化工原理教学资料：气相色谱分析实验讲解用徐

气相色谱实验气相色谱法的同时具有分离、分析的方法。•色谱法概述色谱法的分离原理就是利用待分离的各种组分在两相中的分配的能力（即分配系数）的不同来进行分离的。色谱法的由来：组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度分配系数K或吸附力组分在流动相中的溶解或吸附力组分在固定相中的溶解色谱流出曲线：色谱峰保留值→定性依据；色谱峰高或面积→定量依据；色谱峰区域宽度→衡量分离效能。•气相色谱仪Ⅰ载气系统Ⅱ进样系统Ⅲ色谱柱Ⅳ检测系统Ⅴ记录系统1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；7-进样器；8-色谱柱；9-检测器；10-记录仪；填充柱毛细管柱•色谱流出曲线与术语⑴基线：在实验条件下，仅有流动相通过检测器时的流出曲线。•稳定的基线为水平直线。•当基线走直后方可进样。⑵峰高：用h表示。⑶峰面积：用A表示。定量①死时间(tM)：空气出峰的时间。②保留时间(tR)：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间。③调整保留时间(tR＇)：扣除死时间后的保留时间。tR＇=tR－tM⑷保留值定性④相对保留值r21：指在相同的操作条件下，组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。/)1(/)2(21RRttr⑸区域宽度用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。•气相色谱定性定量方法1.色谱定性鉴定方法⑴利用保留值定性①用已知纯物质对照定性要求：纯标准样和未知组分必须在相同的实验条件下进行。当操作条件一定时，被测组分的质量mi与检测器的响应讯号（峰面积或峰高）成正比：2.色谱定量分析方法iiimfAmi：待测组分质量其中,fi：待测组分的定量校正因子Ai：待测组分的峰面积(%)100(%)iimwm待测组分的质量分数wi:m:为样品的称样量⑴色谱定量公式：②定量校正因子由于同一检测器对不同物质的响应不同，为了使检测器产生的响应信号能真实地反映物质的含量，就要对响应值进行校正，因此引入“定量校正因子”.为什么要用定量校正因子fi?fi→称为绝对校正因子iiiiiimmfAfA相对校正因子fi′：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。'iisfff//iissmAmAi→被测组分s→标准物iiimfA'=1sf通常设内标物组分tRAm/mgf′甲醇正丙醇丁醇表定量校正因子测定⑶常用的几种定量分析方法①归一化法12100100iiinmmwmmmm1122100iinnfAfAfAfA待测组分的质量分数wi:100iiiifAfA(1)仅适用于试样中所有组分全出峰的情况；(2)进样量的准确性和操作条件的变动对结果影响不大；(3)峰宽接近时，可用峰高代替峰面积。特点及要求：②内标法方法：准确吸取一定量的试样V(ml),加入质量为ms的内标物，混匀后进样,根据得到色谱图上相应的峰面积Ai、As,求出某组分的含量。i：被测组分，s：内标物iiimfAsssmfAiiissSmfAmfAiiissSfAmmfA(mg/mliimwV）/siisiisSSmfAmAfVfAVA组分的含量wi:相除的：表各组分含量计算组分tRAf′wi:（mg/ml）甲醇正丙醇丁醇一、塔板理论→柱分离效能指标•色谱柱长L•色谱柱的理论塔板数n：组分在柱子中经过分配平衡的次数；•塔板高度H：组分在柱子中经过一次分配平衡所需要的柱长，即塔板间距离。则三者的关系为：LHn当色谱柱长度一定时，理论塔板数n越大，塔板高度H越小，柱效能越高，所得色谱峰越窄。•色谱分离柱效能H=A+B/u+Cu二、速率理论——最佳载气流速气相色谱速率方程：塔板高度H与对应载气流速u的关系图u——载气流速理论塔板数与色谱参数之间的关系为：221/25.54()16()RRttnWW式中tR、W1/2、W以同一单位表示。LHn•检测系统1.热导池检测器(TCD)（1）原理根据不同的物质具有不同的热导系数进行检测；TCD检测信号值与组分通过检测器的浓度成正比；TCD属于浓度型检测器。（2）操作条件的选择①桥路电流I：I，钨丝的温度，检测器灵敏度↑。但桥路电流I太大，基线不稳。②池体温度：池体与热丝温差↑，灵敏度↑。③载气种类：载气与试样的热导系数相差↑，检测灵敏度↑。2．氢火焰电离检测器根据不同的物质在氢火焰中燃烧产生的离子的数量及其微电流的大小不同进行检测；FID检测信号值与单位时间内组分进入检测器的质量成正比；FID属于质量型检测器。①载气及流速：N2。②燃气及流速：氢气，N2:H2（流速）的最佳比在1:1～1:1.5之间。③助燃气及流速：氧气。④极化电压：100～300V。（2）操作条件的选择（1）原理