气相色谱法PPT课件.ppt

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1、第十一章第十一章 气相色谱分析法气相色谱分析法7/10/20251青岛理工大学青岛理工大学11111 1 概述概述一、色谱法简介一、色谱法简介 色谱法应用于分析化学中，并与适当的检色谱法应用于分析化学中，并与适当的检测手段相结合时，就构成了测手段相结合时，就构成了色谱分析法色谱分析法色谱分析法色谱分析法。分离作用的柱称为分离作用的柱称为色谱柱色谱柱色谱柱色谱柱沿着柱流动的流体（如石油醚）称为沿着柱流动的流体（如石油醚）称为流动相流动相流动相流动相。固定在柱内的填充物（如固定在柱内的填充物（如CaCO3）称为称为固定相固定相固定相固定相为此，茨维特获得为此，茨维特获得 Nobel Price 7

2、/10/20252青岛理工大学青岛理工大学气固色谱：气固色谱：气固色谱：气固色谱：流动相为气体，固定相为固体吸附剂。流动相为气体，固定相为固体吸附剂。气液色谱：气液色谱：气液色谱：气液色谱：流动相为气体，固定相为液体。流动相为气体，固定相为液体。气相色谱气相色谱液相色谱液相色谱液固色谱：液固色谱：液固色谱：液固色谱：流动相为液体，固定相为固体吸附剂。流动相为液体，固定相为固体吸附剂。流动相为液体，固定相为液体。流动相为液体，固定相为液体。液液色谱：液液色谱：液液色谱：液液色谱：本章着重讨论气相色谱，对高效液相色谱作简要介绍。本章着重讨论气相色谱，对高效液相色谱作简要介绍。本章着重讨论气相色谱，

3、对高效液相色谱作简要介绍。本章着重讨论气相色谱，对高效液相色谱作简要介绍。7/10/20253青岛理工大学青岛理工大学二、气相色谱法的特点二、气相色谱法的特点 特点特点高效、快速、灵敏和应用范围广等。高效、快速、灵敏和应用范围广等。应用：应用：石油、化学、化工、生化、医药、农业、环境保护石油、化学、化工、生化、医药、农业、环境保护等生产及科研部门。等生产及科研部门。不足之处：不足之处：没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照时，没有待测物的纯品或相应的色谱定性数据作对照时，则无法从色谱峰得出定性结果；则无法从色谱峰得出定性结果；不适用于沸点高于不适用于沸点高于450的难挥发物质和对热不稳定的

4、难挥发物质和对热不稳定物质的分析。物质的分析。7/10/20254青岛理工大学青岛理工大学三、气相色谱分析流程三、气相色谱分析流程 气相色谱仪的组成气相色谱仪的组成气相色谱仪的组成气相色谱仪的组成 载载气气系系统统（包包括括气气源源、气气体体净净化化、气气体体流流速速的的控制和测量）。控制和测量）。进样系统进样系统（包括进样器、气化室）。（包括进样器、气化室）。色谱柱色谱柱检测器检测器记录系统记录系统（包括放大器，记录仪，有的还带数据（包括放大器，记录仪，有的还带数据处理装置）。处理装置）。关键部件关键部件7/10/20255青岛理工大学青岛理工大学气相色谱的分析流程气相色谱的分析流程气相色谱

5、的分析流程气相色谱的分析流程 样品样品7/10/20256青岛理工大学青岛理工大学四、气相色谱的分离原理四、气相色谱的分离原理担体：用来支持固定液的惰性的多孔性固体物质担体：用来支持固定液的惰性的多孔性固体物质固定液：高沸点的有机物固定液：高沸点的有机物 固定相固定相气固色谱气固色谱多孔性的固体吸附剂多孔性的固体吸附剂吸附能力的不同吸附能力的不同分离原理分离原理气液色谱气液色谱溶解度的不同溶解度的不同由担体表面涂固定液由担体表面涂固定液7/10/20257青岛理工大学青岛理工大学不易被溶解或吸附的组分随载气移动的速度不易被溶解或吸附的组分随载气移动的速度快，在柱内停留的时间短。快，在柱内停留的

6、时间短。分离结果：分离结果：随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。过程反复地进行。由于组分性质的差异，固定相对它们的由于组分性质的差异，固定相对它们的溶解或吸附溶解或吸附溶解或吸附溶解或吸附的能力将不同。的能力将不同。的能力将不同。的能力将不同。易被溶解或吸附的组分，挥发或脱附较难，随载易被溶解或吸附的组分，挥发或脱附较难，随载气移动的速度慢，在柱内停留的时间长；气移动的速度慢，在柱内停留的时间长；7/10/20258青岛理工大学青岛理工大学在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：

7、时的浓度（单位：g.mL-1）比，用比，用K表示，即表示，即 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程或溶解、挥发的过程分配过程分配过程分配系数分配系数如何衡量：固定相对组分的如何衡量：固定相对组分的溶解或吸附的能溶解或吸附的能溶解或吸附的能溶解或吸附的能力将不同？力将不同？力将不同？力将不同？7/10/20259青岛理工大学青岛理工大学分配系数的影响因素：分配系数的影响因素：各组分在流动相和固定相两相间具有不同的分配系数各组分在流动相和固定相两相间具有不同的分配系数K。使试样各组分分离的前提条件：使试样各组分分离的前提条件：在一定温度

8、下，在一定温度下，K只与固定相和组分的性质有关。只与固定相和组分的性质有关。当试样一定时，当试样一定时，K主要取决于固定相的性质。主要取决于固定相的性质。7/10/202510青岛理工大学青岛理工大学11112 2 固定相固定相 一、气固色谱固定相一、气固色谱固定相 表面具有一定活性的吸附剂表面具有一定活性的吸附剂 二、气液色谱固定相二、气液色谱固定相 涂渍了固定液的担体为固定相涂渍了固定液的担体为固定相7/10/202511青岛理工大学青岛理工大学三、固定液及其选择：三、固定液及其选择：对固定液的要求：对固定液的要求：选择性好，对各分离组分分配系数的差值要适当。选择性好，对各分离组分分配系数

9、的差值要适当。沸点高，挥发性小，热稳定性好。沸点高，挥发性小，热稳定性好。化学稳定性好，不与被分离物质发生化学反应。化学稳定性好，不与被分离物质发生化学反应。对试样中各组分有适当的溶解能力。对试样中各组分有适当的溶解能力。7/10/202512青岛理工大学青岛理工大学固定液的极性固定液的极性 把把0100分成五级，每分成五级，每20为一级，用为一级，用“”号表示。号表示。极性强弱极性强弱：代表了物质分子间相互作用力的大小，：代表了物质分子间相互作用力的大小，而物质分子间的作用力是相当复杂的。而物质分子间的作用力是相当复杂的。固定液的极性以前用相对极性来表示固定液的极性以前用相对极性来表示规定规

10、定，氧二丙腈的相对极性为氧二丙腈的相对极性为100，角鲨烷的相对极性为角鲨烷的相对极性为零零；以它们作为标准，其它各种固定液的相对极性以它们作为标准，其它各种固定液的相对极性在在0至至100之间。之间。7/10/202513青岛理工大学青岛理工大学麦氏常数麦氏常数 每种固定液的麦氏常数有五个，代表各种作用力，分别每种固定液的麦氏常数有五个，代表各种作用力，分别以以x、y、z、u、s表示，见表表示，见表11-3 用五个数值的总和，即用各种相互作用力的总和来说明用五个数值的总和，即用各种相互作用力的总和来说明一种固定液的极性。一种固定液的极性。麦氏常数愈大，表示分子间作用力愈大，固定液极性愈强。麦

11、氏常数愈大，表示分子间作用力愈大，固定液极性愈强。固定液的选择固定液的选择 参照参照“相似相溶相似相溶”原则选择适当固定原则选择适当固定液液 7/10/202514青岛理工大学青岛理工大学固定液固定液出峰顺序出峰顺序分离非极性组分分离非极性组分分离非极性组分分离非极性组分分离极性组分分离极性组分分离极性组分分离极性组分分离非极性和极分离非极性和极分离非极性和极分离非极性和极性的（或易被极性的（或易被极性的（或易被极性的（或易被极化的）混合物化的）混合物化的）混合物化的）混合物能形成氢键的能形成氢键的能形成氢键的能形成氢键的组分组分组分组分复杂的难分复杂的难分复杂的难分复杂的难分离的组分离的组分

12、离的组分离的组分组分组分非极性非极性按沸点次序出峰按沸点次序出峰极性极性极性小的先出峰极性小的先出峰极性极性非极性组分先出峰非极性组分先出峰极性的或极性的或氢键型氢键型不易形成氢键不易形成氢键的先出峰的先出峰特殊的或两种特殊的或两种甚至两种以上甚至两种以上的固定液的固定液视视具体情况具体情况而定而定7/10/202515青岛理工大学青岛理工大学固定液用量固定液用量 能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜为宜。能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜为宜。能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜为宜。能均匀覆盖担体表面形成薄的液膜为宜。各种担体表面积大小不同，固定液配比（固定液各种担体表面积大小不同，固定液配比（固定液与担

13、体的质量比）也不同。与担体的质量比）也不同。一般在一般在5%25%之间。之间。低的固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允低的固定液配比，柱效能高，分析速度快，但允许的进样量低。许的进样量低。7/10/202516青岛理工大学青岛理工大学11-3 11-3 气相色谱分析理论基础气相色谱分析理论基础一、气相色谱流出曲线及有关术语一、气相色谱流出曲线及有关术语 在气相色谱分析中，以在气相色谱分析中，以组分浓度为组分浓度为纵坐标纵坐标，流出时间为横坐标流出时间为横坐标，绘得的组，绘得的组分及其浓度随时间变化的曲线称为分及其浓度随时间变化的曲线称为色谱色谱色谱色谱图图图图，也称，也称色谱流出曲线色谱流出

14、曲线。在一定的进样量范围内，色谱流出曲线遵循在一定的进样量范围内，色谱流出曲线遵循正态分布正态分布。色谱定性、定量和评价色谱分离情况的基本依据。色谱定性、定量和评价色谱分离情况的基本依据。色谱定性、定量和评价色谱分离情况的基本依据。色谱定性、定量和评价色谱分离情况的基本依据。定义定义特点特点作用作用7/10/202517青岛理工大学青岛理工大学以一个组分的流出曲线为例说明有关术语以一个组分的流出曲线为例说明有关术语以一个组分的流出曲线为例说明有关术语以一个组分的流出曲线为例说明有关术语 半峰宽半峰宽Y1/2标准偏差标准偏差 峰高峰高基线基线峰基宽度峰基宽度保留时间保留时间调整保留时间调整保留时

15、间死死时间时间7/10/202518青岛理工大学青岛理工大学二、色谱柱效能二、色谱柱效能 常根据一对难分离组分的分离情况来判断。常根据一对难分离组分的分离情况来判断。如如A、B难分离的物质对，色谱图可能有三种情况：难分离的物质对，色谱图可能有三种情况：要使两组分分离，要使两组分分离，两峰间必须有足够的距离，而且要两峰间必须有足够的距离，而且要求峰形较窄。求峰形较窄。完全重叠，完全重叠，未分离未分离严重重叠，严重重叠，分离不完全分离不完全分离完全分离完全分离完全分离完全7/10/202519青岛理工大学青岛理工大学塔板理论塔板理论塔板理论塔板理论柱效能指标柱效能指标柱效能指标柱效能指标提出塔板理

16、论提出塔板理论把连续的色谱过程看作许多小段平衡过程的重复把连续的色谱过程看作许多小段平衡过程的重复 把色谱柱比作一个分馏塔，柱内有若干想象的塔板，把色谱柱比作一个分馏塔，柱内有若干想象的塔板，在每个塔板高度间隔内被分离组分在气液两相间达成分在每个塔板高度间隔内被分离组分在气液两相间达成分配平衡。经过若干次的分配平衡后，配平衡。经过若干次的分配平衡后，分配系数非即挥发分配系数非即挥发分配系数非即挥发分配系数非即挥发度大的组分首先由柱内逸出度大的组分首先由柱内逸出度大的组分首先由柱内逸出度大的组分首先由柱内逸出。由于色谱柱的由于色谱柱的塔板数很多塔板数很多，致使分配系数仅有微小，致使分配系数仅有微

17、小差异的组分也能得到很好的分离。差异的组分也能得到很好的分离。7/10/202520青岛理工大学青岛理工大学 若色谱柱长为若色谱柱长为L，塔板间距离（亦称理论塔板高度）塔板间距离（亦称理论塔板高度）为为H，色谱柱的理论塔板数为色谱柱的理论塔板数为n，则，则 在一定长度的色谱柱内，塔板高在一定长度的色谱柱内，塔板高在一定长度的色谱柱内，塔板高在一定长度的色谱柱内，塔板高度度度度HH愈小，塔板数愈大，组分被分配愈小，塔板数愈大，组分被分配愈小，塔板数愈大，组分被分配愈小，塔板数愈大，组分被分配的次数愈多，则柱效能愈高。的次数愈多，则柱效能愈高。的次数愈多，则柱效能愈高。的次数愈多，则柱效能愈高。7

18、/10/202521青岛理工大学青岛理工大学 由于死时间由于死时间tM（或（或VM）包含在包含在tR（VR）中，而中，而tM并不参加柱内的分配。并不参加柱内的分配。7/10/202522青岛理工大学青岛理工大学速率理论速率理论速率理论速率理论影响柱效能的因素影响柱效能的因素影响柱效能的因素影响柱效能的因素19561956年年年年荷兰学者荷兰学者荷兰学者荷兰学者范范范范 弟姆特等弟姆特等弟姆特等弟姆特等速率理论速率理论范范弟姆特方程式：弟姆特方程式：涡流扩散项涡流扩散项分子扩散项分子扩散项传质阻力项传质阻力项7/10/202523青岛理工大学青岛理工大学成功成功为色谱分离为色谱分离操作条件的选择

19、操作条件的选择提供了理论指导。提供了理论指导。流速加大，分子扩散项的影响减小，传质阻流速加大，分子扩散项的影响减小，传质阻力项的影响增大；力项的影响增大；温度升高，有利于传质，但又加剧了分子扩温度升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响等等。散的影响等等。7/10/202524青岛理工大学青岛理工大学 又称分辨率。为了判断难分离物质对在又称分辨率。为了判断难分离物质对在色谱柱中的分离情况，常用分离度作为柱色谱柱中的分离情况，常用分离度作为柱的总分离效能指标。的总分离效能指标。分离度分离度分离度以分离度以R表示：表示：热力学性质热力学性质动力学因素动力学因素7/10/202525青岛理工大学青

20、岛理工大学若若R=1，两峰分离达两峰分离达98%；R=1.5，分离可达分离可达99.7%。当两峰等高，峰形对称且符合正态分布时，当两峰等高，峰形对称且符合正态分布时，一般用一般用一般用一般用R=1.5R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志。作为相邻两峰完全分离的标志。作为相邻两峰完全分离的标志。作为相邻两峰完全分离的标志。两者的两者的物理意义是一致，但数值不同，物理意义是一致，但数值不同，物理意义是一致，但数值不同，物理意义是一致，但数值不同，R=0.59RR=0.59R。7/10/202526青岛理工大学青岛理工大学代入到代入到式中式中 把分离度把分离度把分离度把分离度R R、柱效能柱效能柱效

21、能柱效能n n和柱和柱和柱和柱的选择性的选择性的选择性的选择性r r2121联系了起来，根联系了起来，根联系了起来，根联系了起来，根据其中的两个量，就可计算据其中的两个量，就可计算据其中的两个量，就可计算据其中的两个量，就可计算出第三个量的值。出第三个量的值。出第三个量的值。出第三个量的值。7/10/202527青岛理工大学青岛理工大学一般填充柱的一般填充柱的H有效有效0.1cm，则，则例题例题假假假假设设设设两两两两组组组组分分分分的的的的相相相相对对对对保保保保留留留留值值值值r r2121为为为为1.151.15，要要要要在在在在一一一一根根根根填填填填充充充充柱柱柱柱上上上上获获获获得

22、得得得完完完完全全全全分分分分离离离离（即即即即R=1.5R=1.5），需需需需有有有有效塔板数和柱长各为多少效塔板数和柱长各为多少效塔板数和柱长各为多少效塔板数和柱长各为多少?解解解解:7/10/202528青岛理工大学青岛理工大学11114 4 气相色谱分离操作条件的气相色谱分离操作条件的选择选择 一、载气种类及流速的选择一、载气种类及流速的选择 分子扩散项与分子扩散项与流速成反比流速成反比传质阻力项与传质阻力项与流速成正比流速成正比7/10/202529青岛理工大学青岛理工大学 在曲线的最低点在曲线的最低点在曲线的最低点在曲线的最低点HH最小，即柱效能最高。最小，即柱效能最高。最小，即柱

23、效能最高。最小，即柱效能最高。与该点对应与该点对应的流速为最佳流速的流速为最佳流速u最佳最佳。此时分析速度较慢，在实际工作中，为了缩短分析此时分析速度较慢，在实际工作中，为了缩短分析时间，往往使流速稍高于最佳流速。时间，往往使流速稍高于最佳流速。7/10/202530青岛理工大学青岛理工大学二、柱温的选择二、柱温的选择 2.柱温又直接影响分离和分析时间。柱温又直接影响分离和分析时间。1.柱温应低于固定液的最高使用温度柱温应低于固定液的最高使用温度 一般柱温应比试样中各组分的平均沸点一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低低2030，具体的选择可通过试验决定。，具体的选择可通过试验决定。对于沸点范围

24、较宽的试样，宜采用对于沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温程序升温。7/10/202531青岛理工大学青岛理工大学宽沸程试样在宽沸程试样在宽沸程试样在宽沸程试样在恒定柱温恒定柱温恒定柱温恒定柱温和和和和程序升温程序升温程序升温程序升温时分离效果的比较。时分离效果的比较。时分离效果的比较。时分离效果的比较。7/10/202532青岛理工大学青岛理工大学三、柱长和柱内径的选择三、柱长和柱内径的选择 柱长增加：柱长增加：各组分的保留时间增加，分析时间延长各组分的保留时间增加，分析时间延长柱阻力增加，操作不便柱阻力增加，操作不便只要能达到分离目的，应尽可能采用较短的柱。只要能达到分离目的，应尽可能采用较

25、短的柱。一般最常用的柱长为一般最常用的柱长为13m。常用的填充柱内径为常用的填充柱内径为34mm。7/10/202533青岛理工大学青岛理工大学四、进样量和进样时间的选择四、进样量和进样时间的选择 控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关控制在峰面积或峰高与进样量呈线性关系范围内。系范围内。一般进样量都较少，液体试样约在一般进样量都较少，液体试样约在0.1L5 L，气体试样约气体试样约0.110mL。进样量进样量 必须必须很快很快，试样进入色谱柱后仅占柱端的一小，试样进入色谱柱后仅占柱端的一小段，即以段，即以“塞子塞子”形式进样形式进样，以有利于分离。，以有利于分离。进样速度进样速度 一般用注射器或

26、气体进样阀进样，一般用注射器或气体进样阀进样，在一秒钟内完成。在一秒钟内完成。7/10/202534青岛理工大学青岛理工大学五、气化温度的选择五、气化温度的选择 适当提高气化室温度对分离和定量测定有利，适当提高气化室温度对分离和定量测定有利，一般一般较柱温高较柱温高3070，而与试样的平均沸点相，而与试样的平均沸点相近。近。液体试样进样后要求能迅速气化液体试样进样后要求能迅速气化，并被载气带，并被载气带入色谱柱中，因此进样口后有一气化室。入色谱柱中，因此进样口后有一气化室。热稳定性较差的试样，气化温度不宜过高，热稳定性较差的试样，气化温度不宜过高，以防试样分解。以防试样分解。可可应用高压液相色

27、谱来分析应用高压液相色谱来分析7/10/202535青岛理工大学青岛理工大学11-5 11-5 毛细管色谱简介毛细管色谱简介 自学自学自学自学7/10/202536青岛理工大学青岛理工大学11116 6 气相色谱检测器气相色谱检测器 将将色色谱谱柱柱分分离离后后的的各各组组分分，按按其其物物理理、化化学学特特性转换为易测量的电信号性转换为易测量的电信号E。检测器的响应值或灵敏度。检测器的响应值或灵敏度。作用作用在在一一定定的的范范围围内内，与与进进入入检检测测器器的的物物质质的的质质量量m（或或体积）成正比，即体积）成正比，即信号信号信号信号E E的大小：的大小：的大小：的大小：Em，E=Sm

28、比例系数比例系数比例系数比例系数S S：表示单位质量（或单位体积）的物质通过检测器时表示单位质量（或单位体积）的物质通过检测器时产生的响应信号的大小。产生的响应信号的大小。7/10/202537青岛理工大学青岛理工大学峰面积或峰高峰面积或峰高信号信号E：当当E用峰面积表示时，上式可写成用峰面积表示时，上式可写成式中：式中：mi组分组分i的进样量；的进样量；Ai组分组分i的峰面积；的峰面积；Si检测器对组分检测器对组分i的响应值。的响应值。7/10/202538青岛理工大学青岛理工大学 检测的是载气中组分浓度的瞬间检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，其变化，其响应信号与进入检测器响应信号与进入检测

29、器的组分浓度成正比的组分浓度成正比。检测的是载气中组分的质量流速检测的是载气中组分的质量流速的变化，其的变化，其响应信号与单位时间响应信号与单位时间内进入检测器的某组分的质量成内进入检测器的某组分的质量成正比正比。检测器按响应特性可分为检测器按响应特性可分为浓度型检测器浓度型检测器质量型检测器质量型检测器7/10/202539青岛理工大学青岛理工大学检测器的种类检测器的种类 浓度型检测器浓度型检测器质量型检测器质量型检测器热导池检测器热导池检测器电子俘获检测器电子俘获检测器氢火焰检测器氢火焰检测器火焰光度检测器火焰光度检测器7/10/202540青岛理工大学青岛理工大学 根据不同物质的热导系数

30、不同，并将其根据不同物质的热导系数不同，并将其转化为测量的电信号。电信号与进入热导池载转化为测量的电信号。电信号与进入热导池载气中的气中的组分浓度成正比组分浓度成正比。检测器检测器自动记录仪自动记录仪Ci AiAi 被测组分峰被测组分峰面积。面积。Ci 被测组分被测组分i 的的含量。含量。热导池检测器热导池检测器:7/10/202541青岛理工大学青岛理工大学热导池的结构热导池的结构 7/10/202542青岛理工大学青岛理工大学双臂热导池的两臂和二等值的固定电阻组成一电桥。双臂热导池的两臂和二等值的固定电阻组成一电桥。双臂热导池的两臂和二等值的固定电阻组成一电桥。双臂热导池的两臂和二等值的固

31、定电阻组成一电桥。R2电桥平衡时，电桥平衡时，R参参R2=R测测R17/10/202543青岛理工大学青岛理工大学热导池检测器的检测原理热导池检测器的检测原理 载气中被测组分含量愈高载气中被测组分含量愈高测量池中气体热导系数改变愈大测量池中气体热导系数改变愈大池内钨丝的温度及电阻值的改变也愈大池内钨丝的温度及电阻值的改变也愈大M、N端的输出电压数值也愈大端的输出电压数值也愈大7/10/202544青岛理工大学青岛理工大学 若为四臂热导池，则灵敏度较双臂热若为四臂热导池，则灵敏度较双臂热导池增大一倍。导池增大一倍。响应信号与进入热导池载气中的组分浓响应信号与进入热导池载气中的组分浓度成正比，因此

32、热导池检测器是度成正比，因此热导池检测器是典型的浓度典型的浓度典型的浓度典型的浓度型检测器型检测器型检测器型检测器。7/10/202545青岛理工大学青岛理工大学热导池检测器操作条件的选择热导池检测器操作条件的选择 1.桥路电流：桥路电流：增加桥路电流，可以迅速提高灵敏度。增加桥路电流，可以迅速提高灵敏度。2.池体温度：池体温度：若适当降低池体温度，则钨丝和池壁的温差增大，从若适当降低池体温度，则钨丝和池壁的温差增大，从而可提高灵敏度。而可提高灵敏度。3.载气：载气：载气与试样的热导系数相差愈大，灵敏度就愈高。载气与试样的热导系数相差愈大，灵敏度就愈高。7/10/202546青岛理工大学青岛理

33、工大学氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器 对大多数有机物有很高的灵敏度，一般较热导检测器对大多数有机物有很高的灵敏度，一般较热导检测器的灵敏度高出近的灵敏度高出近3个数量级，能够检测出个数量级，能够检测出10-12g 级的痕量级的痕量有机物质，适于痕量有机物的分析。有机物质，适于痕量有机物的分析。简称氢焰检测器简称氢焰检测器优点优点结构简单结构简单灵敏度高灵敏度高响应快响应快稳定性好稳定性好目前应用广泛的一种较理想的检测器目前应用广泛的一种较理想的检测器7/10/202547青岛理工大学青岛理工大学氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构氢焰检测器的结构 7/10/202548青岛理

34、工大学青岛理工大学离子化产生的离子化产生的离子数目离子数目，亦即由此而形成的微弱电流的，亦即由此而形成的微弱电流的大小，在一定范围内大小，在一定范围内与单位时间内进入火焰组分的质量与单位时间内进入火焰组分的质量成正比。成正比。氢焰检测器的检测原理氢焰检测器的检测原理氢焰检测器是质量型检测器氢焰检测器是质量型检测器氢焰检测器是质量型检测器氢焰检测器是质量型检测器7/10/202549青岛理工大学青岛理工大学操作条件的选择操作条件的选择 一般用一般用N2作载气作载气载气流速的选择主要考虑载气流速的选择主要考虑分离效能分离效能。一般一般N2：H2（流速）的最佳比：流速）的最佳比：在在1：11：1.5

35、之间之间一般氢气和空气流速的比例：一般氢气和空气流速的比例：1：101.载气流速的选择：载气流速的选择：2.氢气流速：氢气流速：3.空气流速：空气流速：4.极化电压：极化电压：正常操作时，所用极化电压一般：正常操作时，所用极化电压一般：100300V7/10/202550青岛理工大学青岛理工大学选择性：选择性：只对具有电负性的物质（如含有卤素、硫、只对具有电负性的物质（如含有卤素、硫、磷、氧的物质）有响应，电负性愈强，磷、氧的物质）有响应，电负性愈强，灵敏度愈高，能测出强电负性物质。灵敏度愈高，能测出强电负性物质。自学自学电子俘获检测器电子俘获检测器电子俘获检测器电子俘获检测器一种高选择性、高

36、灵敏度的浓度型检测器。一种高选择性、高灵敏度的浓度型检测器。近年来广泛应用于食品、农副产品中农药残留量近年来广泛应用于食品、农副产品中农药残留量的分析，大气及水中污染物的分析等等。的分析，大气及水中污染物的分析等等。对含硫化合物、含磷化合物有高选择性和高灵敏度的对含硫化合物、含磷化合物有高选择性和高灵敏度的一种检测器。一种检测器。火焰光度检测器简称火焰光度检测器简称火焰光度检测器简称火焰光度检测器简称FPDFPD7/10/202551青岛理工大学青岛理工大学11-7 11-7 气相色谱定性鉴定方法气相色谱定性鉴定方法 确定试样的组成，即确定每个确定试样的组成，即确定每个色谱峰各代表什么组分。色

37、谱峰各代表什么组分。利用纯物质对照的定性鉴定利用纯物质对照的定性鉴定 利用文献保留数据的定性鉴定利用文献保留数据的定性鉴定与质谱、红外光谱联用的定性鉴定与质谱、红外光谱联用的定性鉴定 定性分析的目的：定性分析的目的：近年近年气相色谱气相色谱质谱、红外光谱质谱、红外光谱强分离能力强分离能力强鉴定能力强鉴定能力自学自学7/10/202552青岛理工大学青岛理工大学11118 8 气相色谱定量测定方法气相色谱定量测定方法 色谱定量测定的依据色谱定量测定的依据色谱定量测定的依据色谱定量测定的依据 色谱定量测定需要色谱定量测定需要（1）准确测量峰面积）准确测量峰面积（2）求出定量校正因子；）求出定量校正

38、因子；（3）选择定量方法。）选择定量方法。7/10/202553青岛理工大学青岛理工大学一、峰面积的测量一、峰面积的测量 常用的简便的峰面积测量方法有以下几种：常用的简便的峰面积测量方法有以下几种：峰高乘半峰宽法峰高乘半峰宽法 峰高乘平均峰宽法峰高乘平均峰宽法 峰高乘保留时间法峰高乘保留时间法7/10/202554青岛理工大学青岛理工大学当色谱峰形对称且不太窄时可用此法。当色谱峰形对称且不太窄时可用此法。测得的峰面积为实际峰面积的测得的峰面积为实际峰面积的0.94倍，因倍，因此实际峰面积应为：此实际峰面积应为：在作相对计算时，在作相对计算时，1.065可略去。可略去。峰高乘半峰宽法峰高乘半峰宽

39、法 7/10/202555青岛理工大学青岛理工大学峰高乘平均峰宽法峰高乘平均峰宽法 对于不对称峰，在对于不对称峰，在0.15，0.85h处分别测出处分别测出峰宽，取平均值。峰宽，取平均值。测量虽麻烦，但结果较准确。测量虽麻烦，但结果较准确。7/10/202556青岛理工大学青岛理工大学峰高乘保留时间法峰高乘保留时间法Y1/2 tR，Y1/2=btR；A=hY1/2=hbtR此法适用此法适用或有的峰窄，有的峰又较宽的同系物的峰面或有的峰窄，有的峰又较宽的同系物的峰面积的测量。积的测量。狭窄的峰；狭窄的峰；7/10/202557青岛理工大学青岛理工大学提高自动化程度提高自动化程度自动积分仪和微机的

40、应用自动积分仪和微机的应用测量峰面积最方便的工具测量峰面积最方便的工具数字电子积分仪数字电子积分仪数字电子积分仪数字电子积分仪能以数字形式把测得的峰面积和能以数字形式把测得的峰面积和保留时间自动打印出来。保留时间自动打印出来。先进的色谱仪先进的色谱仪先进的色谱仪先进的色谱仪都带有微机都带有微机自动对分析数据进行数学处理，自动显示分析结果自动对分析数据进行数学处理，自动显示分析结果自动控制操作过程，选择最佳分析方法和分析条件自动控制操作过程，选择最佳分析方法和分析条件7/10/202558青岛理工大学青岛理工大学二、定量校正因子二、定量校正因子 在一定条件下组分的峰面积与其进样量成正比。在一定条

41、件下组分的峰面积与其进样量成正比。式中式中：fi称为称为绝对校正因子绝对校正因子含义：与单位峰面积相当的物质量。含义：与单位峰面积相当的物质量。在定量分析中常用在定量分析中常用相对校正因子相对校正因子校正因子可从文献查到，也可自行测定。校正因子可从文献查到，也可自行测定。7/10/202559青岛理工大学青岛理工大学三、几种常用的定量方法三、几种常用的定量方法 当试样中当试样中所有组分所有组分都能流出色谱柱，且都能流出色谱柱，且在色谱图上在色谱图上都显示色谱峰时都显示色谱峰时，可用此法计算，可用此法计算组分含量。组分含量。归一化法归一化法 设有设有n个组分，各组分的量分别为个组分，各组分的量分

42、别为m1，m2，mn7/10/202560青岛理工大学青岛理工大学7/10/202561青岛理工大学青岛理工大学内标法内标法 当当试试样样中中所所有有组组分分不不能能全全部部出出峰峰，或或者者试试样样中中各各组组分含量悬殊，或仅需测定某中某几个组分时，可用此法。分含量悬殊，或仅需测定某中某几个组分时，可用此法。准确称取一定量试样，加入一定量的选定的标准物准确称取一定量试样，加入一定量的选定的标准物（称内标物），根据内标物和试样的质量以及色谱图上（称内标物），根据内标物和试样的质量以及色谱图上相应的峰面积，计算待测组分的含量。相应的峰面积，计算待测组分的含量。内标物的色谱峰应位于待测组分色谱峰附

43、近或几内标物的色谱峰应位于待测组分色谱峰附近或几个待测组分色谱峰的中间。个待测组分色谱峰的中间。内标物：内标物：试样中不存在的纯物质，加入的量应接近待测试样中不存在的纯物质，加入的量应接近待测组分的量。组分的量。7/10/202562青岛理工大学青岛理工大学内标法中常以内标物为基准，内标法中常以内标物为基准，（fs=1.0）若固定试样的称取量若固定试样的称取量W，加入恒定量的内标加入恒定量的内标物物ms，则上式可简化为：则上式可简化为：峰峰面积可用峰高代替：面积可用峰高代替：7/10/202563青岛理工大学青岛理工大学 定量准确定量准确定量准确定量准确，进样量和操作条件不要求严格控制，进样量

44、和操作条件不要求严格控制，试样中含有不出峰的组分时亦能应用。试样中含有不出峰的组分时亦能应用。内标法的优点内标法的优点内标法的缺点内标法的缺点 每次分析都要每次分析都要称取试样和内标物质量，称取试样和内标物质量，称取试样和内标物质量，称取试样和内标物质量，比较费事比较费事比较费事比较费事，不适用于快速控制分析。，不适用于快速控制分析。7/10/202564青岛理工大学青岛理工大学 当试样中待测组分浓度变化不大时（例如工厂控当试样中待测组分浓度变化不大时（例如工厂控制分析），可不必作标准曲线，而用制分析），可不必作标准曲线，而用单点校正法单点校正法单点校正法单点校正法。7/10/202565青岛

45、理工大学青岛理工大学%苯苯=以以DNP为固定液分析苯、甲苯、乙苯、二甲苯混为固定液分析苯、甲苯、乙苯、二甲苯混合物中各组分的含量，在一定色谱条件下得色谱图，合物中各组分的含量，在一定色谱条件下得色谱图，如图如图11-16所示。经测得各组分的峰高及峰高校正因子所示。经测得各组分的峰高及峰高校正因子如下表。试计算试样中各组分的含量。如下表。试计算试样中各组分的含量。解：用峰高归一化法定量。解：用峰高归一化法定量。例例1：7/10/202566青岛理工大学青岛理工大学 以液晶为固定液，可在一定色谱条件下，对某厂生以液晶为固定液，可在一定色谱条件下，对某厂生产的粗蒽质量进行检测。今欲测定其中的蒽含量，

46、用吩嗪产的粗蒽质量进行检测。今欲测定其中的蒽含量，用吩嗪为内标。称取试样为内标。称取试样0.130g加入内标吩嗪加入内标吩嗪0.041g。溶解后取溶解后取一份进样，得色谱图（见图一份进样，得色谱图（见图11-17）。从图上测得蒽峰高）。从图上测得蒽峰高51.6mm，吩嗪峰高吩嗪峰高57.9mm。已知已知fi=1.27，fs=1.00。求试样中蒽的百分含量。求试样中蒽的百分含量。解：用峰高内标法进行定量测定。解：用峰高内标法进行定量测定。=34.9蒽蒽%=例例2：7/10/202567青岛理工大学青岛理工大学7/10/202568青岛理工大学青岛理工大学7/10/202569青岛理工大学青岛理工

47、大学掌握气相色谱的分离原理、吸附分配掌握气相色谱的分离原理、吸附分配掌握气相色谱的分离原理、吸附分配掌握气相色谱的分离原理、吸附分配分离结果的流出曲线及有关术语分离结果的流出曲线及有关术语分离结果的流出曲线及有关术语分离结果的流出曲线及有关术语色谱分析包括气相色谱和高压液相色谱色谱分析包括气相色谱和高压液相色谱色谱分析包括气相色谱和高压液相色谱色谱分析包括气相色谱和高压液相色谱了解气相色谱的简单流程及其特点了解气相色谱的简单流程及其特点了解气相色谱的简单流程及其特点了解气相色谱的简单流程及其特点掌握气相色谱的分离原理和固定相的选择，柱效掌握气相色谱的分离原理和固定相的选择，柱效掌握气相色谱的分

48、离原理和固定相的选择，柱效掌握气相色谱的分离原理和固定相的选择，柱效能和分离条件的选择，两种常用的检测器（热导能和分离条件的选择，两种常用的检测器（热导能和分离条件的选择，两种常用的检测器（热导能和分离条件的选择，两种常用的检测器（热导池检测器、氢火焰离子化检测器）的作用原理池检测器、氢火焰离子化检测器）的作用原理池检测器、氢火焰离子化检测器）的作用原理池检测器、氢火焰离子化检测器）的作用原理掌握气相色谱的主要定量分析方法：掌握气相色谱的主要定量分析方法：掌握气相色谱的主要定量分析方法：掌握气相色谱的主要定量分析方法：归一化法和内标法。归一化法和内标法。归一化法和内标法。归一化法和内标法。本章重点内容：本章重点内容：7/10/202570青岛理工大学青岛理工大学11-9 11-9 高效液相色谱分析法简介高效液相色谱分析法简介 自学自学自学自学7/10/202571青岛理工大学青岛理工大学