第七氣相色譜法演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有123頁\編輯于星期四優(yōu)選第七氣相色譜法現(xiàn)在是2頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜分析法色譜分析法：利用不同物質在兩相中具有不同的分配系數(shù)，當兩相作相對運動時，這些物質在兩相中反復多次分配從而使各物質得到完全分離固定相：兩相中固定不動的相流動相：兩相中攜帶試樣流過固定相的流體茨維特色素分離實驗碳酸鈣固體顆粒為固定相石油醚為流動相現(xiàn)在是3頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜分析法分類按固定相和流動相所處狀態(tài)分色譜分析法氣相色譜法液相色譜法氣-固色譜法氣-液色譜法液-固色譜法液-液色譜法現(xiàn)在是4頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜分析法分類按固定相性質和操作方式分色譜分析法柱色譜法紙色譜法開口管柱填充柱薄層色譜法現(xiàn)在是5頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜分析法分類按色譜分離過程物理化學原理分色譜分析法吸附色譜法凝膠色譜法分配色譜法離子交換色譜法吸附劑對不同組分吸附性的差別固定液對不同組分分配性能差別離子交換劑對不同離子親和能力的差別凝膠對不同組分分子的阻滯作用的差別現(xiàn)在是6頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜分析法流程現(xiàn)在是7頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜法特點和應用特點：“三高一快一廣”分離效率高——能分析十分接近的復雜混合物靈敏度高——可檢測出10-11～10-13g的痕量物質選擇性高——受試樣基體中所含其它類物質干擾較小分析速度快——完成一個樣品僅需幾分鐘應用范圍廣——能應用于氣體、液體和固體測定應用：適用于氣體、易揮發(fā)的液體或固體；不適合不易氣化或不穩(wěn)定的物質現(xiàn)在是8頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線常用術語現(xiàn)在是9頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線常用術語色譜圖：色譜柱流出物通過檢測器系統(tǒng)時所產(chǎn)生的相應信號對時間或流動相流出體積的曲線圖基線：僅有載氣通過檢測系統(tǒng)所產(chǎn)生的相應信號曲線色譜峰：色譜流出曲線上突起部分峰高：峰頂?shù)交€的距離，以h表示峰面積：色譜峰與基線間所包圍的面積，以A表示峰拐點：色譜峰上二階導數(shù)為零的點峰寬：色譜峰兩側拐點處所作切線與峰底相交兩點距離，以Wb表示現(xiàn)在是10頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜峰fs在0.95～1.05之間正常峰非正常峰前沿峰拖尾峰fs小于0.95fs大于1.05不對稱因子fs現(xiàn)在是11頁\一共有123頁\編輯于星期四噪音：指由各種因素引起的基線起伏（儀器越好，噪音越?。┢疲夯€向某個方向穩(wěn)定移動（儀器未穩(wěn)定造成）現(xiàn)在是12頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線常用術語半峰寬：峰高一半處所對應的峰寬，W1/2表示死時間：從進樣開始到惰性組分從柱中流出，呈現(xiàn)濃度極大值時所需要的時間，以tM表示保留時間：從進樣到色譜柱后出現(xiàn)待測組分信號極大值所需要的時間，以tR表示死體積：不被保留的組分通過色譜柱消耗的流動相的體積保留體積：從進樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點時消耗的流動相的體積調整保留體積：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現(xiàn)在是13頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線常用術語調整保留時間：扣除死時間的保留時間，以t’R表示相對保留值：一定的實驗條件下組分i與另一標準組分S的調整保留時間之比，以?is表示選擇性因子：相鄰兩組分調整保留值之比，以a表示相比率：柱內氣相與吸附劑或固定液體積之比，以β表示分配系數(shù)：平衡狀態(tài)時，組分在固定相與流動相中的濃度比，以K表示容量因子：組分在固定相和流動相中分配量之比，以k表示現(xiàn)在是14頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線常用術語基線——評價儀器運行是否穩(wěn)定峰高和峰面積——作為定量參數(shù)峰寬——計算峰面積和分離度保留值——作為定性參數(shù)選擇性因子——反映色譜柱對難分離物質的分離選擇性相比率——反應不同類型色譜柱的特點分配系數(shù)和容量因子——K或k不等是分離的前提現(xiàn)在是15頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜流出曲線意義根據(jù)色譜峰的數(shù)目,可以判斷試樣中所含組分的最少個數(shù)根據(jù)組分峰在曲線上的位置（保留值），可以進行定性鑒定根據(jù)組分峰的面積或峰高，可以進行定量分析根據(jù)色譜峰的保留值和區(qū)域寬度，可對色譜柱的分離效能進行評價依據(jù)色譜峰間距判斷固定相或流動相選擇是否合適現(xiàn)在是16頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜分離原理氣-固色譜：固定相——固體吸附劑吸附-脫附-吸附-脫附-……難被吸附組分，易脫附，在柱內移動速度快，先出來易被吸附組分，難脫附，在柱內移動速度慢，后出來氣-液色譜：固定相——涂在載體表面的固定液溶解-揮發(fā)-溶解-揮發(fā)-……難被溶解的組分，揮發(fā)易，在柱內移動速度快，先出來易被溶解的組分，揮發(fā)難，在柱內移動速度慢，后出來現(xiàn)在是17頁\一共有123頁\編輯于星期四ABCD現(xiàn)在是18頁\一共有123頁\編輯于星期四理解氣相色譜儀分類掌握氣相色譜儀基本組成掌握氣路系統(tǒng)主要部件掌握進樣系統(tǒng)的進樣器和汽化室掌握分離系統(tǒng)的核心部件色譜柱氣相色譜儀現(xiàn)在是19頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜儀氣路系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)進樣系統(tǒng)氣路系統(tǒng)現(xiàn)在是20頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜儀分類單柱單氣路雙柱雙氣路現(xiàn)在是21頁\一共有123頁\編輯于星期四氣路系統(tǒng)氣路系統(tǒng)主要部件：氣體鋼瓶和減壓閥、凈化管、穩(wěn)壓閥、針形閥、穩(wěn)流閥、流量計氣路系統(tǒng)要求：載氣純凈密閉性好流速穩(wěn)定及流速測量準確管路連接：不銹鋼管、螺母、亞環(huán)、“O”密封圈現(xiàn)在是22頁\一共有123頁\編輯于星期四氣體鋼瓶氣相色譜中常用氣體鋼瓶：載氣：氮氣、氫氣、氦氣、氬氣氫火焰檢測器：氫氣、空氣或氧氣氣體鋼瓶顏色氮氣空氣氫氣黑色淡綠色氦氣氬氣銀灰色注意安全現(xiàn)在是23頁\一共有123頁\編輯于星期四減壓閥作用：將高壓氣體調節(jié)到較小的壓力實驗室常見減壓閥類型：氧氣減壓閥——氮氣、空氣、氧氣氫氣減壓閥——氫氣乙炔減壓閥——乙炔10～15MPa減壓閥0.1～0.5MPa不能混用現(xiàn)在是24頁\一共有123頁\編輯于星期四氧氣減壓閥工作原理現(xiàn)在是25頁\一共有123頁\編輯于星期四凈化管作用：除去氣體中的水分和雜質分子篩：分子篩是結晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽，由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成，分子尺寸大?。ㄍǔ?.3～2.0nm）的孔道和空腔體系，從而具有篩分分子的特性

填充物質：5A分子篩和變色硅膠處理方法：熱的10%氫氧化鈉溶液浸泡半小時，用水沖洗干凈，烘干現(xiàn)在是26頁\一共有123頁\編輯于星期四穩(wěn)壓閥作用：穩(wěn)定載氣的氣流流速常用穩(wěn)壓閥：波紋管雙腔式穩(wěn)壓閥要求：進氣口壓力不得超過0.6MPa，出氣口壓力在0.1～0.3MPa，氣源壓力應高于輸出壓力0.05MPa現(xiàn)在是27頁\一共有123頁\編輯于星期四針形閥作用：調節(jié)載氣流量，也可以用來控制燃氣和空氣流量作用：穩(wěn)定氣流流量，主要用于程序升溫穩(wěn)流閥現(xiàn)在是28頁\一共有123頁\編輯于星期四檢漏作用：檢查氣路的氣密性方法：皂膜檢漏法和堵氣檢漏法皂膜檢漏法——將肥皂水涂在各接頭上，若有氣泡溢出，則表明該處漏氣堵氣檢漏法——將出口堵住，流量計為0，同時關閉穩(wěn)壓閥，壓力不下降，表明不漏氣，反之漏氣現(xiàn)在是29頁\一共有123頁\編輯于星期四載氣流量測定測定意義：正確選擇載氣流量，可以提高色譜柱的分離效能，縮短分析時間常用測定方法：皂膜流量計、轉子流量計、刻度閥皂膜流量計——測量氣體流速的標準方法現(xiàn)在是30頁\一共有123頁\編輯于星期四氣體流量計算F－載氣流量mL/minV－流量計容積t－皂膜流過流量計時間F－載氣流量mL/minU－載氣流速cm/sr－色譜柱半徑氣體流速計算現(xiàn)在是31頁\一共有123頁\編輯于星期四組成：上寬下窄的錐形玻璃管和轉子轉子流量計——必須先用皂膜流量計進行標定標定：繪制氣體體積流速與轉子高度的關系圖刻度流量轉子流量計上的刻度不是流量數(shù)值現(xiàn)在是32頁\一共有123頁\編輯于星期四刻度閥：針形閥、穩(wěn)流閥上閥旋轉的度數(shù)來調節(jié)流量方法：繪制圈數(shù)與流量曲線現(xiàn)在是33頁\一共有123頁\編輯于星期四進樣系統(tǒng)進樣：把樣品快速而定量地加到色譜柱上端進樣要求：進樣量要適宜，進樣速度要快，進樣方式要簡便、易行進樣系統(tǒng)：進樣器和汽化室進樣器液體樣品進樣器氣體樣品進樣器微量注射器六通閥現(xiàn)在是34頁\一共有123頁\編輯于星期四六通閥微量注射器現(xiàn)在是35頁\一共有123頁\編輯于星期四作用：將液體樣品瞬間汽化為蒸汽而不分解要求：熱容量大、無催化效應、死體積小汽化室現(xiàn)在是36頁\一共有123頁\編輯于星期四分離系統(tǒng)作用：將多組分樣品分離為單一樣品分離系統(tǒng)柱箱色譜柱填充柱毛細管柱螺旋型U型涂壁空心柱涂載體心柱多孔空心柱現(xiàn)在是37頁\一共有123頁\編輯于星期四理解檢測器的類型和性能指標掌握TCD的原理、特征、檢測條件掌握FID的原理、特征、檢測條件掌握數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)掌握溫度控制系統(tǒng)氣相色譜儀現(xiàn)在是38頁\一共有123頁\編輯于星期四檢測器作用和類型作用：將經(jīng)色譜分離的組分的物質信號轉化為易于測量的電信號類型：按對樣品破壞與否分為：破壞型、非破壞型按響應值與時間的關系分為：微分型、積分型按測定原理不同分為：濃度型、質量型按不同類型化合物的響應值大小分為：通用型、選擇型現(xiàn)在是39頁\一共有123頁\編輯于星期四檢測器性能指標噪音和漂移——表明檢測器的穩(wěn)定狀況，良好的檢測器其噪音和漂移都應該很小線性和線性范圍：線性——載氣中組分濃度與響應信號成正比的關系，良好的檢測器，起線性接近于1線性范圍——被測組分的量與相應信號成線性關系的范圍，以最大允許進樣量與最小允許進樣量的比值表示，檢測器線性范圍越寬越好現(xiàn)在是40頁\一共有123頁\編輯于星期四檢測器性能指標靈敏度：通過檢測器組分的量變化時，該組分響應值的變化率，以S表示，S值越大，檢測器的靈敏度也就越高靈敏度定義式：濃度型檢測器靈敏度計算式：質量型檢測器靈敏度計算式：靈敏度測定方法：在一定的實驗條件下，將一定量的純物質進樣，測量峰面積，應用計算公式，便可求得相應靈敏度現(xiàn)在是41頁\一共有123頁\編輯于星期四檢測器性能指標檢測限：通常指將產(chǎn)生兩倍噪音信號時，單位體積的載氣或單位時間內進入檢測器的組分量，以D表示定義式：靈敏度越大、檢測限越小，表明檢測器性能越好檢出限都與靈敏度成反比，與噪聲成正比。檢出限不僅決定于靈敏度，而且受限于噪聲，所以它是衡量檢測器性能的綜合指標響應時間：指進入檢測器的組分輸出達到63%時所需的時間檢測器響應時間越小越好，一般小于1s現(xiàn)在是42頁\一共有123頁\編輯于星期四熱導檢測器——TCD結構：池體、熱敏元件（雙臂、四臂熱導池）氣路形式——直通式、擴散式、半擴散式參比池：只通純載氣的孔道，通常連接在進樣裝置之前測量池：通載氣與樣品的孔道，連在緊靠近分離柱出口處現(xiàn)在是43頁\一共有123頁\編輯于星期四熱導檢測器——TCD檢測原理：利用惠斯通電橋來測量現(xiàn)在是44頁\一共有123頁\編輯于星期四熱導檢測器——TCD不同的氣體有不同的熱導系數(shù)，惠斯通電橋測量熱絲阻值隨溫度的變化進樣前，鎢絲通電，加熱與散熱達到平衡后，參考臂和測量臂電阻箱等，無電壓信號輸出，記錄儀走基線進樣后，載氣攜帶試樣組分流過測量臂，而這時參考臂流過的仍是純載氣，使測量臂的溫度改變，引起電阻的變化，測量臂和參考臂的電阻值不等，產(chǎn)生電阻差。這時電橋失去平衡，兩端存在著電位差，有電壓信號輸出，信號與組分濃度相關現(xiàn)在是45頁\一共有123頁\編輯于星期四熱導檢測器——TCDTCD性能特征：對單質、無機物、有機物均有響應TCD的線性范圍105靈敏度可達10-10g/mL檢測條件的選擇——載氣、橋電流、池體溫度載氣與樣品導熱能力差異越大，靈敏度越高，H2＞N2載氣載氣純度越高，靈敏度越高，通常使用超純氫在柱分離許可條件下，載氣盡量選用低流速現(xiàn)在是46頁\一共有123頁\編輯于星期四熱導檢測器——TCD

S∝I3,通常利用增大橋電流提高靈敏度橋電流橋電流偏大，信噪比大，檢測限變大，熱絲易氧化在滿足靈敏度要求前提下，盡量選取低的橋電流池體溫度：靈敏度與熱絲和池體間的溫差成正比，降低池體溫度可增大溫差，從而提高靈敏度，但必須高于樣品沸點應用：①實際工作中應用最多的檢測器之一②特別適合于氣體混合物的分析③可與其他儀器聯(lián)用現(xiàn)在是47頁\一共有123頁\編輯于星期四氫火焰離子化檢測器——FID結構——離子室①氣體入口和出口②火焰噴嘴③點火線圈④極化極⑤收集極在發(fā)射（極化）極和收集極之間加有一定的直流電，構成一個外加電場氫焰檢測器需要用到三種氣體：載氣、燃氣、助燃氣現(xiàn)在是48頁\一共有123頁\編輯于星期四氫火焰離子化檢測器——FID檢測原理：流出色譜柱的被測組分與載氣在氣體入口處與氫氣混合后一同經(jīng)毛細管噴入離子室，氫氣在空氣的助燃下，經(jīng)引燃后燃燒，在燃燒所產(chǎn)生的高溫火焰下，被測有機物組分電離成正負離子。因為在氫火焰附近設有收集極（正極）和極化極（負極），在兩極之間加有150～300V的極化電壓，形成直流電場，所以產(chǎn)生的正負離子在收集極和極化極的電場作用下，做定向運動形成電流。此電流大小與進入離子室的被測組分的含量之間存在定量關系現(xiàn)在是49頁\一共有123頁\編輯于星期四氫火焰離子化檢測器——FIDFID性能特征：靈敏度比熱導池高約1000倍FID的線性范圍107不能檢測永久性氣體檢測條件的選擇——載氣、溫度、極化電壓載氣:通常選擇N2作為載氣；適當增大載氣流速會降低檢測限；空氣流速一般在300～500mL/min，N2H2=11～11.5；氫氣空氣=110；純度要求，微量分析≥99.9%，痕量分析≥99.999%現(xiàn)在是50頁\一共有123頁\編輯于星期四氫火焰離子化檢測器——FID溫度：FID檢測器對溫度變化不敏感，但由于氫氣燃燒生成大量的水，為了提高靈敏度，溫度必須在120℃以上極化電壓：極化電壓的大小會直接影響檢測器的靈敏度。當極化電壓較低時，離子化信號隨所采用的極化電壓的增加迅速增大。當電壓超過一定值時，增加電壓對離子化電流增加沒有大的影響。正常操作時，所用極化電壓一般為150～300V電極形狀和距離：圓筒狀電極的采集效率最高；兩極之間距離為5～７mm時，靈敏度較高現(xiàn)在是51頁\一共有123頁\編輯于星期四數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電子電位差計：記錄直流電信號的記錄儀，數(shù)據(jù)必須手工測量，誤差較大且繁瑣積分儀或色譜數(shù)據(jù)處理機：將峰信號轉換為積分信號，就可直接測量并打印數(shù)據(jù)色譜工作站：由微型計算機和工作軟件組成，實現(xiàn)在PC上完成控制與分析的全部工作如：ZB-2020色譜工作站現(xiàn)在是52頁\一共有123頁\編輯于星期四溫度控制系統(tǒng)溫度——影響分離效能、檢測器靈敏度和穩(wěn)定性溫度控制：汽化室、色譜柱、檢測器色譜柱的溫度控制方式：恒溫、程序升溫恒溫：指在一個分析周期內，色譜柱的溫度恒定不變。一般情況下選擇恒溫方式程序升溫：指在一個分析周期內，色譜柱的溫度連續(xù)地隨分析時間的增加從低溫升到高溫。可改善寬沸程樣品的分離度并縮短分析時間，適用于分析沸點范圍很寬的混合物現(xiàn)在是53頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜儀的使用開載氣開色譜儀設定溫度并升溫開空氣和氫氣并點燃基線穩(wěn)定進樣開工作站數(shù)據(jù)處理關氫氣和空氣設定溫度并降溫關工作站關色譜儀關載氣現(xiàn)在是54頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜方法原理了解色譜理論研究內容理解塔板理論掌握塔板數(shù)和塔板高度的計算理解速率理論掌握范特姆特方程掌握分離度定義、計算、評價現(xiàn)在是55頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜基本理論研究色譜理論的目的——解決色譜峰的分離問題常見色譜理論塔板理論速率理論解釋了色譜流出曲線的形狀和濃度極大點的位置、闡明了保留值與K的關系、提出了評價柱效高低的n和H的計算式闡明了影響色譜峰展寬的物理化學因素、指明了提高與改進色譜柱效率的方向、為色譜分離條件的選擇提供了理論指導現(xiàn)在是56頁\一共有123頁\編輯于星期四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假想1941年，馬丁（Martin）和詹姆斯（James）提出的半經(jīng)驗式理論——塔板理論塔板理論的基本假設理論塔板數(shù)n有效理論塔板數(shù)n有效現(xiàn)在是57頁\一共有123頁\編輯于星期四塔板理論基本假設每一小段間隔內，氣相平均組成與液相平均組成可以很快的達到分配平衡（H→理論塔板高度）載氣進入色譜柱，不是連續(xù)的而是脈動式的，每次進氣為一個板體積試樣開始時都加在0號塔板上，且試樣沿色譜柱方向擴散可忽略不計分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù)現(xiàn)在是58頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜峰的二項式分布現(xiàn)在是59頁\一共有123頁\編輯于星期四現(xiàn)在是60頁\一共有123頁\編輯于星期四理論塔板數(shù)n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(shù)n——組分流過色譜柱時，在兩相間進行平衡分配的總次數(shù)現(xiàn)在是61頁\一共有123頁\編輯于星期四現(xiàn)在是62頁\一共有123頁\編輯于星期四例在柱長為2m的5%的阿皮松柱、柱溫為1000C，記錄紙速度為2.0cm/min的色譜條件下，測定苯的保留時間為1.5min，半峰寬為0.20cm，求理論塔板數(shù)?，F(xiàn)在是63頁\一共有123頁\編輯于星期四有效理論塔板數(shù)n有效實際應用中，計算出的n值大，但分離效能并不高保留時間中包括了死時間，死時間不參加柱內的分配為了衡量實際分離效能，用調整保留時間來代替保留時間現(xiàn)在是64頁\一共有123頁\編輯于星期四速率理論做出了四個與實際不相符的假設，忽略了組分在兩相中傳質和擴散的動力學過程定性給出塔板高度的概念，無法解釋板高的影響因素排除了一個重要參數(shù)（流動相的線速度u），因而無法解釋柱效與流速關系，更無法提出降低板高的途徑塔板理論存在問題吸收了塔板理論的有效成果——H從動力學角度較好地解釋了影響柱效的因素速率

理論現(xiàn)在是65頁\一共有123頁\編輯于星期四速率理論方程式——VanDeemteer

現(xiàn)在是66頁\一共有123頁\編輯于星期四渦流擴散項產(chǎn)生原因：載氣攜樣品進柱，遇到來自固定相顆粒的阻力→路徑不同→渦流擴散影響因素：固體顆粒越小，填充均勻，A項越小現(xiàn)在是67頁\一共有123頁\編輯于星期四渦流擴散項示意圖現(xiàn)在是68頁\一共有123頁\編輯于星期四分子擴散項產(chǎn)生原因：峰在固定相中被流動相推動向前、展開→兩邊濃度差現(xiàn)在是69頁\一共有123頁\編輯于星期四B/u項示意圖為降低縱向擴散，宜選用分子量較大的載氣、控制較高流速和較低的柱溫現(xiàn)在是70頁\一共有123頁\編輯于星期四傳質阻力項產(chǎn)生原因：氣相傳質阻力項Cgu——組分從氣相到氣液界面間進行質量交換所受到的阻力液相傳質阻力項CLu——組分從固定相的氣液界面到液相內部進行質量交換達到平衡后又返回氣液界面時所受到的阻力現(xiàn)在是71頁\一共有123頁\編輯于星期四傳質阻力項示意圖采用小顆粒固定相，以H2或He作載氣，可以減少氣相傳質阻力系數(shù)采用較薄的固定液，組分在液相中擴散系數(shù)較大，可以減小液相傳質阻力系數(shù)現(xiàn)在是72頁\一共有123頁\編輯于星期四速率方程的應用提供理論依據(jù)和指導為柱型的研究和發(fā)展——毛細管柱的應用和液相色譜的應用為色譜柱的填充技術——柱徑、柱長、固定相粒徑、液膜厚度為操作條件的選擇——流速、溫度現(xiàn)在是73頁\一共有123頁\編輯于星期四毛細管柱的應用和液相色譜的應用A=0?1958年，提出了毛細管柱的概念毛細管柱A=0，H=B/u+CuH↓，n↑，分離能力大大提高B=0?溶質在液體中的擴散系數(shù)DL≈10-5cm2·s-1溶質在氣體中的擴散系數(shù)Dg≈10-1cm2·s-1當采用液體作流動相時，B→0液體作流動相時可用更細的固定相，A↓HPLC柱效比GC要高2～3個數(shù)量級現(xiàn)在是74頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜柱的填充技術柱徑：根據(jù)速率方程，柱徑越小，柱效越高，但柱徑越小，固定相越難填充均勻。柱長L：柱長增加，總塔板數(shù)增加，但柱長增加，分離時間將增加。固定相粒徑dp：根據(jù)速率方程，粒徑減小，A項減小，C項減小，柱效增加。但粒徑太小，不易填充，同時A項增大。液膜厚度df：固定液液膜越薄，柱效越高，但允許的進樣量減小。固定液與擔體的配比（液擔比）一般在5:100～25:100之間，但現(xiàn)在更低配比的固定相也應用廣泛現(xiàn)在是75頁\一共有123頁\編輯于星期四操作條件的選擇——流速A與流速無關B/u：當流速小時，對H的大小起主導作用。隨著流速的增加，柱效提高Cu：當流速大時，對H的大小起主導作用。隨著流速的提高，柱效下降由于流速對這兩項完全相反的作用，流速對柱效的總影響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(shù)有一極小值。以塔板高度H對應載氣流速u作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速uopt

。uopt=(B/C)1/2。實用最佳流速：比最佳流速更快，一般在20～100mL·min-1現(xiàn)在是76頁\一共有123頁\編輯于星期四現(xiàn)在是77頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組分能夠被完全分離難分離物質對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學因素區(qū)域寬度W──色譜過程的動力學因素現(xiàn)在是78頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度定義：相鄰兩組分色譜峰的保留時間之差與兩峰底寬度之和一半的比值既能反映柱效能，又能柱選擇性的指標，作為色譜柱的總分離效能指標，來判斷難分離物質對在柱中的實際分離情況現(xiàn)在是79頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度的評價R=0.8：兩峰的分離程度可達89%R=1：分離程度98%R=1.5：達99.7%（相鄰兩峰完全分離的標準，基線分離）R越大，說明兩組分分離得越好通常用R≥1.5作為兩相鄰色譜峰得到完全分離的指標對分離度的討論要求相鄰兩色譜峰基本對稱現(xiàn)在是80頁\一共有123頁\編輯于星期四例GC分析丙烯和丁烯的混合物得到如右表數(shù)據(jù)：計算丙烯和丁烯的分離度（R）組分tR/minW/min空氣0.50.2丙烯3.20.8丁烯4.81.0現(xiàn)在是81頁\一共有123頁\編輯于星期四分離操作條件的選擇理解色譜柱總分離效能指標——分離度掌握分離度的計算掌握氣相色譜分離載氣及流速的選擇掌握氣相色譜分離色譜柱的選擇掌握氣相色譜分離柱溫的選擇掌握氣相色譜分離汽化室溫度的選擇掌握氣相色譜分離進樣量與進樣技術現(xiàn)在是82頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度有效理論塔板數(shù)只能衡量組分在柱內分配的次數(shù)塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組分能夠被完全分離。難分離物質對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學因素區(qū)域寬度W──色譜過程的動力學因素現(xiàn)在是83頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度定義：相鄰兩組分色譜峰的保留時間之差與兩峰底寬度之和一半的比值既能反映柱效能，又能柱選擇性的指標，作為色譜柱的總分離效能指標，來判斷難分離物質對在柱中的實際分離情況現(xiàn)在是84頁\一共有123頁\編輯于星期四分離度的評價R=0.8：兩峰的分離程度可達89%R=1：分離程度98%R=1.5：達99.7%（相鄰兩峰完全分離的標準，基線分離）R越大，說明兩組分分離得越好通常用R≥1.5作為兩相鄰色譜峰得到完全分離的指標對分離度的討論要求相鄰兩色譜峰基本對稱現(xiàn)在是85頁\一共有123頁\編輯于星期四例GC分析丙烯和丁烯的混合物得到如右表數(shù)據(jù)：計算丙烯和丁烯的分離度（R）組分tR/minW/min空氣0.50.2丙烯3.20.8丁烯4.81.0現(xiàn)在是86頁\一共有123頁\編輯于星期四分離操作條件的選擇選擇總的原則較短時間定量分離載氣及流速的選擇色譜柱的選擇色譜柱柱溫的選擇汽化室溫度的選擇進樣量與進樣技術操作條件現(xiàn)在是87頁\一共有123頁\編輯于星期四載氣的選擇載氣種類的選擇應考慮三個方面：載氣對柱效的影響、檢測器要求及載氣性質由H=A+B/u+Cu得：載氣流速小，分子擴散項起主要作用，載氣摩爾質量大，可抑制試樣的縱向擴散，提高柱效。載氣流速較大時，傳質阻力項起主要作用，采用較小摩爾質量的載氣（如H2，He），可減小傳質阻力，提高柱效主要視檢測器種類確定：常用的有H2（熱導系數(shù)較大，有利于提高檢測靈敏度，熱導用）、N2（氫火焰首選）現(xiàn)在是88頁\一共有123頁\編輯于星期四載氣流速的選擇H=A+B/u+C·u式中：A與流速無關B/u：當流速小時，對H的大小起主導作用。隨著流速的增加，柱效提高。Cu：當流速大時，對H的大小起主導作用。隨著流速的提高，柱效下降。由于流速對這兩項完全相反的作用，流速對柱效的總影響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(shù)有一極小值。以塔板高度H對應載氣流速u作圖，曲線最低點的流速即為最佳流速uopt現(xiàn)在是89頁\一共有123頁\編輯于星期四載氣流速的選擇現(xiàn)在是90頁\一共有123頁\編輯于星期四根據(jù)速率方程，可作H-u圖求出最佳流速uopt，此時柱效最高。在實際工作中，為縮短分析時間，往往使流速稍高于uopt對于一般色譜柱（內徑3～4mm），常用流速為20～100mL/min一般通過實驗來確定最佳流速現(xiàn)在是91頁\一共有123頁\編輯于星期四色譜柱的選擇氣相色譜中由于組分分子與載氣間無相互作用，實現(xiàn)分離的核心是固定相氣相色譜（GC）固定相分兩類：氣—固色譜（GSC）：固體固定相

——固體吸附劑氣—液色譜（GLC）：液體固定相

——固定液和載體現(xiàn)在是92頁\一共有123頁\編輯于星期四氣—固色譜選擇固體固定相——具有表面吸附性的吸附劑常見的固體固定相：活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、高分子多孔微球（GDX系列）適用范圍：主要用于惰性氣體、一般氣體、低沸點有機化合物的分析優(yōu)點：熱穩(wěn)定性好，無流失現(xiàn)象缺點：易得不對稱峰，重現(xiàn)性差，柱效低，易中毒現(xiàn)在是93頁\一共有123頁\編輯于星期四氣—液色譜選擇固定液——涂漬在載體表面起分離作用的物質，在操作溫度下不易揮發(fā)載體（擔體）——負載固定液的化學惰性的多孔性固體顆粒，具有較大的比表面積固定液的要求：選擇性要高——對不同組分溶解度差異大熱穩(wěn)定性好——沸點高，不易分解化學穩(wěn)定性好——不與載氣或待測組分反應現(xiàn)在是94頁\一共有123頁\編輯于星期四氣—液色譜選擇常見固定液分類：通常將相對極性值分為五級0～+1之間為非極性固定液+2和+3為中等極性固定液+4和+5為強極性固定液現(xiàn)在是95頁\一共有123頁\編輯于星期四氣—液色譜選擇固定液的選擇：總的原則“相似相容”分離非極性物質——一般選用非極性固定液，按沸點從低至高的順序流出色譜柱分離極性物質——一般選用極性固定液，按極性從小到大的順序流出色譜柱分離非極性和極性混合物——一般選用極性固定液，非極性組分先流出，極性組分后流出分離能形成氫鍵的試樣——選用氫鍵型固定液，按氫鍵能力由小到大流出現(xiàn)在是96頁\一共有123頁\編輯于星期四氣—液色譜選擇載體種類：無機載體——硅藻土型和玻璃微球有機載體——氟載體載體的預處理：酸洗法——可除去載體表面的金屬氧化物雜質堿洗法——可除去載體表面的Al2O3硅烷化處理——使載體鈍化（失去氫鍵力）釉化處理——降低載體吸附性能現(xiàn)在是97頁\一共有123頁\編輯于星期四柱溫的選擇柱溫選擇原則：在保證難分離物質對有良好分離的前提下（分離度滿足要求），盡可能采取較高柱溫，以縮短分析時間，保證峰型對稱首先應使柱溫控制在固定液的最高使用溫度（超過該溫度固定液易流失）和最低使用溫度（固定液的熔點，低于此溫度固定液以固體形式存在）范圍之內柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點時的溫度組分復雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫氣相色譜分析一般通過實驗確定最佳柱溫現(xiàn)在是98頁\一共有123頁\編輯于星期四汽化室溫度的選擇合適的汽化室溫度既能保證樣品迅速且完全汽化，又不引起樣品分解。一般進樣方法時，汽化室溫度比柱溫高30～70℃或比樣品組分中最高沸點高30～50℃，就可以滿足分析要求。其它汽化溫度與具體進樣方式有關溫度是否合適，可通過實驗檢查。檢查方法是：重復進樣時，若出峰數(shù)目變化，重現(xiàn)性差，則說明汽化溫度過高；若峰形不規(guī)則，出現(xiàn)平頭峰或寬峰則說明汽化溫度太低；若峰形正常，峰數(shù)不變，峰形重現(xiàn)性好則說明汽化溫度合適現(xiàn)在是99頁\一共有123頁\編輯于星期四檢測器溫度的選擇除FID外，所有檢測器對溫度變化都較敏感，尤其是TCD，溫度的微小變化，都直接影響檢測器的靈敏度和穩(wěn)定性一般比柱溫高20～50℃或等于柱溫，具體與檢測器種類有關TCD的溫度不能低于樣品的沸點FID的溫度不得低于100℃，以防止檢測器積水現(xiàn)在是100頁\一共有123頁\編輯于星期四進樣量的選擇進樣量：應適量，若進樣量過大，所得到的色譜峰峰形不對稱程度增加，峰變寬，分離度變小，保留值發(fā)生變化，峰高峰面積與進樣量不成線性關系，無法定量。若進樣量太小，又會因檢測器靈敏度不夠，不能檢出色譜柱最大允許進樣量可以通過實驗確定。方法是：其它實驗條件不變，僅逐漸加大進樣量，直至所出的峰的半峰寬變寬或保留值改變時，此進樣量就是最大允許進樣量一般液體進樣量0.1～10μL現(xiàn)在是101頁\一共有123頁\編輯于星期四進樣技術進樣技術：進樣要求速度快，時間短微量注射器進樣操作步驟：用丙酮抽洗10次、用被測試液抽洗10次抽取稍多于需要量的試液排除氣泡調整進樣量、用濾紙吸取針桿處沾附試液用針頭刺穿硅橡膠墊平穩(wěn)、敏捷推進針筒樣品注入后快速拔出現(xiàn)在是102頁\一共有123頁\編輯于星期四作業(yè)與實驗P266，6、8預習實驗氣相色譜分離條件的選擇與優(yōu)化、分析方法的驗證（載氣流速及柱溫變化對分離度的影響，P288，4p），二組輪換。實驗時間：下周星期二上午1～4節(jié)實驗地點：實訓樓B區(qū)4樓氣相色譜實訓室預習§5-4（下）氣相色譜定性分析和定量分析現(xiàn)在是103頁\一共有123頁\編輯于星期四氣相色譜定性和定量分析了解利用保留指數(shù)定性掌握利用保留值定性理解定量分析的基礎掌握歸一化法掌握標準曲線法——外標法掌握內標法掌握標準加入法現(xiàn)在是104頁\一共有123頁\編輯于星期四定性分析定性分析的目的——確定試樣的組成理論依據(jù)——保留值具有特征性在一定的固定相和一定操作條件下，每種物質都有各自確定的保留值，不受其他組分的影響應用——常做初步已知的簡單樣品的定性方法——保留值定性、保留指數(shù)定性、聯(lián)機定性利用已知標準物質直接對照定性用相對保留值定性用已知標準物增加峰高定性現(xiàn)在是105頁\一共有123頁\編輯于星期四定性分析利用已知標準物質直接對照定性依據(jù)：同種物質在相同的色譜操作條件下應該具有相同的保留值注意——具有相同保留值的兩個物質卻不一定是同一物質方法：將未知物和已知標準物質在相同條件下進行分析，對色譜圖進行對照比較要求：同一根色譜柱、操作條件（載氣流速、汽化室溫度、柱溫、檢測器類型和溫度）要恒定例——見圖現(xiàn)在是106頁\一共有123頁\編輯于星期四定性分析現(xiàn)在是107頁\一共有123頁\編輯于星期四定性分析用相對保留值定性依據(jù)：相對保留值只受柱溫和固定相性質的影響，在柱溫和固定相一定的條件下，相對保留值為一定值方法：在規(guī)定的固定液種類、配比、標準物及柱溫下，測定未知組分的相對保留值，并與文獻資料上已知物質的相對保留值相對照，若二者數(shù)值相同，則可認為二者屬同種物質現(xiàn)在是108頁\一共有123頁\編輯于星期四定性分析用已知標準物增加峰高定性方法：在得到未知樣品的色譜圖后，在未知樣品中加入一定量的已知純物質，然后在相同的色譜條件下，作已加純物質的未知樣品色譜圖。對比兩張色譜圖，哪個峰高了，則該峰就是加入的已知純物質的色譜峰利用保留指數(shù)定性唯一可靠、準確、重復性好聯(lián)機定性氣相-質譜（GC-MS）、氣相-紅外（GC-FTIR）現(xiàn)在是109頁\一共有123頁\編輯于星期四定量分析基礎定量目的——確定樣品中組分的準確含量定量依據(jù)——在一定條件下，每個組分的量與色譜檢測器產(chǎn)生的檢測響應值成正比定量的基本公式：現(xiàn)在是110頁\一共