵敏度较低。
二、火焰离子化检测器（FID）
➢复杂组分: 用两种固定液混合，提高分离度
二．气固色谱固定相
1．常用的固体吸附剂 ➢ 强极性——硅胶 ➢ 弱极性——氧化铝 ➢ 非极性——活性炭 ➢ 分子筛
分子筛
2．人工合成的固定相 高分子多孔微球是一类人工合成的多孔共聚物。它既
是载体又起固定液作用，可活化后直接用于分离，也可作 为载体使用。
气相色谱仪
补 偿 式 双 气 路 示 意 图
1、进样器
注射器：用于液体样品 六通阀
注射器
六通阀简图
2、气化室：
使液体样品瞬间 气化为蒸气。
气化室接口
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
由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为 2～4 mm，长1～3m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。
➢ 分析痕量电负性有机物最有效的检测器。
➢ 缺点：线性范围窄，只有103左右，重现性较差。
电子捕获检测器
四、火焰光度检测器(FPD)
火焰光度检测器，又称硫、磷检测器，它是一种 对含磷、硫有机化合物具有高选择性和高灵敏度的质 量型检测器。
五、原子发射检测器（AED） 六、红外检测器（IRD）
七、检测器的性能指标
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
3、根据相对保留值定性
以苯、正丁烷、环己烷作基准物
4、根据保留指数定性（p337）
可根据所用的固定相和柱温直接与文献值对照。
5、双柱、多柱定性
6、与其他方法结合
气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响 应信号与溶质的量成正比的原理，通过色谱图上的面 积或峰高，计算样品中溶质的含量。
一、峰面积测量方法
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。
1、用已知纯物质对照定性
气相色谱定性分析中最方便，最可靠的方法。
2、用经验规律和文献值进行定性分析
（l）碳数规律：同系物调整保留时间的对数与分子中碳 原子数呈线性关系 lgtr’=A1n+C1
（2）沸点规律: 同族具有相同碳数碳链的异构体化合物， 其调整保留时间的对数与它们的沸点呈线性关系 lgtr’=A2T+C2
孔径大小和表面性质可控制。圆球型颗粒容易填充均 匀，数据重现性好。
气相色谱检测器是把载气里被分离的各组分的浓度或质 量转换成电信号的装置。根据检测原理的不同，可分为：
（l）浓度型检测器 检测器的响应值和组分的浓度成正比。如热导检测器和
电子捕获检测器。
（2）质量型检测器 检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成
但同时又加剧纵向扩散，从而导致柱效下降。
低的柱温可以提高分离效果，但分析时间延长峰 形拖尾。
程序升温:
4、载体粒度及筛分范围的选择
载体的粒度愈小，填装愈均匀，柱效就愈高。但 粒度太小，阻力压就急剧增大。一般粒度直径为柱内 径的1／20～l／25为宜。
5、进样量的选择
在实际分析中最大允许进样量应控制在使半峰定 基本不变，而峰高与进样量呈线性关系。如果超过最 大允许进样量，线性关系遭破坏。一般说来，色谱柱 越粗、越长，固定液含量越高，容许进样量越大。
1、灵敏度S:
S= ΔR /Δc
2、检出限Dm : Dm=3RN/Sm
3、线性范围
4、响应时间
一个优良的检测器应具以下几个性能指标：灵敏度 高，检出限低，死体积小，响应迅速，线性范围宽，稳 定性好。通用性检测器要求适用范围广；选择性检测器 要求选择性好。
根据基本色谱分离方程式及范氏理论，可指导选择 色谱分离的操作条件。
峰面积是色谱图提供的基本定量数据，不同峰形的色谱峰 采用不同的测量方法。
1、对称形峰面积的测量——峰高乘半峰宽法 理论上可以证明， 对称峰的面积
A=1.065×h×W1／2
2、不对称峰面积的测量一峰高乘平均峰宽法 对于不对称峰的 测量如仍用峰高乘半峰宽，误差就较大，因此采用峰高乘平均 峰宽法。
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。
➢优点： 灵敏度很高，结构不复杂，操作简单，应用广 泛。
➢缺点：是不能检测永久性气体、水、一氧化碳、二氧化 碳、氮的氧化物、等物质。
三、电子捕获检测器(ECD)
选择性很强，对具有电负性物质（如含卤素、硫、磷、氰 等的物质）的检测有很高灵敏度（检出限约10-14g·cm-3）。
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。
Βιβλιοθήκη Baidu
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