氣相色譜法優(yōu)秀公開課

2023/4/7第二章

氣相色譜分析第一節(jié)氣相色譜法概述一、色譜法分類和特點classificationandcharacterofchromatography二、色譜分離原理separationtheoryofchromatography

三、色譜流出曲線及術語curveandglossaryof

chromatography

Analysisofgaschromatography,GCgeneralizationofgaschromatography2023/4/7一、色譜法的分類和特點1.概述混合物最有效的分離、分析方法。俄國植物學家茨維特（Tsweett）在1906年提出的，當時使用的裝置（右圖）：其中的一相固定不動，稱為固定相；另一相是攜帶試樣混合物流過固定相的流體（氣體或液體），稱為流動相。色譜是一種分離技術。（動畫演示）2023/4/7（1）液相色譜：流動相為液體（也稱為淋洗液）。按固定相的不同分為：液固色譜和液液色譜。2.色譜法分類

按照流動相的物態(tài)：（2）氣相色譜：流動相為氣體（稱為載氣）。按固定相的不同分為：氣固色譜和氣液色譜（3）超臨界色譜:流動相為超臨界狀態(tài)下的流體。2023/4/7吸附色譜法；分配色譜法；離子交換色譜法；排阻色譜法。

按分離過程的機制2023/4/7其他色譜方法高效毛細管電泳:九十年代快速發(fā)展、特別適合生物試樣分析分離的高效分析儀器。2023/4/73.色譜法的特點（1）色譜分離體系具有兩個相，固定相和流動相。（2）分離效率高

復雜混合物，有機同系物、異構體，手性異構體。（3）分析速度快

一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個試樣的分析。（4）應用范圍廣

氣相色譜：沸點低于400℃的各種有機或無機試樣的分析。液相色譜：高沸點、熱不穩(wěn)定、生物試樣的分離分析。

2023/4/7混合組分的分離過程及檢測器對各組份在不同階段的響應動畫演示2023/4/72.氣相色譜結構流程2023/4/72.氣相色譜結構流程1-載氣鋼瓶；2-減壓閥；3-凈化干燥管；4-針形閥；5-流量計；6-壓力表；7-進樣器；8-色譜柱；9-熱導檢測器；10-放大器；11-溫度控制器；12-記錄儀；載氣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)色譜柱檢測系統(tǒng)溫控系統(tǒng)動畫演示記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2023/4/73.氣相色譜儀的主要部件1.載氣系統(tǒng)包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制器2023/4/7常用的載氣有：氮氣、氫氣、氦氣；凈化干燥管：去除載氣中的水、有機物等雜質（依次通過分子篩、活性炭等）；載氣流速控制器：壓力表、針形穩(wěn)壓閥、流量計，用于保證載氣流速恒定。2023/4/72.進樣系統(tǒng)進樣裝置：進樣器＋氣化室氣化室：將液體試樣瞬間氣化的裝置。2023/4/7氣體進樣器（六通閥）：試樣首先充滿定量管，切入后，載氣攜帶定量管中的試樣氣體進入分離柱；2023/4/73.分離系統(tǒng)（色譜柱、分離柱）色譜柱：色譜儀的核心部件。柱材質：不銹鋼管（內(nèi)徑2～6mm）或熔融石英玻璃管（內(nèi)徑0.1～0.5mm），長度可根據(jù)需要確定。動畫演示動畫演示2023/4/74.

溫度控制系統(tǒng)溫度是色譜分離條件的重要選擇參數(shù)。氣化室、色譜柱、檢測器三部分在色譜儀操作時均需控制溫度；

氣化室：保證液體試樣瞬間氣化；檢測器：保證被分離后的組分通過時不在此冷凝；2023/4/75.檢測記錄系統(tǒng)

通常由檢測元件、放大器、顯示記錄三部分組成；被色譜柱分離后的組分依次進入檢測器，按其濃度或質量隨時間的變化，轉化成相應電信號，經(jīng)放大后記錄和顯示，給出色譜圖。檢測器：廣普型－－對所有物質均有響應；

專屬型－－對特定物質有高靈敏響應；有關檢測器原理、結構見后續(xù)章節(jié)內(nèi)容。2023/4/7三、色譜流出曲線與術語1.基線

無待測試樣通過檢測器時，檢測到的信號即為基線。基線漂移和基線噪聲動畫演示2023/4/7（2）用體積表示的保留值死體積（VM）：

VM

＝

tM×F0F0為柱出口處的載氣流量單位：mL/min。保留體積（VR）：

VR

＝tR×F0調整保留體積(VR＇)：V

R＇＝

tR＇×F0＝VR－VM

2023/4/73.相對保留值21組分2與組分1調整保留值之比：21=t′R2

/t′R1=V′R2/V′R1相對保留值只與柱溫和固定相性質有關，與其他色譜操作條件無關，它表示了固定相對這兩種組分的選擇性。4.峰高峰高：色譜峰頂點向基線作垂線的距離。單位：mm或cm2023/4/7a.根據(jù)色譜峰的位置（保留值）進行定性測定；

b.根據(jù)色譜峰的峰高或面積進行定量測定；

c.根據(jù)色譜峰的位置及其寬度，可以對色譜柱分離情況進行評價。流出曲線（色譜圖）的作用：2023/4/7選擇內(nèi)容：第一節(jié)氣相色譜法概述generalizationofgaschromatography第二節(jié)氣相色譜理論基礎theoreticalbasisofgaschromatography第三節(jié)氣相色譜的實驗技術experimentaltechnologyofgaschromatography第四節(jié)氣相色譜固定相Stationaryphaseofgaschromatography2023/4/7第二章

氣相色譜分析第二節(jié)氣相色譜理論基礎一、基本概念Basicconceptions二、塔板理論platetheory三、速率理論ratetheoryAnalysisofgaschromatography,GCtheoreticalbasisofgaschromatography2023/4/71.分配系數(shù)K（partitionfactor）

組分在固定相和流動相間發(fā)生的吸附、脫附或溶解、揮發(fā)等過程叫做分配過程。在一定溫度下，分配達到平衡時組分在兩相間的濃度（g/mL）之比，稱為分配系數(shù)，用K表示。分配系數(shù)是色譜分離的依據(jù)。

一、基本概念2023/4/7分配系數(shù)K的討論

一定溫度下，組分的分配系數(shù)K越大，出峰越慢；試樣一定時，K主要取決于固定相性質，每個組分在各種固定相上的分配系數(shù)K不同，選擇適宜的固定相可改善分離效果；某組分的K=0時，即不被固定相保留，最先流出。2023/4/72.分配比（partionratio）k

在實際工作中，也常用分配比來表征色譜分配平衡過程。分配比是指，在一定溫度和壓力下，分配達到平衡時組分在兩相間的質量比。分配比也稱：容量因子（capacityfactor）或容量比（capacityratio）2023/4/73.分配比k與分配系數(shù)K的關系

VM為流動相體積；Vs為固定相體積；式中β為相比（phaseratio）。填充柱相比：6～35；毛細管柱的相比：50～1500。2023/4/73.分配比k與分配系數(shù)K的關系

分配比與分配系數(shù)的不同在于分配比不僅與組分和兩相性質有關，而且還與兩相體積有關。對于一給定的色譜體系，組分的分離最終決定于組分在每項中的相對量，而不是相對濃度，因此分配比是衡量色譜柱對組分保留能力的主要參數(shù)。

k值越大，保留時間越長。2023/4/74.分配比k與保留時間的關系

假設流動相的流速u，組分流速uS，滯留因子（retardationfactor）:RS=uS/u2023/4/72023/4/7色譜理論需要解決的問題：色譜分離過程的熱力學和動力學問題。組分保留時間：色譜過程的熱力學因素控制；（組分和固定液的結構和性質）色譜峰變寬：色譜過程的動力學因素控制；（兩相中的運動阻力，擴散）兩種色譜理論：塔板理論和速率理論組分保留時間為何不同？色譜峰為何變寬？2023/4/7二、塔板理論將色譜柱當作一個精餾塔，將色譜分離過程比作精餾過程，將連續(xù)的色譜分離過程分割成多次的平衡過程的重復（類似于精餾塔的塔板上的平衡過程）；1.塔板理論（platetheory）2023/4/7a.兩相間可以很快地達到分配平衡，這樣達到分配平衡的一小段柱長稱為理論塔板高度；b.載氣進入色譜柱是脈動式的，每次進氣為一個板體積；c.試樣沿色譜柱方向的縱向擴散可略而不計；d.分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù)。塔板理論假定（4條）：2023/4/7（動畫演示）2023/4/7假設c0為進樣濃度，c為時間t時，柱子出口的濃度，tR為保留時間，為標準偏差，則流出曲線上的濃度c與時間t的關系可以用下式表達：2023/4/7假設色譜柱長：L；虛擬的塔板間距離：H；色譜柱的理論塔板數(shù)：n；則三者的關系為：n

＝L/H保留時間包含死時間tM，在死時間內(nèi)組分不參與分配！理論塔板數(shù)與色譜峰參數(shù)之間的關系為：2023/4/72.有效塔板數(shù)和有效塔板高度組分在tM時間內(nèi)不參與柱內(nèi)分配。需引入有效塔板數(shù)和有效塔板高度：2023/4/73.塔板理論的特點和不足(1)當色譜柱長度一定時，塔板數(shù)n越大，被測組分在柱內(nèi)被分配的次數(shù)越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。(2)一般情況下，不同物質在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標時，應指明測定物質、固定相、流動相及操作條件。塔板理論在解釋流出曲線的形狀；濃度極大點的位置；計算評價柱效能等方面是成功的。2023/4/7(3)柱效不能表示被分離組分的實際分離效果，當兩組分的分配系數(shù)K相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)n多大，該兩組分都無法分離。(4)塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下，柱效不同的實驗結果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。2023/4/7三、速率理論ratetheory1.速率方程（也稱范弟姆特方程式）

H

＝A+B/u+C·u

H：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)減小A、B、C三項可提高柱效；存在著最佳流速；A、B、C三項各與哪些因素有關？2023/4/7A─渦流擴散項

A=2λdp

dp：固定相的平均顆粒直徑；λ：固定相的填充不均勻因子固定相顆粒越小dp↓，填充的越均勻，A↓，H↓，柱效n↑；表現(xiàn)在渦流擴散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰較窄。（動畫）2023/4/7B/u—分子擴散項

(1)存在著濃度差，產(chǎn)生縱向擴散;(2)擴散導致色譜峰變寬，H↑(n↓)，分離效果變差;(3)分子擴散項與流速有關，流速↓，滯留時間↑，擴散↑;(4)擴散系數(shù)：Dg

∝(M載氣)-1/2；M載氣↑，B值↓。（動畫）B

＝2Dg

：彎曲因子。Dg：試樣組分分子在氣相中的擴散系數(shù)（cm2·s-1）2023/4/7

k為容量因子；Dg、DL為擴散系數(shù)。減小固定相顆粒粒度，選擇小分子量的氣體（H2或He）作載氣，可降低傳質阻力。C·u—傳質阻力項傳質阻力包括氣相傳質阻力Cg和液相傳質阻力CL，即：C

＝（Cg+CL）動畫演示2023/4/72.速率理論的要點（1）組分分子在柱內(nèi)運行的多路徑造成渦流擴散、濃度梯度所造成的分子擴散及傳質阻力使氣液兩相間的分配平衡不能瞬間達到等因素是造成色譜峰擴展柱效下降的主要原因。(2)通過選擇適當?shù)墓潭ㄏ嗔６?、載氣種類、液膜厚度及載氣流速可提高柱效。2023/4/7(3)速率理論為色譜分離和操作條件的選擇提供了理論指導。闡明了流速和柱溫對柱效及分離的影響。(4)各種因素相互制約，如載氣流速增大，分子擴散項的影響減小，使柱效提高，但同時傳質阻力項的影響增大，又使柱效下降；柱溫升高，有利于傳質，但又加劇了分子擴散的影響，選擇最佳條件，才能使柱效達到最高。2023/4/7選擇內(nèi)容：第一節(jié)氣相色譜法概述generalizationofgaschromatography第二節(jié)氣相色譜理論基礎theoreticalbasisofgaschromatography第三節(jié)氣相色譜的實驗技術experimentaltechnologyofgaschromatography第四節(jié)氣相色譜固定相Stationaryphaseofgaschromatography2023/4/7第二章

氣相色譜分析一、分離度Resolution二、分離操作條件的選擇choiceofseparationoperatingcondition第三節(jié)

氣相色譜的實驗技術Analysisofgaschromatography,GCexperimentaltechnologyofgaschromatography2023/4/7一、分離度resolution

塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質對的實際分離程度，即柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。色譜分離中的四種情況如圖所示：2023/4/7保留值之差──色譜過程的熱力學因素；區(qū)域寬度──色譜過程的動力學因素。難分離物質對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：單獨用柱效n或柱選擇性r21并不能真實地反映組分在色譜柱中的分離情況，所以在色譜分析中，需要引入分離度R概念。2023/4/7R＝0.8：兩峰的分離程度可達89%；R＝1：分離程度98%；R＝1.5：達99.7%（相鄰兩峰完全分離的標準）。分離度也稱分辨率，指相鄰兩色譜峰保留值之差與兩峰底寬平均值之比。2023/4/7引入相對保留值和塔板數(shù)，令Y1＝Y2（相鄰兩峰的峰底寬近似相等），則：2023/4/72023/4/7色譜分離的基本方程a.分離度與柱效的關系（柱效因子n）：分離度與n的平方根成正比；增加柱長可改進分離度；增加n值的另一辦法是減小柱的H值。b.分離度與分配比的關系（容量因子k）：

k值大對分離有利，但并非越大越好，k>10對R的改進不明顯，反而使分析時間大為延長。使k改變的辦法有：改變柱溫和改變相比；使用死體積大的柱子，分離度要受到大的損失。相關信息：c.分配比與柱選擇性的關系（選擇因子α）：α越大，柱選擇性越好，分離效果越好，增大α值是提高分離度的有效辦法；增加α簡便而有效的方法是通過改變固定相，使各組分的分配系數(shù)有較大差別。2023/4/7例題：在一定條件下，兩個組分的調整保留時間分別為85秒和100秒，要達到完全分離，問至少需要多少塊有效塔板？若填充柱的塔板高度為0.1cm，柱長是多少？解：21＝100/85＝1.18

n有效＝16R2[21/(21—1)]2

＝16×1.52×(1.18/0.18)2

＝1547（塊）

L有效＝n有效·H有效＝1547×0.1＝155cm

即柱長為1.55米時，兩組分可以得到完全分離。2023/4/71、載氣及其流速的選擇載氣的選擇應考慮三個方面：載氣對柱效的影響、檢測器要求及載氣性質。載氣摩爾質量大，可抑制試樣的縱向擴散，提高柱效；載氣流速較大時，傳質阻力項起主要作用，采用較小摩爾質量的載氣（如H2，He），可減小傳質阻力，提高柱效。（1）載氣種類的選擇二、分離操作條件的選擇2023/4/7（2）載氣流速的選擇由圖可見存在最佳流速（uopt）。實際流速通常稍大于最佳流速，以縮短分析時間。2023/4/7二、溫度的選擇

choiceoftemperature1.氣化室溫度的選擇色譜儀進樣口下端有一氣化室，液體試樣進樣后，在此瞬間氣化；氣化室溫度高于樣品中沸點最高的組分10～50℃，一般比柱子溫度高30～70℃；注意不能過高，防止氣化溫度過高造成試樣分解。2023/4/72.柱溫的選擇

首先應使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內(nèi)。柱溫升高，分離度下降。柱溫↑，被測組分的揮發(fā)度↑，即被測組分在氣相中的濃度↑，K↓，tR↓，低沸點組分峰易產(chǎn)生重疊。2023/4/7柱溫↓，分離度↑，分析時間↑。對于難分離物質對，降低柱溫雖然可在一定程度內(nèi)使分離得到改善，但是不可能使之完全分離，這是由于兩組分的相對保留值增大的同時，兩組分的峰寬也在增加，當后者的增加速度大于前者時，兩峰的交疊更為嚴重。組分復雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。2023/4/7所謂的程序升溫，是指在一個分析周期內(nèi)，溫度隨時間由低溫向高溫線性或非線性地變化，以使沸點不同的組分各在其最佳柱溫下流出，從而改善分離效果，縮短分析時間。恒溫：45oC程序升溫：30~180oC恒溫：120oC溫度低，分離效果較好，但分析時間長程序升溫，分離效果好，且分析時間短溫度高，分析時間短，但分離效果差2023/4/73.檢測器溫度的選擇一般來說，在恒定柱溫操作時，檢測器的溫度應高于柱溫10～25℃。氣化室溫度＞檢測器溫度＞柱溫所以選擇的溫度高低的一般順序為：2023/4/7三、擔體和固定液的選擇擔體的表面結構和孔徑分布決定了固定液在擔體上的分布以及液相傳質和縱向擴散的情況。對擔體粒度要求均勻細小，這樣有利提高柱效。2023/4/7固定液的性質對分離是起決定作用的。固定液膜薄，柱效能越高，并可縮短分析時間。但固定液用量太低，液膜越薄，允許的進樣量也就越少。固定液的配比（指固定液與擔體的質量比）一般用5:100到25:100。2023/4/7

四、其它操作條件的選擇液體試樣采用色譜微量進樣器進樣，規(guī)格有1μL，5μL，10μL等。氣體試樣應采氣體進樣閥進樣。1.進樣方式2023/4/7進樣量應控制在柱容量允許范圍及檢測器線性檢測范圍之內(nèi)。進樣要求動作快、時間短。

2.進樣量2023/4/7選擇內(nèi)容：第一節(jié)氣相色譜法概述generalizationofgaschromatography第二節(jié)氣相色譜理論基礎theoreticalbasisofgaschromatography第三節(jié)氣相色譜的實驗技術experimentaltechnologyofgaschromatography第四節(jié)氣相色譜固定相Stationaryphaseofgaschromatography2023/4/7第二章

氣相色譜分析一、氣－固色譜固定相stationaryphasesingas-solidchromatography二、氣－液色譜固定相stationaryphasesingas-liquidchromatography

第四節(jié)

氣相色譜固定相Analysisofgaschromatography,GCstationaryphasesingaschromatography2023/4/7一、氣固色譜固定相

stationaryphasesingas-solidchromatography1.種類（1）活性炭有較大的比表面積，吸附性較強。分離永久性氣體，不適宜分離極性化合物。（2）活性氧化鋁弱極性。適用于常溫下CH4、C2H6、C2H4等烴類氣體的相互分離及有機異構物。（3）硅膠強極性。適宜分離永久性氣體及低級烴類化合物。2023/4/7（4）分子篩堿及堿土金屬的硅鋁酸鹽（沸石），多孔性。如3A、4A、5A分子篩等（孔徑：埃）。常用5A（常溫下分離O2與N2）。廣泛用于H2、O2、N2、NO、CO等的分離外，還能夠測定He、Ne、Ar等惰性氣體。（5）高分子多孔微球（GDX系列）新型的有機合成固定相（苯乙烯與二乙烯苯共聚），耐腐蝕和酸堿。適用于水、氣體、多元醇及腈類物質的分析。2023/4/72.氣—固色譜固定相的特點（1）使用方便；（2）其性能與制備和活化條件有很大關系；同一種固定相，不同廠家或不同活化條件，分離效果差異較大；（3）種類有限，能分離的對象不多。2023/4/7二、氣液色譜固定相

stationaryphasesingas-liquidchromatography

氣液色譜固定相[載體（擔體）＋固定液]：固體顆粒表面涂漬上一薄層固定液。作為載體和固定液都有一定的要求。2023/4/71.作為載體的物質應滿足的條件比表面積大，孔徑分布均勻；化學惰性，表面無吸附性或吸附性很弱，與被分離組分不起反應；具有較高的熱穩(wěn)定性和機械強度，不易破碎；顆粒大小均勻、適度。一般常用60~100目。2023/4/72.載體（硅藻土）紅色載體：孔徑較小，表孔密集，比表面積較大，機械強度好。缺點是表面存有活性吸附中心點。與非極性固定液配合使用，效果較好。故適宜分離非極性或弱極性組分的試樣。白色載體：煅燒前原料中加入了少量助溶劑（碳酸鈉）。顆粒疏松，孔徑較大。比表面積較小，機械強度較差。但吸附性顯著減小，適宜分離極性組分的試樣。2023/4/7氣液色譜擔體2023/4/73.固定液固定液：高沸點難揮發(fā)的有機化合物，種類繁多。（1）對固定液的要求應對被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學反應。（2）固定液的最高和最低使用溫度高于最高使用溫度易分解，溫度低呈固體；（3）組分與固定液間的作用力分子間的作用力主要包括靜電力、誘導力、色散力和氫鍵的相互作用等。2023/4/7（4）固定液選擇的基本原則“相似相溶”，選擇與試樣性質（極性）相近的固定相。固定液的性質和被測組分有某些相似時，其溶解度就大，分配系數(shù)就大。也就是說，被測組分在固定液中溶解度或分配系數(shù)的大小與被測組分和固定液兩種分子之間相互作用力的大小有關。2023/4/7（5）固定液的相對極性規(guī)定：角鯊烷（異三十烷）的相對極性為零，β，β’—氧二丙睛的相對極性為100。2023/4/7①分離非極性物質，選非極性固定液，各組分按沸點次序流出色譜柱，沸點低先出，高后出；

②分離極性物質，選極性固定液，各組分按極性次序分離，極性小的先出，極性大的后出；

③分離非極性和極性混合物，選極性固定液，非極性先出，極性組分后出；

④對于能形成氫鍵的試樣，選極性或氫鍵型的固定液，不易形成氫鍵的先出，最易形成氫鍵的最后流出。色譜流出規(guī)律：2023/4/7選擇內(nèi)容：第五節(jié)氣相色譜檢測器detectorofgaschromatography第六節(jié)氣相色譜定性定量分析qualitativeandquantitativeanalysisofGC第七節(jié)毛細管柱氣相色譜法Capillarycolumngaschromatography2023/4/7一、概述

generalization二、熱導檢測器thermalconductivitydetector,TCD三、氫火焰離子化檢測器flameionizationdetector,FID四、電子捕獲檢測器electroncapturedetector,ECD五、火焰光度檢測器flamephotometricdetector，F(xiàn)PD六、檢測器的性能指標performanceindexofdetector第五節(jié)

氣相色譜檢測器detectorofgaschromatography第二章

氣相色譜分析Analysisofgaschromatography,GC2023/4/71.作用將經(jīng)色譜柱分離后的各組分按其特性及含量轉換為相應的電訊號。2.分類

a.濃度型：載氣中某組分濃度瞬間的變化，即檢測器的響應值和組分的濃度成正比。熱導TCD；電子捕獲ECD。

b.質量型：載氣中某組分進入檢測器的速度變化，即檢測器響應值和組分的質量成正比。氫焰FID；火焰光度FPD。一、概述generalization2023/4/7二、熱導池檢測器

thermalconductivitydetector，TCD1.特點：結構簡單，靈敏度適宜，穩(wěn)定性好。2.測量原理：基于不同物質具有不同熱導系數(shù)。3.結構：Fig2-9；2-10；類似于惠斯登電橋原理。動畫演示2023/4/7a.橋路工作電流：電流增強，電阻絲和熱導池體的溫差加大，檢測靈敏度提高。但是電流太大，引起基線不穩(wěn)，甚至將電阻絲燒壞。b.熱導池體溫度：橋路電流一定時，池體溫度越低，二者溫差越大，靈敏度越高。但是一般池體溫度不應低于柱溫。c.載氣性質：載氣與試樣熱導系數(shù)相差愈大，靈敏度愈高，故氫氣或氦氣作載氣時比氮氣的靈敏度高。4.影響熱導池檢測器靈敏度的因素：2023/4/7熱導檢測器幾乎對所有物質都有相應，屬于廣普型檢測器，最適合無機氣體和烴類有機物的分析。d.熱敏元件阻值：選阻值高，電阻溫度系數(shù)大的。e.熱導池的死體積：死體積越大，靈敏度越低，應選用微型池體（2.5μL）的熱導池。2023/4/7三、

氫火焰離子化檢測器

flameionizationdetector，F(xiàn)ID（1）典型的質量型檢測器；（2）結構簡單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應迅速等特點；（3）比熱導檢測器的靈敏度高出近3個數(shù)量級，檢測下限可達pg·s-1。1.特點2023/4/7主要部件是一個離子室，它一般用不銹鋼制成，包括氣體入口，火焰噴嘴，一對電極和外罩。動畫演示2.結構；Fig2-11對含-CH的有機化合物具有很高的靈敏度。對無機氣體、水、CO、CO2和四氯化碳等在火焰中不易解離的物質靈敏度低或不響應。CnHm→·CH（自由基）；·CH＋O*→2CHO+＋e-；CHO+＋H2O→H3O+＋COCHO+、H3O+→往負極；

e-

→往正極；產(chǎn)生微電流經(jīng)放大電路輸出。3.作用機理2023/4/7a.氣體流量載氣：一般用氮氣；氫氣：氫/載比對火焰及電離過程影響大；一般情況下維持在1:1~1:1.5。空氣：助燃氣，氫氣/空氣=1:10。

b.極化電壓：直接影響響應值，選100V~300V之間.c.使用溫度：不是主要影響因素。4.操作條件的選擇2023/4/7四、電子捕獲檢測器

electroncapturedetector，ECD高選擇性檢測器，僅對含有鹵素、磷、硫、氧等電負性元素的化合物有很高的靈敏度，對大多數(shù)烴類沒有響應，檢測下限10-14g/mL。較多應用于農(nóng)副產(chǎn)品、食品及環(huán)境中農(nóng)藥殘留量的測定。1.特點2023/4/72.結構Fig2-14檢測器池體內(nèi)有一圓筒狀β放射源（63Ni或3H）作為陰極，一個不銹鋼棒作為陽極。在此兩極間施加一直流或脈沖電壓。N2（高純載氣）進入；在射線作用下電離：N2→N2＋

＋e－

分別向兩極移動形成基流。當組分AB進入；AB＋e－→AB－＋E由于被測組分捕獲電子，使基流降低，產(chǎn)生負信號成倒峰，組分濃度越高，倒峰越大。最終AB－＋N2＋→N2＋AB隨載氣流出檢測器。3.作用機理2023/4/7五、火焰光度檢測器flamephotometricdector，F(xiàn)PD1.特點對含硫、磷化合物的高選擇性檢測器。在大氣污染和農(nóng)藥殘留分析中應用較多。2.結構：Fig2-15化合物中硫、磷在富氫火焰中被還原，激發(fā)，分別輻射出波長為394nm和526nm的光，被檢測。RS＋空氣＋O2→SO2

＋CO22SO2

＋8H→2S＋4H2OS＋S→S2*S2*→S2

＋

hv發(fā)射出λ=394nm的光。含磷試樣以HPO碎片的形式，發(fā)射出λ=526nm的特征光。3.作用機理儀器的響應信號對進樣量的變化率。S=ΔR/ΔQ六、檢測器性能指標performanceindexofdetector靈敏度高、穩(wěn)定性好、線性范圍寬等。1.靈敏度S由于各種檢測器作用機理不同，因此靈敏度的計算式和量綱也有所不同。2023/4/7R∝c→R=Scc

Sc=F0A/mF0是流動相的流速mL/min，A是流出曲線的面積mVmin；m是進樣量（mg）。a.對濃度型檢測器進樣量與峰面積成正比，進樣量一定時，峰面積與流速成反比，定量時要保持流速恒定。氣體:mV·

mL·mL-1

；固體或液體:mVmLmg-1。2023/4/7R∝dm/dt→R=Smdm/dtSm=A/mb.對質量型檢測器上式可以看出，峰面積與進樣量成正比，而與流速無關。單位：mVsg-1。指檢測器恰能產(chǎn)生和噪聲相鑒別的信號時，在單位體積或單位時間需向進入檢測器的物質質量。

2.檢出限detectionlimit噪聲水平?jīng)Q定著能被檢測到的濃度（或質量）。2023/4/7

從上圖可以看出：要把信號從本底噪聲中識別出來，則組分的響應值就一定要高于N。國際通用規(guī)定：檢測器響應值為3倍噪聲水平時的試樣濃度（或質量），被定義為最低檢測限。D＝3N/S2023/4/7指檢測器恰能產(chǎn)生和噪聲相鑒別的信號時，需進入色譜柱的最小物質量。濃度型：Q0

=1.065Y1/2F0D質量型：Q0

=1.065Y1/2DQ0與檢測器的檢出限成正比，但與檢出限不同。

3.最小檢出量Q0

minimumdetectionquantity2023/4/7用最大進樣量與最小檢出量比值表示，這個范圍愈大愈好。4.響應時間responsetime響應時間越短越好。5.線性范圍linearrange2023/4/7選擇內(nèi)容：第五節(jié)氣相色譜檢測器detectorofgaschromatography第六節(jié)氣相色譜定性定量分析qualitativeandquantitativeanalysisofGC第七節(jié)毛細管柱氣相色譜法Capillarycolumngaschromatography2023/4/7第二章

氣相色譜分析一、色譜定性分析qualitativeanalysisofchromatography二、色譜定量分析quantitativeanalysisofchromatography

第六節(jié)

色譜定性、定量分析Analysisofgaschromatography,GCqualitativeandquantitativeanalysisofchromatography2023/4/7一、色譜定性分析1.利用純物質定性的方法利用保留值定性：通過對比試樣中具有與純物質相同保留值的色譜峰，來確定試樣中是否含有該物質及在色譜圖中的位置（必須是同一個儀器的測定值）。利用加入法定性：將純物質加入到試樣中，觀察各組分色譜峰的相對變化。動畫演示2023/4/72.利用文獻保留值定性（無標準樣品時）利用相對保留值21定性相對保留值21僅與柱溫和固定液性質有關。在色譜手冊中都列有各種物質在不同固定液上的保留數(shù)據(jù)，可以用來進行定性鑒定。2023/4/73.保留指數(shù)retentionindex

又稱Kovats指數(shù)（Ⅰ），是一種重現(xiàn)性較好的定性參數(shù)。無需標準試樣。將正構烷烴作為標準，規(guī)定其保留指數(shù)為分子中碳原子個數(shù)乘以100（如正己烷的保留指數(shù)為600）。2023/4/7其它物質的保留指數(shù)（IX）是通過選定兩個相鄰的正構烷烴，其分別具有Z和Z＋1個碳原子。被測物質X的調整保留時間應在相鄰兩個正構烷烴的調整保留值之間如圖所示。2023/4/7保留指數(shù)計算方法2023/4/74.與其他分析儀器聯(lián)用的定性方法小型化的臺式色質譜聯(lián)用儀（GC-MS；LC-MS）色譜-紅外光譜儀聯(lián)用儀；組分的結構鑒定SampleSam