現(xiàn)代分析原理第四章

現(xiàn)代分析原理第四章第1頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.1Simplifiedinjectionportdesign第2頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.1旋轉(zhuǎn)式六通閥a)取樣位（load）b)進(jìn)樣位（injection）第3頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.3分離系統(tǒng)填充柱packedcolumnI.D.2~4mm,Length1~10m;U形/螺旋形(15~25:1)

毛細(xì)管柱capillarycolumnoropentubular(OT)columnI.D.0.2~0.5mm,Length30~300m;螺旋形I.D.RStationaryphase第4頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.4溫控系統(tǒng)氣化室色譜柱箱檢測器(特別是TCD)一般情況下，氣化室的溫度比色譜柱溫高10~50℃檢測器的溫度也比色譜柱溫略高

“程序升溫”第5頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六程序升溫第6頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.5檢測器微分型檢測器：濃度型質(zhì)量型

靈敏度S(sensitivity)mRSDD=檢出限D(zhuǎn)L(Detectionlimit)SRDN3=mR線性范圍第7頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.5.1熱導(dǎo)池檢測器ThermalConductivityDetector(TCD)熱導(dǎo)池示意圖雙臂熱導(dǎo)池四臂熱導(dǎo)池濃度型檢測器第8頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.1熱導(dǎo)池Wheatstone電橋測量線路R1·R4=R2·R39~24V第9頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.5.2火焰離子化檢測器FlameIonizationDetector(FID)C6H66·CH6·CH+3O2

6CHO++6e6CHO++6H2O6CO+6H3O+化學(xué)電離質(zhì)量型檢測器第10頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.1SomecompoundsnotdetectedbytheflameionizationdetectorH2ONOH2S,CS2HeCO2NO2COSArCON2OSiCl4KrN2NH3SiHCl3NeO2SO2SiF4Xe水、永久性氣體、氮氧化物、碳氧化物、部分硫化物第11頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.5.3電子捕獲檢測器ElectronCaptureDetector(ECD)63Nie-N2-rayN2++e-X+e-X-X-+EN2+N2+X濃度型檢測器靈敏度高，線性范圍窄

10-14g/mL102~4-+sample第12頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜儀的基本部件InstrumentationofGasChromatography2.12.1.5.4火焰光度檢測器

FlamePhotometricDetector(FPD)394nm526nm/nm*sampleAir+O2H2S2*HPO*質(zhì)量型檢測器第13頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2載體+固定液固體吸附劑新型合成固定相第14頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.22.2.1載體*具有多孔性比表面積大*化學(xué)惰性不與試樣組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；表面無活性，但應(yīng)有較好的“浸潤性”*熱穩(wěn)定性“好”*有一定的機(jī)械強(qiáng)度載體硅藻土類載體非硅藻土類載體第15頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2硅藻土類載體紅色硅藻土

孔徑~2mm,比表面積~4m2/g

表面吸附性較強(qiáng)且有一定的催化活性適于涂漬高含量固定液，分離非極性化合物白色硅藻土孔徑8~9mm,比表面積~1m2/g催化活性小適于涂漬低含量固定液，分離極性化合物硅藻土載體的預(yù)處理：酸洗，堿洗，硅烷化，釉化等第16頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.22.2.2固定液*熱穩(wěn)定性“好”，蒸汽壓低*化學(xué)穩(wěn)定性，不與樣品或載氣發(fā)生“不可逆”化學(xué)反應(yīng)*粘度和凝固點(diǎn)要“低”*試樣中待分離的各組分在其中應(yīng)有一定的溶解度第17頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.2.3組分與固定液分子之間的相互作用

范德華力鍵合力氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2范德華力①定向力-+-+MobilePhaseFlow第18頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2②誘導(dǎo)力極性分子的永久偶極非極性分子的誘導(dǎo)偶極利用極性固定液來分離非極性組分(分子)和可極化組分(分子)的混合物b.p.80.81℃80.10℃第19頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2③色散力

非極性分子的“瞬間”偶極矩同步電場極化周圍的分子非極性固定液分離非極性組分(分子)混合物第20頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2④氫鍵

F—H…

FO—H…

F

O—H…

N

N—H…

NN≡C—N…

N鍵合力與固定相分子之間形成化合物或配合物第21頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.22.2.4固定液的分類①根據(jù)固定液的相對極性來分類(1959,Rohrschneider),’氧二丙腈(1):100角鯊?fù)?2):0物質(zhì)對(正丁烷,丁二烯)或(環(huán)己烷,苯))()(lg''butanetbutadienetqRR=211)(100100qqqqpxx---=第22頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2固定液的相對極性分為五級(jí),每20單位為一級(jí)非極性固定液0-+1“-”弱極性固定液+1-+2

中等極性固定液+3強(qiáng)極性固定液+4-+5第23頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2②羅氏常數(shù)和麥?zhǔn)铣?shù)

Rohrschneiderconstant/McReynoldsconstant③固定液的化學(xué)結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)第24頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2載體+固定液固體吸附劑新型合成固定相第25頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六氣相色譜固定相StationaryPhasesinGasChromatography2.2第26頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications2.3.1

氣相色譜分離條件的選擇uCuBAH++=HuACBuopt.Hmim第27頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications2.3.1.1載氣及其線速的選擇CBuopt=BCAH2min+=2.3.1.2柱溫的選擇

①柱溫應(yīng)高于固定液的熔點(diǎn)，低于固定液的最高使用溫度②柱溫低，選擇性好；柱溫高，分離時(shí)間短③程序升溫（p391）第28頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications2.3.1.3色譜柱長度和內(nèi)徑的選擇)1(4aa-=effsnR221'2')(54.5)(16YtYtnRReff==effeffnLH=填充柱：Length,2-6mI.D.,3-6mm第29頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications2.3.1.4載體的選擇一般地，紅色硅藻土適用于低溫分離白色硅藻土適用于高溫分離粒度，均勻，直徑為柱I.D.的1/20~25對于4mm的柱，60~80目（200~160mm)2.3.1.5進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量

“快”<1s;A(orh)與進(jìn)樣量之間呈線性關(guān)系第30頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications2.3.2定性分析單柱比較法雙柱比較法“相同的色譜條件”samplestandard第31頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications峰高加入法進(jìn)樣量“低”第32頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications沒有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，利用經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和文獻(xiàn)值進(jìn)行定性碳數(shù)規(guī)律（對于同系物）'lgRtnCAntR+='lg3≥n沸點(diǎn)規(guī)律（對于同族具有相同碳數(shù)碳鏈的異構(gòu)體化合物）CATtbR+='lg第33頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplications保留指數(shù)------科瓦茨(Kovats)指數(shù)正構(gòu)烷的保留指數(shù)為含碳數(shù)乘100]lglglglg[100''''1nnnxRRRRxttttnI--+×=+＞＞'1+nRt'xRt'nRt第34頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六2.3氣相色譜分析法及其應(yīng)用GCAnalysisandItsApplicationsGC-MS,GC-FTIR……2.3.3定量分析相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD:1~3%2.3.4應(yīng)用環(huán)境樣品生物樣品第35頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六超臨界流體色譜簡介BriefIntroductionofSupercriticalFluidChromatography(SFC)超臨界流體SupercriticalFluidP/PaT/℃SolidGasLiquidSupercritical

fluidTriplepointCriticalpointDensitychangeable第36頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六SyringepumpSamplestoveColumnRestrictor（限流器）Detector超臨界流體色譜簡介BriefIntroductionofSupercriticalFluidChromatography(SFC)D.R.Gere,Science,1983,222,253第37頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六超臨界流體色譜簡介BriefIntroductionofSupercriticalFluidChromatography(SFC)Comparisonofthephysicalpropertiesofgas,liquidandsupercriticalfluid

gassupercriticalfluidliquidDiffusioncoefficient,cm2/s10-110-410-5

Density,g/mL10-30.81Viscosity,g/cms10-45×10-410-2SFC比HPLC的柱效高,分離速度快SFC比GC的柱溫低,易于分離熱不穩(wěn)定的大分子化合物-----------第38頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六《儀器分析實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)17歸一化法測定混合芳烴中各組分的百分含量氣相色譜法第39頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈿庀嗌V的結(jié)構(gòu)，掌握基本使用方法掌握歸一化法的原理以及定量分析方法掌握外標(biāo)法和外標(biāo)工作曲線法在氣相色譜定量分析中的應(yīng)用。第40頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六色譜起源加入石油醚分層胡蘿卜素葉黃素葉綠素A、BChromatography原理:基于物質(zhì)在不同相之間具有不同的分配系數(shù)引起的分離第41頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六儀器裝置氣路控制系統(tǒng)面版顯示和控制進(jìn)樣口柱箱第42頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六進(jìn)樣口第43頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六色譜柱毛細(xì)管柱填充柱毛細(xì)管柱填充拄材料熔融的石英拉制而成，外層是聚酰亞胺，使整個(gè)毛細(xì)管柱有韌性不銹鋼做為外殼材料，里面填充一些材料，比如活性炭、氧化鋁、硅膠等柱長短，1-10m長，20-200m內(nèi)徑2-4mm0.25mm，0.53mm固定相活性炭、氧化鋁、硅膠等液膜，厚度為0.25μm理論塔板數(shù)高低柱效高低允許進(jìn)樣量較大1-2μL第44頁，共51頁，2023年，2月20日，星期六檢測器檢測器載氣種類測