化工原理教學(xué)資料：氣相色譜分析實(shí)驗(yàn) 講解用徐ppt課件

1、 氣相色譜法的同時(shí)具有分離、分析的方法。氣相色譜法的同時(shí)具有分離、分析的方法。 色色譜譜法法概概述述 色譜法的分離原理就是利用待分離的各種組分在兩相中的色譜法的分離原理就是利用待分離的各種組分在兩相中的分配的能力即分配系數(shù)的不同來進(jìn)行分離的。分配的能力即分配系數(shù)的不同來進(jìn)行分離的。色譜法的由來：色譜法的由來： 組分在流動(dòng)相中的濃度組分在固定相中的濃度分配系數(shù)K 或吸附力組分在流動(dòng)相中的溶解或吸附力組分在固定相中的溶解 色譜流出曲線：色譜流出曲線：色譜峰保留值色譜峰保留值定性依據(jù)；定性依據(jù)；色譜峰高或面積色譜峰高或面積定量依據(jù)；定量依據(jù)；色譜峰區(qū)域?qū)挾壬V峰區(qū)域?qū)挾群饬糠蛛x效能。衡量分離效能。

2、氣相色譜儀氣相色譜儀 載氣系統(tǒng)載氣系統(tǒng) 進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng) 色譜柱色譜柱 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 記錄系統(tǒng)記錄系統(tǒng)1-1-載氣鋼瓶；載氣鋼瓶；2-2-減壓閥；減壓閥； 3- 3-凈化干燥管；凈化干燥管；4-4-針形閥；針形閥； 5- 5-流量計(jì)流量計(jì);6-;6-壓力表；壓力表；7-7-進(jìn)樣器；進(jìn)樣器； 8-8-色譜柱；色譜柱；9-9-檢測器；檢測器；10-10-記錄儀；記錄儀；填充柱填充柱 毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱 色譜流出曲線與術(shù)語色譜流出曲線與術(shù)語基線：基線： 在實(shí)驗(yàn)條件下，僅有流動(dòng)相在實(shí)驗(yàn)條件下，僅有流動(dòng)相 通過檢測器時(shí)的流出曲線。通過檢測器時(shí)的流出曲線。 穩(wěn)定的基線為水平直線。穩(wěn)定的基線為水平直線。

3、當(dāng)基線走直后方可進(jìn)樣。當(dāng)基線走直后方可進(jìn)樣。 峰高：峰高： 用用 h 表示。表示。 峰面積：用峰面積：用 A 表示。表示。定量定量 死時(shí)間死時(shí)間( tM )： 空氣出峰的時(shí)間?？諝獬龇宓臅r(shí)間。 保留時(shí)間保留時(shí)間( tR )： 組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn) 濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間。濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間。 調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間( tR)：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間。：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間。 tR= tRtM 保留值保留值 定性定性 相對(duì)保留值相對(duì)保留值r21： 指在相同的操作條件下，組份指在相同的操作條件下，組份2的調(diào)整保留值與組份的調(diào)整保留值與組份1的調(diào)整保的調(diào)整保留值之比。留值

4、之比。/) 1 (/)2(21RRttr 區(qū)域?qū)挾葏^(qū)域?qū)挾扔糜诤饬恐Ъ胺从成V用于衡量柱效及反映色譜操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。操作條件下的動(dòng)力學(xué)因素。半峰寬半峰寬 W1/2：峰高一半處的峰寬：峰高一半處的峰寬峰底寬峰底寬 W： 色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線與基線的交點(diǎn)間的距離。色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)上切線與基線的交點(diǎn)間的距離。 氣相色譜定性定量方法氣相色譜定性定量方法1. 色譜定性鑒定方法色譜定性鑒定方法 利用保留值定性利用保留值定性用已知純物質(zhì)對(duì)照定性用已知純物質(zhì)對(duì)照定性要求：純標(biāo)準(zhǔn)樣和未知組分必須在要求：純標(biāo)準(zhǔn)樣和未知組分必須在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。 當(dāng)操作條件一定時(shí)，被測組分的質(zhì)量

5、當(dāng)操作條件一定時(shí)，被測組分的質(zhì)量mi與檢測器的響應(yīng)訊號(hào)與檢測器的響應(yīng)訊號(hào)（峰面積或峰高成正比：（峰面積或峰高成正比：2. 色譜定量分析方法色譜定量分析方法iiimfAmi ：待測組分質(zhì)量：待測組分質(zhì)量其中其中,fi ：待測組分的定量校正因子：待測組分的定量校正因子Ai ：待測組分的峰面積：待測組分的峰面積(%)100(%)iimwm待測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)待測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) wi : m:為樣品的稱樣量為樣品的稱樣量 定量校正因子定量校正因子 由于同一檢測器對(duì)不同物質(zhì)的響應(yīng)不同，為了使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)由于同一檢測器對(duì)不同物質(zhì)的響應(yīng)不同，為了使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)能真實(shí)地反映物質(zhì)的含量，就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)

6、行校正，因此引入信號(hào)能真實(shí)地反映物質(zhì)的含量，就要對(duì)響應(yīng)值進(jìn)行校正，因此引入“定定量校正因子量校正因子” .為什么要用定量校正因子為什么要用定量校正因子f i ?f i 稱為絕對(duì)校正因子稱為絕對(duì)校正因子 iiiiiimmfAfA相對(duì)校正因子相對(duì)校正因子 f i ：即組分的絕對(duì)校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對(duì)：即組分的絕對(duì)校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的絕對(duì) 校正因子之比。校正因子之比。 iisfff/iissmAmAi 被測組分 s 標(biāo)準(zhǔn)物標(biāo)準(zhǔn)物 iiimfA =1sf通常設(shè)內(nèi)標(biāo)物組組 分分tRAm / mgf甲 醇正 丙 醇丁 醇表表 定量校正因子測定定量校正因子測定 常用的幾種定量分析方法常用的幾種定量分析方法

7、 歸一化法歸一化法12100100iiinmmwmmmm1122100iinnf Af Af Af A待測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)待測組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) wi : 100iiiif Af A(1) 僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；(2) 進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)結(jié)果影響不大；進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)結(jié)果影響不大；(3) 峰寬接近時(shí)，可用峰高代替峰面積。峰寬接近時(shí)，可用峰高代替峰面積。特點(diǎn)及要求：特點(diǎn)及要求： 內(nèi)標(biāo)法內(nèi)標(biāo)法 方法：準(zhǔn)確吸取一定量的試樣方法：準(zhǔn)確吸取一定量的試樣V(ml),加入質(zhì)量為加入質(zhì)量為 ms 的內(nèi)標(biāo)物，混勻后進(jìn)樣的內(nèi)標(biāo)物，混勻后進(jìn)樣

8、,根據(jù)得到色譜圖上相應(yīng)的峰面積根據(jù)得到色譜圖上相應(yīng)的峰面積Ai 、 As ,求出某組分的含量。求出某組分的含量。i ：被測組分， s ：內(nèi)標(biāo)物：內(nèi)標(biāo)物iiimf Asssmf AiiissSmf Amf A iiissSf Ammf A(mg/mliimwV）/siisiisSSmf AmAfVf AVA組分的含量組分的含量wi:相除的：表表 各組分含量計(jì)算各組分含量計(jì)算組組 分分 tRA f wi:（mg / ml） 甲 醇正 丙 醇丁 醇一、塔板理論一、塔板理論 柱分離效能指標(biāo)柱分離效能指標(biāo) 色譜柱長色譜柱長 L 色譜柱的理論塔板數(shù)色譜柱的理論塔板數(shù) n ： 組分在柱子中經(jīng)過分配平衡的次數(shù)

9、；組分在柱子中經(jīng)過分配平衡的次數(shù)； 塔板高度塔板高度 H ： 組分在柱子中經(jīng)過一次分配平衡所需要組分在柱子中經(jīng)過一次分配平衡所需要 的柱長，即塔板間距離的柱長，即塔板間距離 。則三者的關(guān)系為：則三者的關(guān)系為： LHn 當(dāng)色譜柱長度一定時(shí)，理論塔板數(shù)當(dāng)色譜柱長度一定時(shí)，理論塔板數(shù) n 越大，越大，塔板高度塔板高度 H 越小，柱效能越高，所得色譜峰越窄。越小，柱效能越高，所得色譜峰越窄。 色譜分離柱效能色譜分離柱效能 H = A + B/u + C u 二、速率理論二、速率理論最佳載氣流速最佳載氣流速氣相色譜速率方程：氣相色譜速率方程：塔板高度塔板高度H與對(duì)應(yīng)載氣流速與對(duì)應(yīng)載氣流速u的關(guān)系圖的關(guān)系

10、圖u載氣流速載氣流速理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為：理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系為： 221/25.54()16()RRttnWW式中式中tR、W1/2、W 以同一單位表示。以同一單位表示。 LHn 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 熱導(dǎo)池檢測器熱導(dǎo)池檢測器 (TCD) （1原理原理 根據(jù)不同的物質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)系數(shù)進(jìn)根據(jù)不同的物質(zhì)具有不同的熱導(dǎo)系數(shù)進(jìn)行檢測；行檢測； TCD檢測信號(hào)值與組分通過檢測器的濃檢測信號(hào)值與組分通過檢測器的濃度成正比；度成正比； TCD屬于濃度型檢測器。屬于濃度型檢測器。（2操作條件的選擇操作條件的選擇 橋路電流橋路電流 I ： I ，鎢絲的溫度，鎢絲的溫度 ， 檢測器靈敏度檢測器靈敏度。 但橋路電流但橋路電流 I 太大，基線不穩(wěn)。太大，基線不穩(wěn)。 池體溫度：池體溫度： 池體與熱絲溫差池體與熱絲溫差，靈敏度，靈敏度 。 載氣種類：載氣種類： 載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差載氣與試樣的熱導(dǎo)系數(shù)相差 ，檢測靈敏度，檢測靈敏度 。2氫火焰電離檢測器氫火焰電離檢測器 根據(jù)不同的物質(zhì)在氫火焰中燃燒產(chǎn)生的離子根據(jù)不同的物質(zhì)在氫火焰中燃燒產(chǎn)生的離子 的數(shù)量及其微電流的大小不同進(jìn)行檢測；的數(shù)量及其微電流的大小不同進(jìn)行檢測； FID檢測信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)組分進(jìn)入檢測器檢測信號(hào)值與單位時(shí)間內(nèi)組分進(jìn)入檢測器 的質(zhì)