第八章氣相色譜法

第八章氣相色譜法第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三二、氣相色譜儀的組成

載氣→減壓→凈化→穩(wěn)壓→

→色譜柱→檢測器→記錄儀

進樣

載氣系統(tǒng)進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)記錄系統(tǒng)第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前三、氣相色譜法的特點和應用

“三高”“一快”“一廣”

占有機物20%

適于分析氣體、易揮發(fā)的液體及固體不適合分析不易氣化或不穩(wěn)定性物質樣品的衍生化使應用范圍進一步擴大第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)氣相色譜法的基本原理一、基本概念二、等溫線三、塔板理論（平衡理論）四、速率理論熱力學理論：塔板理論——平衡理論基礎動力學理論：速率理論——Vander方程理論基礎第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三一、基本概念1．流出曲線和色譜峰2．基線、噪音和漂移3．保留值：色譜定性參數4．色譜峰的區(qū)域寬度：色譜柱效參數

第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三1．流出曲線和色譜峰流出曲線（色譜圖）：電信號強度隨時間變化曲線色譜峰：流出曲線上突起部分第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前不對稱因子正常峰（對稱）非正常峰

前沿峰

拖尾峰色譜峰——fs在0.95~1.05之間——fs小于0.95——fs大于1.05第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2．基線、噪音和漂移

基線：當沒有待測組分進入檢測器時，反映檢測器噪音隨時間變化的曲線（穩(wěn)定—平直直線）噪音：儀器本身所固有的，以噪音帶表示（儀器越好，噪音越小）漂移：基線向某個方向穩(wěn)定移動

（儀器未穩(wěn)定造成）第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三3．保留值：色譜定性參數保留時間tR：從進樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點時所需時間，即組分通過色譜柱所需要的時間死時間tm：不被固定相溶解或吸附的組分的保留時間（即組分在流動相中的所消耗的時間），或流動相充滿柱內空隙體積占據的空間所需要的時間，又稱流動相保留時間調整保留時間tR’：組分的保留時間與死時間之差值，即組分在固定相中滯留的時間第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三圖示第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前保留體積VR：從進樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點時所消耗的流動相的體積

死體積Vm：不被保留的組分通過色譜柱所消耗的流動相的體積，又指色譜柱中未被固定相所占據的空隙體積，即色譜柱的流動相體積（包括色譜儀中的管路、連接頭的空間、以及進樣器和檢測器的空間）第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前調整保留體積VR’：保留體積與死體積之差，即組分停留在固定相時所消耗流動相的體積相對保留值ri,s（選擇性系數α）：調整保留值之比第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前保留指數IX：指將待測物的保留行為換算成相當于正構烷烴的保留行為(已知范圍內組分的定性參數)第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三4．色譜峰的區(qū)域寬度：色譜柱效參數峰寬W：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點切線與基線相交的截距標準差σ：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點距離的一半

σ→對應0.607h處峰寬的一半注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高半峰寬W1/2：峰高一半處所對應的峰寬

注：除了用于衡量柱效，還可以計算峰面積第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三圖示第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三5．相平衡參數

容量因子（容量比，分配比）k：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達分配平衡時，在固定相與流動相中的質量比——更易測定分配系數K：第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前

注：固定液應完全覆蓋載體表面，不可以太薄，否則柱子壽命短，k太小；

T不可以超過固定液最佳使用溫度第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三二、等溫線：指一定溫度下，某組分在兩相中分配達平衡時，在兩相中的濃度關系曲線1．線性等溫線（理想）→對稱峰2．非線性等溫線（1）凸形→拖尾峰（2）凹形→前沿峰固定相表面活性吸附中心未達飽和，K一定，與溶質濃度無關固定相表面吸附中心活性不均，K不同先占據強吸附中心再占據弱吸附中心，K隨著溶質濃度的增加而減小

溶質與固定相作用，改變其表面性質K隨著溶質濃度的增加而增加斜率=K對稱峰前沿峰拖尾峰第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三圖示第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三三、塔板理論色譜柱每個H高度內有一塊塔板，共有若干塊塔板組分在每塊塔板兩相間分配達平衡，K小的先出柱多次分配平衡，K有微小差異組分仍可獲較好分離（一）塔板理論四個基本假設（二）色譜峰的二項式分布（三）色譜峰的正態(tài)分布（四）理論板數和理論塔板高度的計算假想：第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三（一）塔板理論的四個基本假設1．在柱內一小段高度內組分分配瞬間達平衡（H→理論塔板高度）2．載氣非連續(xù)而是間歇式（脈動式）進入色譜柱，每次進氣一個塔板體積3．樣品和載氣均加在第0號塔板上，且忽略樣品沿柱方向的縱向擴散4．分配系數在各塔板上是常數第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三（二）色譜峰的二項式分布（N較少）→逆流分布萃取法→利用物質在互不相溶兩相中溶解度的不同第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三圖示第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三圖示第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三（三）色譜峰的正態(tài)分布（N>50次）→近似對稱分布討論：

第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三（四）理論板數和理論塔板高度的計算

理論塔板高度H——為使組分在柱內兩相間達到一次分配平衡所需要的柱長理論塔板數N——組分流過色譜柱時，在兩相間進行平衡分配的總次數第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三續(xù)前第27頁，共29頁，2