第12章气相色谱分析

死体积（dead volume）Vm 指色谱柱在填完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。当后两项很小忽略不计时，
Vm=tmF0 F0——载气体积流速，mL·min-1
保留体积（retention volume）VR
VR= tRF0
载气流速大，保留时间相应降低，两者乘积仍为 常数，因此VR与F0无关。
2、按固定相使用的形式：柱色谱，纸色谱，薄层色谱。 3、色谱分离过程的机制
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 排阻色谱（凝胶色谱）
色谱法的特点
1、分离效能高 2、灵敏度高。 3、分析速度快。 4、应用范围广泛。 5、装置简单，操作方便。 缺点：在缺乏标准样品的情况下，定性分析较困难，
对于高沸点，不能气化和热不稳定的物质不能 用气相色谱法分离和测定。
§12-2 气相色谱法的基本原理
一、气相色谱流程：
1、高压钢瓶 2、减压阀 3、载气净化干燥管 4、针形阀 5、流量剂 6、压力表 7、进样器 8、色谱柱 9、检测器 10、记录仪
图2.1 气相色谱流程图
二、气相色谱仪的组成及各部分的作用：
1、载气系统（包括气源、气体净化、气体流速 控制和 测 量） 常用的载气，氨气、氮气
不动的一相。 流动相：携带混合物流过此固定相的流体相。 分离原理： 依据不同物质在流动相中与固定相的相互 作用的不同而产生不同的分配率，经过多次分 配而达 到混合物的分离的目的。
色谱法分类：
1、按流动相的物态：气相色谱法，液相色谱法 按固定相的物态：气固色谱（固定相为固定吸附剂） 气液色
谱（固定相为涂在固体担体上的或毛细管壁上的液体） 液固色谱 液液色谱
调整保留体积（adjusted retention volume）VR’ VR’=tR’F0 或 VR’=VR-Vm VR’与载气流速无关
相对保留值（relative retention volume）r21 指某组分2的调整保留值与另一组分1的调
整保留值之比。
r21
t' R(2)
t' R (1)
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） 表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数
值，通常用时间或用将组分带处色谱柱所需载气的 体积来表示。任何一种物质都有一定的保留值。
死时间（dead time） 指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从
2、进样系统 包括进样器和汽化室 微量注射器：0.1，1，5，10，50μL 汽化室可控制温度为20～400℃ 汽化室的作用是将液体或固体样品瞬间气化为蒸气， 并很快被载气带入色谱柱。
3、分离系统 色谱柱（心脏部分）、柱箱和恒温控制装置 色谱柱：填充柱、空心毛细管柱
填充柱： 制备简单，可供使用的单体，固定液，吸附剂繁多，
分配系数K小的组分：在气相中停留时间短，较 早流出色谱柱。
分配系数大的组分：在气相中的浓度较小，移动 速度慢，在柱中停留时间长，较迟流出色谱柱。 两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。
2、气相色谱流出曲线和有关术语：
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
第12章 气相色谱分析
12-1 气相色谱概述 12-2 气相色谱法的基本原理 12-3 色谱分离条件选择 12-4 固定相及其择 12-5 气相色谱检测器 12-6 气相色谱定性分析 12-7 气相色谱定量方法 12-8 毛细管柱气相色谱法
§12-1 气相色谱法概述
色谱法是一种分离技术。 固定相：使混合物中各组分在两相间进行分配，其中
v' R(2)
v' R (1)
tR(2) t R(1)
vR(2) vR(1)
相对保留值的优点是：
只要柱温，固定相不变，即使柱径，柱长， 填充情况及流动相流速有所变化，r21值仍保持不 变，（重要参数）相邻两组分的tR’相差越大，分 离的越好，r21＝1两组分不能分离。
可解决各种分离分析问题。 填充柱外形有U型，W型和螺旋型三种，内径均为
2～6mm，长度在1～10m之间，通常2～4m。不锈钢， 玻璃，聚四氟乙烯。
空心毛细管： 分析速度快，内径为0.1～0.5mm，长为50～
300m，其 外形多为螺旋型，材料，玻璃尼龙，不锈 钢。
色谱柱放在恒温箱中： 柱恒温箱控温范围一般为15℃至350℃ 升温， 温度自动控制
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。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 K 组分在流动相中浓度 K Cs
Cm
（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。
不同物质的分配系数相同时，它们不能分离。 色谱柱中不同组分能够分离的先决条件是其分配系 数不等。
程序
4、检测系统： 检测器，控温装置 检测恒温箱中的温度，一般选择与柱温相同或略高
于柱温。 5、记录系统：
放大器和记录器，数据处理装置。
三、气相色谱分Байду номын сангаас的理论基础
1、基本原理 气固色谱、气液色谱 气——固色谱中被分离物随着载气的流动，被测组分 在吸附剂表面进行吸附，脱附，再吸附，再脱附……这样 反复的过程不同物质在色谱柱中的保留时间不同而达到分 离的目的。 气——液色谱中被分离物随着载气的流动，被测组分 在固定液中进行溶解，挥发，再溶解，再挥发……的过程， 使不同物质在色谱柱中的保留时间不同而达到分离的目的。
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只溜的时间。