氣相色譜法測定工業(yè)產(chǎn)品中有機(jī)溶劑的殘留量.ppt

1、綜合技能訓(xùn)練,氣相色譜法測定工業(yè)產(chǎn)品中有機(jī)溶劑的殘留量,課程任務(wù),職業(yè)關(guān)鍵能力 :收集相關(guān)信息資源的能力；學(xué)習(xí)中能提出不同見解的能力；按工作任務(wù)的要求，運用所學(xué)知識提出工作方案、完成工作任務(wù)的能力；工作中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。 知識目標(biāo):掌握氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)及分析流程；色譜法的分離原理；常用檢測器的工作原理；色譜的分類；色譜的基本術(shù)語，分析方法的驗證 專業(yè)技能：熟練操作氣相色譜儀及其配套設(shè)備；進(jìn)樣技術(shù)；色譜工作站的操作；色譜柱的選擇安裝。 素質(zhì)目標(biāo):嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)；科學(xué)求實的態(tài)度；嚴(yán)明的法律意識；具有良好的職業(yè)道德；實驗室安全意識培養(yǎng)學(xué)生對所做實驗結(jié)果進(jìn)行自我評價的能力；培養(yǎng)

2、學(xué)生團(tuán)隊合作與競爭的能力。,方案設(shè)計框架,查閱資料及分析資料,資料來源：,工具書:分析化學(xué)手冊;氣相色譜手冊;CRC物理化學(xué)手冊 數(shù)據(jù)庫資源 萬方數(shù)據(jù)庫 中國期刊網(wǎng) 超星數(shù)字圖書館 中國專利信息網(wǎng) 常用搜索引擎： ,方案實施條件選擇及優(yōu)化,定量分析方法 檢測器類型的選擇 色譜柱的選擇,分析資料：分析已有資源的優(yōu)缺點，根據(jù)實驗室的具體 條件，選擇合適的方法。,方案實施條件選擇,載氣流速的選擇 色譜柱溫度的選擇,方案實施條件優(yōu)化,分析方法的驗證,數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性 數(shù)據(jù)的重復(fù)性 數(shù)據(jù)的線性 檢測限 靈敏度 系統(tǒng)適用性,方案實施,小組討論 教師點評 確定試驗方案 規(guī)范操作并正確處理數(shù)據(jù)、表述分析結(jié)果 學(xué)生

3、撰寫科技小論文和心得體會。,技術(shù)理論,分離條件的選擇與優(yōu)化,問題引入,A B,C D,請仔細(xì)觀察右面的4個色譜分離圖，并指出其中哪一個分離效果最佳？說出你的理由。,從色譜圖上觀察，你認(rèn)為相鄰譜峰分離效果的優(yōu)劣與哪些因素有關(guān)？,保留值差值 峰寬,分離度R是色譜柱總分離效能指標(biāo)。,分離度R,R值越大，兩相鄰組分分離越完全； R=1.5，兩相鄰組分分離程度99.7%； R=1，兩相鄰組分分離程度98%； R1，兩相鄰色譜峰有明顯重疊； 通常用R1.5作為相鄰兩峰完全分離的指標(biāo)。,小竅門,分離度R的簡易判斷方法,描述分離度R及譜峰相對大?。娣e）與兩譜峰的分離關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)分離度曲線,保留值差值色譜熱力學(xué)

4、因素,影響分離度R的主要因素,反映 了試樣中各組分在兩相間的分配情況； 與各組分在兩相間的分配系數(shù)有關(guān)； 與各物質(zhì)(組分、固定相、流動相)的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)有關(guān)。,峰寬色譜動力學(xué)因素,反映 了試樣中各組分在色譜柱中的運動情況； 與各組分在兩相間的傳質(zhì)阻力有關(guān)。,色譜熱力學(xué)因素（1）,分配系數(shù)K：平衡狀態(tài)時，組分在固定相與流動相中的濃度比 。,兩組分分配系數(shù)不同，則在色譜柱中有不同的保留值，因而就以不同的速度先后流出色譜柱，從而達(dá)到分離。,組分分子結(jié)構(gòu)不同，組分性質(zhì)不同，則相應(yīng)的分配系數(shù)也不同，這是色譜分離的基礎(chǔ)。,色譜熱力學(xué)因素（2）,固定相,固定相種類的不同，直接影響到樣品中各組分分離效果優(yōu)劣

5、。 固定相的選擇一般按照“相似相溶原理”。,氣固色譜：固體吸附劑 氣液色譜：固定液與載體,混合物在不同固定相上的分離 1乙腈(強(qiáng)極性)；22-丙醇(質(zhì)子受體)；31,2二氯乙烷（弱極性）；4三乙胺（質(zhì)子受體）；5正辛烷。,色譜熱力學(xué)因素（2）,常用固定液,固定相液的選擇,分離非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液。 分離極性物質(zhì)，一般按極性強(qiáng)弱來選擇相應(yīng)極性的固定液。 分離非極性和極性混合物時，一般選用極性固定液。 能形成氫鍵的試樣，一般選用氫鍵型固定液。 對于復(fù)雜組分，一般可選用兩種或兩種以上的固定液配合使用。,色譜熱力學(xué)因素（3）,流動相的種類,主要考慮使用何種檢測器？,TCD，一般選用氫氣或氦

6、氣作載氣； FID，一般選用氮氣或氬氣作載氣； ECD，一般選用氮氣作載氣。,其次考慮是否有利于提高柱效能和分析速度？,選用摩爾質(zhì)量大的載氣（如N2）可以減小組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)Dg，提高柱效能。,色譜動力學(xué)因素（1）,色譜峰在分離過程中為什么會擴(kuò)展？,渦流擴(kuò)散 分子擴(kuò)散 傳質(zhì)阻力,色譜動力學(xué)因素（2）,渦流擴(kuò)散（動畫m4-6-1.swf）,A = 2dp dp：固定相的平均顆粒直徑； ：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，則渦流擴(kuò)散所引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕，色譜峰變窄。,分子擴(kuò)散（動畫m4-6-2.swf）,B = 2 Dg ：彎曲因子，填充柱色譜

7、，1。 Dg：試樣組分分子在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)（cm2/s）,色譜動力學(xué)因素（3）,存在濃度差，產(chǎn)生縱向擴(kuò)散； 擴(kuò)散導(dǎo)致色譜峰變寬，H，n，分離變差； 分子擴(kuò)散項與流速有關(guān)，流速，滯留時間，擴(kuò)散； 擴(kuò)散系數(shù)： ； M載氣，B值。,色譜動力學(xué)因素（4）,傳質(zhì)阻力,傳質(zhì)阻力包括氣相傳質(zhì)阻力Cg和液相傳質(zhì)阻力CL即： C =（Cg + CL）,k為容量因子； Dg /DL為擴(kuò)散系數(shù)。,減小擔(dān)體粒度，選擇小分子量的氣體作載氣，可降低傳質(zhì)阻力。,分離操作條件的選擇（1）,載氣流速的選擇（動畫m4-6-4.swf）,載氣流速,較高,傳質(zhì)阻力項是影響柱效的主要因素，流速，柱效。,較低,分子擴(kuò)散項成為影響柱效的

8、主要因素，流速,柱效。,u有一最佳值,Hu曲線的繪制 最佳載氣流速的獲取 實際載氣流速的選擇,分離操作條件的選擇（2）,柱溫的選擇,柱溫,較低,分析時間長，溫度過低樣品會冷凝在色譜柱中。,實驗 確定,較高,傳質(zhì)快、柱效高。,分子擴(kuò)散強(qiáng)，峰拖尾，溫度過高造成固定液流失。,恒溫,程序升溫 （寬沸程樣品）,一般規(guī)律：選取各組分沸點平均值或稍低些（動畫m4-6-3.swf）,當(dāng)被分析組分的沸點范圍很寬時，用同一柱溫往往造成低沸點組分分離不好，而高沸點組分峰形扁平，此時采用程序升溫的辦法就能使高沸點及低沸點組分都能獲得滿意結(jié)果。,分離操作條件的選擇（3）,氣化室溫度的選擇： 原則是保證樣品，同時不分解；

9、 一般比柱溫高3070或比樣品組分最高沸點高3050。,檢測器溫度的選擇：一般比柱溫高3050 TCD要求溫度恒定； FID要求溫度 120,進(jìn)樣量的選擇 進(jìn)樣量過大，色譜峰峰形不對稱，峰變寬，R變小，保留值發(fā)生變化； 進(jìn)樣量太小，檢測器靈敏度不夠，不能檢出。 對填充柱，液體進(jìn)樣量一般為0.110L，F(xiàn)ID的進(jìn)樣量應(yīng)小于1L。,進(jìn)樣技術(shù)：要求操作穩(wěn)當(dāng)、連貫、迅速。,（動畫m4-4-4.swf、m4-4-5.swf）,TF的數(shù)值越大，色譜峰拖尾越嚴(yán)重； TF的數(shù)值越接近于1，色譜峰越對稱。,拖尾因子,思考題,某水樣，其中含有微量的甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇與正戊醇，現(xiàn)欲分別測定其中五種醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實驗室的配制為一臺HP6890氣相色譜儀（含F(xiàn)ID、TCD、ECD）和五根不銹鋼填充色譜柱（SE-30、OV-101、SE-54