第八章气相色谱法

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1、1.1.概述概述 用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法。用气体作为流动相的色谱法称为气相色谱法。根据固定相的状态不同，又可将其分为气固色谱和根据固定相的状态不同，又可将其分为气固色谱和气液色谱。气固色谱是用多孔性固体为固定相，分气液色谱。气固色谱是用多孔性固体为固定相，分离的主要对象是一些永久性的气体和低沸点的化合离的主要对象是一些永久性的气体和低沸点的化合物。但由于气固色谱可供选择的固定相种类甚少，物。但由于气固色谱可供选择的固定相种类甚少，分离的对象不多，且色谱峰容易产生拖尾，因此实分离的对象不多，且色谱峰容易产生拖尾，因此实际应用较少。气相色谱多用高沸点的有机化合物涂际应用较少。气相色

2、谱多用高沸点的有机化合物涂渍在惰性载体上作为固定相，一般只要在渍在惰性载体上作为固定相，一般只要在450以以下有下有1.5KPa-10KPa1.5KPa-10KPa的蒸汽压且热稳定性好的有机及的蒸汽压且热稳定性好的有机及无机化合物都可用气液色谱分离。由于在气液色谱无机化合物都可用气液色谱分离。由于在气液色谱中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择中可供选择的固定液种类很多，容易得到好的选择性，所以气液色谱有广泛的实用价值。性，所以气液色谱有广泛的实用价值。优点：优点：（1 1）分离效能高）分离效能高 （2 2）灵敏度高）灵敏度高 （3 3）快速）快速 （4 4）应用范围广）应用范围广不足之

3、处：不足之处：分离系统由色谱柱组成。分离系统由色谱柱组成。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。（1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为相，一般内径为2 4mm，长，长1 3 m。填充柱的。填充柱的形状有形状有U型和螺旋型二种。型和螺旋型二种。（2）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、多孔层）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、多孔层和涂载体空心柱。和涂载体空心柱。空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为0.2 0.5mm，长度，长度30 300m，呈螺旋型。，呈螺旋型。MS

4、CCK组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度MSmmk kVVkVmVmCCKsMMMssMs 电信号强度随时间变化曲线电信号强度随时间变化曲线色谱峰色谱峰mRRtttORRFtVoMMFtVoRRmRRFtVVVV121221RRRRVVttr354.221Y4W理理HLn 22212)(16)(54.5)(bRRRWtYttn理有效有效nLH续前，但柱压和分析时间一定，；，分离能力，柱效一定，讨论：理理理理理理理nLHnHLHnLn1练习w例：例：在柱长为2m的5%的阿皮松柱、柱温为1000C，记录纸速度为2.0cm/min的色谱条件下，测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.20c

5、m，求理论塔板数。（见书上P338例）解：32102.1)0.220.05.1(54.5nmmH7.1102.120003塔板理论优缺点塔板理论优缺点Van Deemteer 方程式方程式：解释了色谱流出曲线的形状和浓度极大值对应的解释了色谱流出曲线的形状和浓度极大值对应的t tR R 阐明了保留值与阐明了保留值与K K的关系的关系评价柱效（评价柱效（n n，）1）做出了四个与实际不相符的假设）做出了四个与实际不相符的假设 忽略了组分在两相中传质和扩散的动力学过程忽略了组分在两相中传质和扩散的动力学过程2）只定性给出塔板高度的概念，却无法解释板高的）只定性给出塔板高度的概念，却无法解释板高的

6、影响因素影响因素3）排除了一个重要参数）排除了一个重要参数流动相的线速度流动相的线速度u，因而无法解释柱效与流速关系因而无法解释柱效与流速关系 更无法提出降低板高的途径更无法提出降低板高的途径uCuBAH/图示 pdA2影响因素：影响因素：HuBuBDg，gDB2相邻两组分保留时间之差的两倍与两色谱相邻两组分保留时间之差的两倍与两色谱峰峰基宽之和的比值。峰峰基宽之和的比值。21122bbRRWWttR）（)2(21)1(2112)(2YYttRRR完全未分开完全分离基本分离0.165.140.1RtRtRRR讨论：讨论：22121116rrnR有效 uCuBAH/选择载气应与检测器匹配选择载气

7、应与检测器匹配TCD选H2，He（u 大，粘度小）FID选N2（u 小，粘度大）选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间选择流速和载气应同时考虑对柱效和分析时间的影响的影响选择载气时应考虑流速的大小选择载气时应考虑流速的大小T分离度变差）减小，（12RRttK延长分析时间T原则：原则：1）在能保证）在能保证R的前提下，尽量使用低柱温的前提下，尽量使用低柱温 2）根据样品沸点情况选择合适柱温）根据样品沸点情况选择合适柱温 柱温应低于组分沸点柱温应低于组分沸点501000C 宽沸程样品应采用程序升温宽沸程样品应采用程序升温程序升温好处：程序升温好处：改善分离效果改善分离效果 缩短分析周期缩短分析周

8、期 改善峰形改善峰形 提高检测灵敏度提高检测灵敏度21221)(LLRR注：根据注：根据R1.5选择选择L，一般较短，一般较短(0.66m)不可以无限延长柱子不可以无限延长柱子SmEmE，iiimAS浓度型检测器浓度型检测器：测量组分浓度的变化：测量组分浓度的变化 响应值与组分的浓度成正比响应值与组分的浓度成正比（TCD）特点特点 结构结构 检测原理检测原理 影响因素及注意事项影响因素及注意事项 (p323)进样前：两池均通载气进样前：两池均通载气 进样后：进样后：测量池通测量池通“样品气样品气+载气载气”参比池通参比池通“载气载气”iiiiiAfSAm定量依据21605.1YhA21YhA)(2185.015.0YYhARhbtYhA21iiiiiiiSAmfAfm1siisssiisiimAmAAmAmfff%100%100iiiiiiifAfAmm%100iiiAA同系物或结构异构体%100 iiiiihfhf%100siiSimAAfm%100 siiSimhhfmsiSiAASsiiAA