1、氣相色譜分析法氣相色譜分析法2實驗教程實驗教程Analytical method ofGas Chromatography實驗目的1.了解氣相色譜儀的基本結構及其各部件的性能；2.掌握氣相色譜儀的基本使用方法；3.了解理論塔板數、理論塔板高度及分離度的意義及其計算方法；4.了解載氣流速對理論塔板高度的影響。 用氣體作為流動相的色譜法稱為氣相色譜氣相色譜法法。它是由惰性氣體將氣化后的試樣帶入加熱的色譜柱，并攜帶分子滲透通過固定相，達到分離目的。氣相色譜法實驗原理的簡介 是利用試樣中各組份在氣相和固定相間的分配系數不同，當汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運行時，組份就在其中的兩相間進行反復多次分配，

2、由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同，因此各組份在色譜柱中的運行速度就不同，經過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流訊號經放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。氣相色譜儀的主要部件載氣系統（氣路系統）載氣系統（氣路系統）進樣系統進樣系統分離系統（色譜柱）分離系統（色譜柱）檢測系統檢測系統數據處理系統數據處理系統Filters/TrapsAirHydrogenGas Carrier ColumnData systemSyringe/SamplerInletsDetectorsRegulatorsHRESET構成色譜儀的五個基本組構成色譜儀的五個基本組成部分皆是相

3、同的，它們是：成部分皆是相同的，它們是：載氣系統：載氣系統：作為載氣的氣體很多，原則上說，只要沒有腐蝕性，且不與被分析組分起化學變化的氣體都可作為載氣。常用的有H2、N2、He、Ar等。在實際應用中載氣的選擇主要是根據檢測器的特性來決定，同時考慮色譜柱的分離效能和分析時間，例如以熱導池作檢測器時，幾乎都是采用氫氣或氦氣作載氣，因為它們分子量小，熱導系數大，粘度小，有利于提高檢測靈敏度和分析速度。進樣系統：進樣系統：氣相色譜可以分析氣體，也可以分析具有揮發性的液體或固體物質，對于沸點高或不擇發性的物質，可采用衍生化或裂解的方法，將轉化后的樣品進行色譜分析。本實驗用微量注射器作為液體樣品的進樣器，

4、液體樣品瞬間加熱變成蒸汽，然后由載氣帶入色譜柱。載氣系統及進樣系統分離系統（色譜柱）：分離系統（色譜柱）：色譜柱是氣相色譜儀中的一個重要部件，柱的形狀多為螺旋形，其材質可用不銹鋼、玻璃、熔融石英。常將色譜柱比作氣相色譜儀的“心臟”，主要是因為柱填料和其柱溫決定了色譜分離的成敗。檢測系統：檢測系統：檢測器是氣相色譜儀的關鍵部件。它的作用是將經色譜柱分離后順序流出的化學組分的信息轉變為便于記錄的電信號，然后對被分離物質的組成和含量進行鑒定和測量。我們現在使用的檢測器為氫火焰離子檢測器。分離系統及檢測系統氣相色譜儀的流程氣化室氣化室檢測器檢測器色譜柱色譜柱進樣進樣氣相色譜儀氣相色譜儀N2H2燃氣瓶燃

5、氣瓶實驗器材和藥品的準備 微量進樣器 苯 丙酮實驗操作一用純苯和丙酮1：1配置后，進樣0.4 ml/次，計算兩種物質的理論塔板數和分離度。二在5種不同流速下：25、50、75、100、125ml/min。用純苯進樣0.2 ml/次。計算相應的理論塔板高度，并得出最佳流速。順序為N2電H2l 打開通風設備;l 打開N2;l 墻上總電源開關ON;l 穩壓電源開關ON;l 數據記錄儀電源開關ON;l 顯示屏開關ON;l 氣相色譜儀開關ON;l 設置工作條件;l 空氣壓縮機開關ON;l 打開H2; l 數據記錄儀設定.儀器的啟動氣相色譜圖基本信息在一張氣相色譜圖上，我們至少可以得到以下一些數據。l 保

6、留時間：從樣品注入汽化室到色譜峰峰頂所需的時間。l色譜峰峰高、半峰高。l 色譜峰峰的底寬、半峰寬（半峰高處的寬度）。理論塔板數和理論塔板高度n=5.54（tR/Wh/2）2(n：理論塔板數； tR：保留時間；Wh/2：半峰寬。)H=L/n(H:理論塔板高度；L：柱長度（2m） 單位：cm或mm。) 單位柱長的塔板數越多，表明色譜柱針對這個物質的分離效能越高。單位柱長的塔板數越多，表明色譜柱針對這個物質的分離效能越高。 用不同物質計算可得到不同的理論塔板數。用不同物質計算可得到不同的理論塔板數。 當色譜柱長度一定時，塔板數當色譜柱長度一定時，塔板數 n 越大越大(塔板高度塔板高度 H 越小越小)

7、，被測組，被測組 分在柱內被分配的次數越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。分在柱內被分配的次數越多，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。用理論塔板數和理論塔板高度可以作為衡量柱效能的指標。用理論塔板數和理論塔板高度可以作為衡量柱效能的指標。 *單位要一致，走紙速度：單位要一致，走紙速度：0.5cm/minR=2(tR2-tR1)/W1+W2 ( R：分離度； tR：保留時間；W：峰寬。) *單位要一致，走紙速度：單位要一致，走紙速度：0.5cm/min分離度塔板理論難以描述難分離物質對的實際分塔板理論難以描述難分離物質對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組份能離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組份能

8、夠被完全分離。夠被完全分離。 色譜分離中的四種情況如圖所示：色譜分離中的四種情況如圖所示： 柱效較高，完全分離；柱效較高，完全分離； 柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；柱效較高，峰較窄，基本上完全分離； 柱效較低柱效較低,但分離的不好；但分離的不好； 柱效低，分離效果更差。柱效低，分離效果更差。R值越大，表明相鄰兩組分分離越好。一般說，當值越大，表明相鄰兩組分分離越好。一般說，當R1時，兩峰有部分重疊；當時，兩峰有部分重疊；當R=1時，時，分離程度可達分離程度可達95%；當；當R=1.5時，分離程度可達時，分離程度可達99.8%。通常用。通常用R 1.5作為相鄰兩組分作為相鄰兩組分已完全分離的標志。藥典規定：已完全分離的標志。藥典規定： R2，色譜柱的分離效能為佳。，色譜柱的分離效能為佳。載氣流速與柱效-最佳流速H - u曲線與最佳流速：曲線與最佳流速： 流速對柱效的總影響使得存在著一個最佳流速值，即速率流速對柱效的總影響使得存在著一個最佳流速值，即速率方程式中塔板高度對流速的一階導數有一極小值。方程式中塔板高度對流速的一階導數有一極小值。 以塔板高度以塔板高度H對應載氣流速對應載氣流速u作圖，曲線最低點的流速即為作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速最佳流速。儀器的關閉l 關掉H2；l 空氣壓縮機OFF；l 氣相色譜儀電源OFF；l 數據處理儀OFF；l 穩壓電源OFF；l 墻上