中職儀器分析技術(shù)項(xiàng)目十三 任務(wù)四教學(xué)課件

1、正版可修改PPT課件(中職）儀器分析技術(shù)項(xiàng)目十三 任務(wù)四教學(xué)課件儀器分析技術(shù)項(xiàng)目十三 氣相色譜法測(cè)定化學(xué)試劑丙酮中水、甲醇、乙醇任務(wù)四 選擇色譜分析條件任務(wù)引入氣相色譜分析條件主要包括：1.載氣流速的選擇2.柱溫的選擇3.氣化室溫度的選擇4.檢測(cè)器溫度的選擇任務(wù)四 選擇色譜分析條件任務(wù)目標(biāo)會(huì)選擇載氣流速會(huì)選擇柱溫會(huì)調(diào)整分離度大小能說出固定相類型能說出色譜分析條件選擇方法活動(dòng)1 實(shí)驗(yàn)條件的初步設(shè)置由于儀器的不同及實(shí)驗(yàn)條件的差別，標(biāo)準(zhǔn)中表達(dá)的操作條件并不是唯一的，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳條件，先按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行初步設(shè)置操作條件。檢測(cè)器：熱傳導(dǎo)檢測(cè)器載氣及流速：氫氣，40mL/min溫度設(shè)置：柱溫度：

2、110 氣化室溫度：170 檢測(cè)器溫度：150進(jìn)樣量：3L活動(dòng)2 試樣的定性分析1.儀器穩(wěn)定后，分別注入 0.2L 丙酮、水、甲醇、乙醇標(biāo)準(zhǔn)樣品，記錄保留時(shí)間。2.注入1L未知樣品，記錄保留時(shí)間和半峰寬。3.確定未知樣品各個(gè)峰所代表的物質(zhì)。知識(shí)鏈接定性分析 采用氣相色譜法進(jìn)行定性分析，就是利用合理的方法確定色譜圖中每個(gè)色譜峰各表示何種組分。采用氣相色譜法進(jìn)行定性分析，就是利用合理的方法確定色譜圖中每個(gè)色譜峰各表示何種組分。 在一定的色譜條件下，每一種物質(zhì)都有各自確定的的保留值，并且不受其他組分的影響。利用保留值定性 利用保留值定性是最基本的定性方法，其基本依據(jù)是：兩個(gè)相同的物質(zhì)在相同的色譜條件

3、下應(yīng)該具有相同的保留值。因此，通過比較標(biāo)準(zhǔn)物和未知物的保留值即可確定未知物是何種物質(zhì)。利用已知純物質(zhì)直接對(duì)照進(jìn)行定性時(shí)是利用保留時(shí)間（tR）直接比較，這時(shí)要求載氣的流速，載氣的溫度和柱溫度一定要恒定。載氣流速的微小波動(dòng)，載氣溫度和柱溫度的微小變化，都會(huì)使保留值（tR）改變，從而對(duì)定性結(jié)果產(chǎn)生影響。這時(shí)可以選擇利用相對(duì)保留值定性。知識(shí)鏈接用相對(duì)保留值定性 由于相對(duì)保留值是被測(cè)組分與加入的參比組分（其保留值應(yīng)與被測(cè)組分相近）的調(diào)整保留值之比，因此，當(dāng)載氣的流速和溫度發(fā)生微小變化時(shí)，被測(cè)組分與參比組分的保留值同時(shí)發(fā)生變化，而它們的比值相對(duì)保留值則不變。也就是說，相對(duì)保留值只受柱溫和固定相性質(zhì)的影響，

4、而柱長(zhǎng)，固定相的填充情況（即固定相的緊密情況）和載氣的流速均不影響相對(duì)保留值（ )。因此在柱溫和固定相一定時(shí)，相對(duì)保留值（ )為定值，可作為較為可靠的定性參數(shù)。 氣相色譜法除以上定性分析方法外，還有利用與化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合定性，與紅外光譜法、質(zhì)譜法、核磁共振波譜法等結(jié)合的定性分析，已成為先進(jìn)有力的定性分析手段?；顒?dòng)3 柱溫的選擇 在柱溫分別在 110，120，130，140，150，重復(fù)測(cè)定未知樣品，記錄測(cè)定結(jié)果。注意：1.改變柱溫和流速后，待儀器穩(wěn)定后再進(jìn)樣。2.控制柱溫的升溫速率，切忌過快，以保持色譜柱的穩(wěn)定性。知識(shí)鏈接 操作溫度的選擇1.氣化室（進(jìn)樣口）溫度 氣化溫度越高對(duì)分離越有利，一般選

5、擇比柱溫高（3070）。進(jìn)樣量大的話一般比柱溫高（50100）。氣體樣品本身不需要?dú)饣珵榱朔乐顾帜Y(jié)，習(xí)慣設(shè)置在100以上。 正確選擇液體樣品的氣化溫度十分重要，尤其對(duì)高沸點(diǎn)和易分解的樣品，要求在氣化溫度下，樣品能瞬間氣化而不分解。一般儀器的最高氣化溫度為（350420），有的可達(dá)450，大部分氣相譜儀應(yīng)用的氣化溫度在400以下。知識(shí)鏈接 2.柱溫 柱溫是影響分離最重要的因素，選擇柱溫主要是考慮試樣沸點(diǎn)和對(duì)分離的要求，控制柱溫的注意事項(xiàng)如下：（1）應(yīng)使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液會(huì)流失）和最低使用溫度（低于該溫度固定液以固體形式存在）之間。（2）柱溫升高，分離度會(huì)下降

6、，色譜峰變窄變高，柱溫越高組分揮發(fā)度越大，低沸點(diǎn)組分的色譜峰易出現(xiàn)重疊。柱溫越低，分離度越大，但保留值也變大，一定程度上可以改善組分的分離。（3）柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點(diǎn)的溫度。（4）對(duì)于組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。知識(shí)鏈接 3.檢測(cè)器溫度 氣相色譜儀檢測(cè)器和氣化室各有獨(dú)立的恒溫調(diào)節(jié)裝置，其溫度控制及測(cè)量和色譜柱的恒溫箱類似，不同種類的檢測(cè)器溫度控制精度要求相差很大。 一般要求檢測(cè)器溫度比柱溫高（2050），對(duì)于FID檢測(cè)器，為了防止水蒸汽將在檢測(cè)器中冷凝成水，減小靈敏度，增加噪聲。所以，要求FID檢測(cè)器溫度必須在120以上?；顒?dòng)4 載氣流速的選擇 流速調(diào)整為10，20

7、，30，40，50，60 mL/min，重復(fù)測(cè)量未知樣品，柱溫恒定在活動(dòng)3中最佳溫度，記錄測(cè)定結(jié)果。知識(shí)鏈接 載氣流速的選擇 氣相色譜根據(jù)速率理論，載氣流速高時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)是影響柱效的主要因素，流速越高，柱效越低。當(dāng)載氣流速低時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng)是影響柱效的主要因素，流速越高，柱效越高。由于流速對(duì)這兩項(xiàng)完全相反的作用，流速對(duì)柱效的總影響產(chǎn)生一個(gè)最佳流速值，以塔板高度H對(duì)應(yīng)流速u作圖，曲線最低點(diǎn)的流速即為最佳流速。最佳流速使板高H最小，柱效能最高。最佳流速一般通過實(shí)驗(yàn)來選擇。使用最佳流速雖然柱效高，但分析速度慢，因此實(shí)際工作中，為了加快分析速度，同時(shí)又不明顯增加塔板高度的情況下，一般采用比u 最佳稍大

8、的流速進(jìn)行測(cè)定?；顒?dòng)5 選擇最佳操作條件1.根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇最佳的柱溫和載氣流速。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉氫氣氣源、空氣壓縮機(jī)，關(guān)閉加熱系統(tǒng)。待柱溫降至室溫后關(guān)閉總電源和載氣，關(guān)閉色譜數(shù)據(jù)處理機(jī)。知識(shí)鏈接 其他操作條件的選擇1.進(jìn)樣量的選擇 在進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，進(jìn)樣量要適當(dāng)。若進(jìn)樣量過大超過柱容量，將致使色譜峰峰形不對(duì)稱程度增加、峰變寬、分離度變小、保留值發(fā)生變化。峰高和峰面積與進(jìn)樣量不成線性關(guān)系，無法定量。若進(jìn)樣量太小，又會(huì)因檢測(cè)器靈敏度不夠，不能準(zhǔn)確檢出。一般對(duì)于內(nèi)徑（34）mm，固定液用量為3%15%的色譜柱，檢測(cè)器為TCD時(shí)液體進(jìn)樣量為（0.110）L；檢測(cè)器為FID時(shí)進(jìn)樣量一般

9、不大于1L。2.檢測(cè)器的選擇 一般以FID居多，對(duì)于FID不能檢測(cè)的無機(jī)氣體及水的分析常選擇TCD。拓展知識(shí)固定相的類型 氣相色譜分析中，混合組分分離得好壞，在很大程度上取決于固定相的選擇是否合適。毛細(xì)管色譜柱最常用的是聚硅氧烷和聚乙二醇，另外還有一類是小的多孔粒子組成的聚合物或沸石（例如氧化鋁、分子篩等）。1.聚硅氧烷固定相 聚硅氧烷由于其用途廣泛、性能穩(wěn)定，是最常用的固定相。最基本的聚硅氧烷是由100%甲基取代的，相應(yīng)的柱子牌號(hào)有：HP-1、BP-1、DB-1、SE-30等。若有其他取代基取代甲基時(shí)，牌號(hào)相應(yīng)成為：HP-5、BP-5、DB-5、SE-54等，表示有5%的甲基被取代。2.聚乙

10、二醇固定相 聚乙二醇是另外一類廣泛應(yīng)用的固定相。有些被稱之為“WAX”或“FFAP”。聚乙二醇的穩(wěn)定性、使用溫度范圍都比聚硅氧烷要差一些。常見的牌號(hào)有：FFAP、HP-Wax、DB-Wax、Carbowax-10、OV-351等。拓展知識(shí)3.氣-固固定相 另外一類由小的多孔粒子組成的聚合物或沸石的固定相稱為氣-固固定相。最常用的PLOT柱固定相有苯乙烯衍生物、氧化鋁和分子篩等。相應(yīng)的柱子牌號(hào)有：HP PLOTA12O3、HP PLOTA12O3“KCl”、HP PLOTQ、HP PLOTU等。4.鍵合和交聯(lián)固定相 為了改善柱子的性能，常采用鍵合和交聯(lián)的方式。交聯(lián)是將多個(gè)聚合物鏈單體通過共價(jià)鍵進(jìn)

11、行連接，鍵合是將其再通過共價(jià)鍵與擔(dān)體表面或毛細(xì)管管壁表面相連。思考與練習(xí)一、選擇題1.在一定的柱溫下, 下列哪個(gè)參數(shù)的變化不會(huì)使保留值發(fā)生改變（ ）？A改變檢測(cè)器性質(zhì) B改變固定液種類 C改變固定液用量 D增加載氣流速2.氣-液色譜柱中，與分離度無關(guān)的因素是（ ）。A.增加柱長(zhǎng) B.改用更靈敏的檢測(cè)器C.調(diào)節(jié)流速 D.改變固定液的化學(xué)性質(zhì)3.啟動(dòng)氣相色譜儀時(shí)，若使用熱導(dǎo)池檢測(cè)器，有如下操作步步驟：1-開載氣；2-氣化室升溫；3-檢測(cè)室升溫；4-色譜柱升溫；5-開橋電流；6-開記錄儀，下面哪個(gè)操作次序是絕對(duì)不允許的（ ）。A.234561 B.l23456C.123465 D.1324654.下

12、列因素中，對(duì)色譜分離效率最有影響的是( )。 A柱溫 B載氣的種類 C柱壓 D固定液膜厚度5.氣相色譜儀分離效率的好壞主要取決于何種部件（ ）。A.進(jìn)樣系統(tǒng) B.色譜柱 C.熱導(dǎo)池 D.檢測(cè)系統(tǒng)思考與練習(xí)6氣相色譜中進(jìn)樣量過大會(huì)導(dǎo)致（ ）。 A有不規(guī)則的基線波動(dòng) B出現(xiàn)額外峰CFID熄火 D基線不回零7在一定實(shí)驗(yàn)條件下組分i與另一標(biāo)準(zhǔn)組分s的調(diào)整保留 時(shí)間之比稱為（ ）。A死體積 B調(diào)整保留體積 C相對(duì)保留值 D保留指數(shù)8兩個(gè)色譜峰能完全分離時(shí)的R值應(yīng)為（ ）。A R1.5 B R1.0 C R1.5 D R1.09氣液色譜中選擇固定液的原則是（ ）。A相似相溶 B極性相同 C官能團(tuán)相同 D活性相同10氣相色譜分析中，氣化室的溫度宜選為（ ）。A試樣中沸點(diǎn)最高組分的沸點(diǎn) B試樣中沸點(diǎn)最低組分的沸點(diǎn)C試樣中各