13气相色谱分析

气相色谱分析气相色谱分析二、气相色谱仪构造三、气相色谱仪分析四、特点与应用范围一、概述和基本理论色谱法是一种分离技术，它又称为色层法或层析法。它是利用不同物质在两相中具有不同的分配系数或吸附能力及其它亲和作用性能的差异为分离依据，当混合物中各组分随流动相移动时，在两相中反复进行多次分配，从而使各组分得到分离。气相色谱法就是采用气体作为流动相的一种色谱法。一、概述和基本理论概述一、概述和基本理论1.色谱图概念：以组分在检测器产生的电流信号或电压信号作为纵坐标，流出时间作横坐标的，这种曲线称为色谱流出曲线。基线：色谱柱中仅有载气通过时，检测器响应讯号的记录应为一条直线，称为基线，基线反映仪器的噪声随时间的变化情况。色谱峰：组分从色谱柱中流出时，检测器响应讯号大小随时间变化所形成的峰形曲线叫作色谱峰。基本理论一、概述和基本理论色谱峰高h：色谱峰最高点与基线之间的距离称为峰高标准偏差σ：当进样量较小时，色谱峰呈高斯分布曲线形状，可用标准偏差来表示它的区域宽度，标准偏差σ即峰高0.607倍处色谱峰宽度的一半死时间和：不被固定相吸附或溶解的组分从进入色谱柱保留时间到出现其色谱峰最高点所需的时间称为死时间；从进样开始到某一组分色谱峰顶点所需的时间间隔称为该组分的保留时间调整保留时间=保留时间－死时间一、概述和基本理论一、概述和基本理论2.塔板理论塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔，待分离组分在分馏塔的塔板间移动，在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡，随着流动相的流动，组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板，并不断形成新的平衡一个色谱柱的塔板数越多，则其分离效果就越好。塔板理论的假设：(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；(2)将载气看作成脉动（间歇）过程；(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4)组分在各塔板上的分配系数相同。二、气相色谱仪构造减压阀色谱柱和柱箱，包括温度控制装置色谱柱是气相色谱仪的核心部件，柱子一般是用不锈钢或玻璃管制成U型或螺旋形，它分为填充柱和空心毛细管柱。进样系统：包括进样器、气化室检测系统：用于把从色谱柱流出的各组分的浓度信号转换成电信号记录集数据处理系统气源的作用是提供足够压力的气源。分为载气和辅助气两种。载气是携带分析试样通过色谱柱，辅助气是提供检测器燃烧或吹扫用。主要功能保证分析质量和分析结果的稳定性，延长柱寿命和减少检测器的噪声。作用主要是去除气体中水分、烃、氧。为了提供稳定压力和流量的载气和辅助气，从气源出来的气需经减压阀、稳压阀、稳流阀（载气）、调流阀（辅助气）将样品吸入注射器中（气体样品采用0.5~5mL的注射器；液体样品采用0.5~50µL的注射器中；固体样品的进样一般是溶于液体溶剂中，依液体样品进样法进样），刺入进样口的硅橡胶垫，经汽化室（由电热金属块构成，上面具有硅橡胶封闭的进样口，其作用是将液体样品或溶液样品瞬间汽化为气态）汽化后，进入色谱柱三、气相色谱仪分析检出限D检出限也称敏感度，指单位体积或时间需向检测器进入的物质质量，认为恰能鉴别的信号至少为检测器噪声的三倍.N为检测器噪声S为检测器灵敏度灵敏度当一定浓度或一定质量试样进入检测器后，产生一定的响应信号R，若以进样量Q对检测器响应信号作图，就得到一条直线，该直线的斜率就是检测器的灵敏度S：Ql为最大允许进样量三、气相色谱仪分析检出限D检出限也称敏感度，指单位体积或时间需向检测器进入的物质质量，认为恰能鉴别的信号至少为检测器噪声的三倍.N为检测器噪声S为检测器灵敏度最小检出量Q0指恰能产生和噪声相鉴别的信号时所需加入的最小物质量。三、气相色谱仪分析根据色谱柱的保留值进行定性分析保留值r：各种物质在一定的色谱条件（固定项、操作条件）下均有确定不变的保留值。因此保留值可以作为一种定性的指标，它的测定时最常用的色谱定性方法。这种方法应用简便，不需要其他仪器设备，但由于不同化合物在相同的色谱条件下往往具有相似，甚至完全相同的保留值，因此这种方法的应用有很大的局限性。相对保留值r21：保留时间由于受柱长、固定液含量、载气流速等操作条件影响较大，重现性较差，因此一般宜采用仅与柱温有关，不受操作条件影响的相对保留值r21作为定性指标。与其他方法结合的定性分析:1.与质谱、红外光谱等仪器联用2.与化学分析配合进行定性分析利用检测器的选择性进行定性分析。定性分析三、气相色谱仪分析分析组分i的质量mi或其在载气中的浓度与检测器的响应信号，色谱峰的峰面积Ai或峰高hi成正比峰面积测量法——1.手工测定：对称峰不对称峰2.积分仪定量分析几种常用的定量方法——1.归一化法试样中各组分都能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰各组分f值相近时W为各组分的质量分数定量分析2.内标法只需测定某几样组分，且试样中所有组分不能全部出峰时标准试样定量分析取fs为1定量分析4.外标法（标准曲线法）应用欲测组分的纯物质来制作响应信号对质量分数标准曲线当被测组分中各组分浓度变化范围不大时，可采用单点校正法（由被测试样和标准溶液中组分峰面积比或峰高比来求被测组分的质量分数）定量分析四、特点与应用范围在化工产品高聚物分析中的应用在各种化工生产的产品检验中对多成分、可挥发性组分的测定，GC是首选的方法在医药分析中的应用气相色谱在对中成药中有效成分的分析有很多应用，气相色谱是十分有用的方法，对其性能鉴定是一种简单有效的方法在环境污染物分析中的应用为了改善人类生存环境，治理环境污染，对环境污染物的检测分析是当今世界一个重要的课题原则上讲，凡是分子质量不大，有一定挥发性，在汽化或柱温情况下不分解的物质，或分子量大，但可以通过各处理,衍生为易挥发的化合物都可以进行气相色谱分析但对于难挥发和热不稳定的物质，气相色谱是不适用的。气相色谱法由于其具有分离效能高、分析速度快、选择性好等优点而被广泛应用于环境样品中的污染物分析、药品质量检验、天然产物成分分析、食品中农药残留量测定、工业产品质量监控等领域。随着新型气相色谱仪器、检测器、数据分析方法的出现，气相色谱的应用领域必将越来越广阔感谢观看浓度型检测器：响应值和组分的浓度成正比热导检测器电子捕获检测器质量型检测器：响应值和单位时间内进入检测器某组分的质量成正比氢火焰离子化检测器火焰光度检测器