儀器分析教學課件-第十六章氣相色譜法

第十六章氣相色譜法Chapter16GasChromatography(GC)

特性：高分離效能、高選擇性、高靈敏度、快速。適用范圍：熱穩(wěn)定性好，沸點較低的有機及無機化合物分離。1氣相色譜儀的五大系統(tǒng)檢測系統(tǒng)載氣系統(tǒng)分離系統(tǒng)進樣系統(tǒng)溫控和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)§16-1氣相色譜儀2氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)鋼瓶He,N2載氣控制數(shù)據(jù)處理進樣口色譜柱檢測器溫度控制區(qū)氣相色譜主機§16-1氣相色譜儀3作用：常用載氣：要求：§16-1氣相色譜儀二、載氣系統(tǒng)推動組分在柱中運行的動力;氫氣、氮氣、氦氣、氬氣。凈化純度達99.999%（毛細管柱）,流量控制。4參數(shù)設(shè)置：1.載氣選擇2.載氣流速：§16-1氣相色譜儀塔板高度最小時對應最佳流速。一般實驗測定。載氣流速較小時選擇氮氣，載氣流速較大時選擇氫氣或氦氣，同時考慮對檢測器的適應性。5作用：要求：§16-1氣相色譜儀三、進樣系統(tǒng)將樣品瞬間氣化為蒸汽并引入色譜柱;進樣量（毛細管柱一般允許進樣量為10-3～10-2uL),進樣時間小于1s。6參數(shù)設(shè)置：

1.進樣口溫度

2.進樣量§16-1氣相色譜儀三、進樣系統(tǒng)71.色譜柱分類：（如活性炭,氧化鋁,分子篩,硅膠等，主要用于氣體和一些低沸點物質(zhì)的分析）填充色譜柱毛細管色譜柱（由載體和固定液組成）

四、分離系統(tǒng)82.固定液要求對試樣各組分有適當?shù)娜芙饽芰?選擇性好;揮發(fā)性小，熱穩(wěn)定性好;化學穩(wěn)定性好。四、分離系統(tǒng)9烴類硅氧烷類

醇類和醚類酯類和聚酯腈和腈醚等3、固定液的分類弱極性弱極性到強極性強極性中強極性強極性10甲基聚硅氧烷類固定相結(jié)構(gòu)四、分離系統(tǒng)11按化學結(jié)構(gòu)分類

硅氧烷類是目前應用最廣泛的通用型固定液，使用溫度范圍寬(50～350℃)，硅氧烷類經(jīng)不同的基團修飾可得到不同極性的固定相。3、固定液的分類四、分離系統(tǒng)12聚乙二醇類固定相結(jié)構(gòu)溫度穩(wěn)定性比聚硅氧烷類差；最高使用溫度低于聚硅氧烷類固定液。四、分離系統(tǒng)13固定相組成J&WSGE極性100%

甲基硅氧烷DB-1BP-1非極性5%苯基甲基硅氧烷DB-5BP-5弱極性

聚乙二醇DB-WaxBP-20強極性50%苯基甲基硅氧烷DB-17BP-17中極性

常用固定相14非極性試樣選用非極性固定液，組分沸點低的先流出；極性試樣選用極性固定液，極性小的先流出非極性和極性混合物試樣一般選用極性固定液，非極性組分先出；能形成氫鍵的試樣一般選擇極性大或是氫鍵型的固定液，不易形成氫鍵的先流出。4、固定液的選擇—相似相溶原則15舉例一分離正已烷和正庚烷正已烷（B.P68℃），正庚烷（B.P99℃）。01234min正已烷正庚烷4、固定液的選擇16舉例二分離正已烷和已醇01234min正已烷已醇4、固定液的選擇17舉例三分離環(huán)已烷和苯，用何種柱子？環(huán)已烷（B.P80.1℃）苯（B.P80.8℃）01234min環(huán)已烷苯4、固定液的選擇18舉例四分離甲醇和乙醇，用何種柱子？01234min乙醇甲醇4、固定液的選擇19色譜柱廠家、型號柱長、柱徑，色譜柱類型色譜柱溫度：對分離度影響最大

5、參數(shù)設(shè)置四、分離系統(tǒng)20程序升溫：在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫做線性或非線性變化，以達到用最短時間獲得最佳分離的目的。適用于沸點范圍很寬的混合物。注意：柱溫不能高于色譜柱的最高使用溫度。

5、參數(shù)設(shè)置21熱導檢測器氫火焰檢測器電子捕獲檢測器火焰光度檢測器

五、氣相色譜檢測器通用通用選擇選擇

濃度型質(zhì)量型濃度型質(zhì)量型

所有含碳電負性硫、磷

221.利用已知標準物質(zhì)對照定性保留值定性一、常用的定性分析方法§16-5氣相色譜法定性和定量分析相對保留值23峰高增加法ABCDCABD一、常用的定性分析方法§16-5氣相色譜法定性和定量分析24雙柱比較法

12345678

標準

樣品

DB-1柱12345678

標準樣品

DB-17柱

丁酮分析圖譜雙柱比較法25

碳數(shù)規(guī)律：

2.用經(jīng)驗規(guī)律和文獻值進行定性分析

lgt’R=A1n+C1沸點規(guī)律：

lgt’R=A2T2+C2保留指數(shù)：

(最有價值的文獻定性數(shù)據(jù))263.與其它儀器聯(lián)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用色譜-紅外光譜聯(lián)用27二、定量分析

1.原理:當操作條件一致時，被測組分的質(zhì)量（或濃度）與檢測器給出的響應信號(峰面積A或峰高h)成正比:mi=fAi

Ai

mi=fhi

hi282.常用的定量方法外標法歸一化法內(nèi)標法二、定量分析

29外標法對進樣量的準確性控制要求較高,操作條件變化對結(jié)果準確性影響較大,操作簡單，適用于大批量試樣的快速分析。30歸一化法

僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；操作條件的變動對測定結(jié)果影響不大；歸一化法簡便、準確。31內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）1.試樣中所有組分不能全部出峰時2.定量分析中只要求測定某一個或幾個組分3.樣品前處理復雜適用范圍:32內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）1.選擇一內(nèi)標物質(zhì)，以固定濃度分別加入標準溶液系列和樣品溶液中2.測定標準溶液中待測組分和內(nèi)標物的峰面積之比3.用峰面積比對標準溶液中待測組分的濃度做標準工作曲線。4.用此標準工作曲線求待測組分的量操作方法:33內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）1.樣品中不含內(nèi)標物2.峰的位置在各待測組分之間或與之相近3.穩(wěn)定，與樣品能互溶但無化學反應4.峰面積與待測組分相差不太大對內(nèi)標物的要求:34內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）進樣量,操作條件的變化對結(jié)果沒有影響,因此定量結(jié)果比較準確。該法適宜于低含量組分的分析，且不受歸一法使用上的局限。內(nèi)標法的優(yōu)點：35定性困難，不能分析分子量大、極性強或熱不穩(wěn)定的化合物。氣相色譜法小結(jié)局限性