〖21世纪仪器分析教材〗气相色谱分析理论基础篇.docVIP

气相色谱分析理论基础第一节 气相色谱分析概述 第一节 气相色谱分析概述 　　色谱法是一种分离技术。它以其具有高分离效能、高检测性能、分析时间快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛的一种方法。它的分离原理是，使混合物中各组分在两相间进行分配，其中一相是不动的，称为固定相 ， 另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。一、色谱法分类：　　 按流动相的物态，色谱法可分为气相色谱法 ( 流动相为气体 ) 和液相色谱法 ( 流动相为液体 ) ；再按固定相的物态，又可分为气固色谱法 ( 固定相为固体吸附剂 ) 、气液色谱法 ( 固定相为涂在固体上或毛细管壁上的液体 ) 、液固色谱法和液液色谱法等。 按固定相使用的形式，可分为柱色谱法 ( 固定相装在色谱柱中 ) 、纸色谱法 ( 滤纸为固定相 ) 和薄层色谱法 ( 将吸附剂粉末制成薄层作固定相 ) 等。 按分离过程的机制，可分为吸附色谱法 ( 利用吸附剂表面对不同组分的物理吸附性能的差异进行分离 ) 、分配色谱法 ( 利用不同组分在两相中有不同的分配 来进行分离 ) 、离子交换色谱法 ( 利用离子交换原理 ) 和排阻色谱法 ( 利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用 ) 等。 二、气相色谱分析　　 气相色谱法是利用气体作为流动相的一种色谱法。在此法中，载气 ( 是不与被测物作用，用来载送试样的惰性气体，如氢、氮等 ) 载着欲分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组分分离，然后分别检测。其简单流程如图 2-1 所示。三、气相色谱仪组成　　 Ⅰ . 载气系统 ; Ⅱ . 进样系统 ; Ⅲ . 色谱柱和柱箱；Ⅳ . 检测系统；Ⅴ . 记录系统。四、色谱术语　　 基线——当色谱柱后没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随时间变化的线称为基线，稳定的基线是一条直线。如图 2-2 中所示的直线 　　基线漂移—— 指基线随时间定向的缓慢变化。 　　基线噪声——指由各种因素所引起的基线起伏。 　　保留值——表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。通常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。在一定的固定相和操作条件下，任何一种物质都有一确定的保留值，这样就可用作定性参数。 　　死时间 tM —— 指不被固定相吸附或溶解的气体 ( 如空气、甲烷 ) 从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。显然，死时间正比于色谱柱的空隙体积。 　　保留时间 tR ——指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。 　　调整保留时间 tR ——指扣除死时间后的保留时间，即 tR=tR － tM 　　死体积 VM ——指色谱柱在填充后固定相颗粒间所留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。 VM =tMFO 　　保留体积 V R ——指从进样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过 的载气体积，即VR =tRFO 　　调整保留体积 VR —— 指扣除死体积后的保留 体积，即 　　VR =tR .FO 或 VR =VR － VM 　　同样， VR 与载气流速无关 。死体积反映了柱和仪器系统的几何特性，它与被测物的性质无关 ，故保留体积值中扣除死体积后将更合理地反映被测组分的保留特性。 　　相对保留值 ——指某组分 2 的调整保留值与另一组分 1 的调整保留值之比： 亦可用来表示固定相 ( 色谱柱 ) 的选择性。值越大，相邻两组分的 tR 相差越大，分离得越好， =1 时，两组分不能被分离。 　　区域宽度——色谱峰区域宽度是色谱流出曲线中一个重要的参数。从色谱分离角度着眼，希望区域宽度越窄越好。通常度量色谱峰区域宽度有三种方法：　（ 1 ）标准偏差 σ 即 0.607 倍峰高处色谱峰宽度的一半。 　（ 2 ）半峰宽度 Y 1/2 又称半宽度或区域宽度，即峰高为一半处的宽度，它与标准偏差的关系为： 　（ 3 ）峰底宽度 Y 自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距，如图 2-2 中的 IJ 所示。它与标准偏差的关系为： Y=4σ 第二节 气相色谱分析理论基础 一、气相色谱分析的基本原理1 ．气 — 固色谱分析：固定相是一种具有多孔及较大表面积的吸附剂颗粒。试样由载气携带进入柱子时，立即被吸附剂所吸附。载气不断流过吸附剂时，吸附着的被测组分又被洗脱下来。这种洗脱下来的现象称为脱附。脱附的组分随着载气继续前进时，又可被前面的吸附剂所吸附。随着载气的流动，被测组分在吸附剂表面进行反复的物理吸附、脱附过程。由于被测物质中各个组分的性质不同，它们在吸附剂上的吸附能力就不一样，较难被吸附的组分就容易被脱附，较快地移向前面。容易被吸附的组分就不易被脱附，向前移动得慢些。经过一定时间，即通过一定量的载气后，试样中