儀器分析教學(xué)課件-第十六章氣相色譜法

第十六章氣相色譜法Chapter16GasChromatography(GC)

特性：高分離效能、高選擇性、高靈敏度、快速。適用范圍：熱穩(wěn)定性好，沸點(diǎn)較低的有機(jī)及無(wú)機(jī)化合物分離。1氣相色譜儀的五大系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)載氣系統(tǒng)分離系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)溫控和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)§16-1氣相色譜儀2氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)鋼瓶He,N2載氣控制數(shù)據(jù)處理進(jìn)樣口色譜柱檢測(cè)器溫度控制區(qū)氣相色譜主機(jī)§16-1氣相色譜儀3作用：常用載氣：要求：§16-1氣相色譜儀二、載氣系統(tǒng)推動(dòng)組分在柱中運(yùn)行的動(dòng)力;氫氣、氮?dú)?、氦氣、氬氣。凈化純度達(dá)99.999%（毛細(xì)管柱）,流量控制。4參數(shù)設(shè)置：1.載氣選擇2.載氣流速：§16-1氣相色譜儀塔板高度最小時(shí)對(duì)應(yīng)最佳流速。一般實(shí)驗(yàn)測(cè)定。載氣流速較小時(shí)選擇氮?dú)?，載氣流速較大時(shí)選擇氫氣或氦氣，同時(shí)考慮對(duì)檢測(cè)器的適應(yīng)性。5作用：要求：§16-1氣相色譜儀三、進(jìn)樣系統(tǒng)將樣品瞬間氣化為蒸汽并引入色譜柱;進(jìn)樣量（毛細(xì)管柱一般允許進(jìn)樣量為10-3～10-2uL),進(jìn)樣時(shí)間小于1s。6參數(shù)設(shè)置：

1.進(jìn)樣口溫度

2.進(jìn)樣量§16-1氣相色譜儀三、進(jìn)樣系統(tǒng)71.色譜柱分類(lèi)：（如活性炭,氧化鋁,分子篩,硅膠等，主要用于氣體和一些低沸點(diǎn)物質(zhì)的分析）填充色譜柱毛細(xì)管色譜柱（由載體和固定液組成）

四、分離系統(tǒng)82.固定液要求對(duì)試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰?選擇性好;揮發(fā)性小，熱穩(wěn)定性好;化學(xué)穩(wěn)定性好。四、分離系統(tǒng)9烴類(lèi)硅氧烷類(lèi)

醇類(lèi)和醚類(lèi)酯類(lèi)和聚酯腈和腈醚等3、固定液的分類(lèi)弱極性弱極性到強(qiáng)極性強(qiáng)極性中強(qiáng)極性強(qiáng)極性10甲基聚硅氧烷類(lèi)固定相結(jié)構(gòu)四、分離系統(tǒng)11按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)

硅氧烷類(lèi)是目前應(yīng)用最廣泛的通用型固定液，使用溫度范圍寬(50～350℃)，硅氧烷類(lèi)經(jīng)不同的基團(tuán)修飾可得到不同極性的固定相。3、固定液的分類(lèi)四、分離系統(tǒng)12聚乙二醇類(lèi)固定相結(jié)構(gòu)溫度穩(wěn)定性比聚硅氧烷類(lèi)差；最高使用溫度低于聚硅氧烷類(lèi)固定液。四、分離系統(tǒng)13固定相組成J&WSGE極性100%

甲基硅氧烷DB-1BP-1非極性5%苯基甲基硅氧烷DB-5BP-5弱極性

聚乙二醇DB-WaxBP-20強(qiáng)極性50%苯基甲基硅氧烷DB-17BP-17中極性

常用固定相14非極性試樣選用非極性固定液，組分沸點(diǎn)低的先流出；極性試樣選用極性固定液，極性小的先流出非極性和極性混合物試樣一般選用極性固定液，非極性組分先出；能形成氫鍵的試樣一般選擇極性大或是氫鍵型的固定液，不易形成氫鍵的先流出。4、固定液的選擇—相似相溶原則15舉例一分離正已烷和正庚烷正已烷（B.P68℃），正庚烷（B.P99℃）。01234min正已烷正庚烷4、固定液的選擇16舉例二分離正已烷和已醇01234min正已烷已醇4、固定液的選擇17舉例三分離環(huán)已烷和苯，用何種柱子？環(huán)已烷（B.P80.1℃）苯（B.P80.8℃）01234min環(huán)已烷苯4、固定液的選擇18舉例四分離甲醇和乙醇，用何種柱子？01234min乙醇甲醇4、固定液的選擇19色譜柱廠家、型號(hào)柱長(zhǎng)、柱徑，色譜柱類(lèi)型色譜柱溫度：對(duì)分離度影響最大

5、參數(shù)設(shè)置四、分離系統(tǒng)20程序升溫：在一個(gè)分析周期內(nèi)柱溫隨時(shí)間由低溫向高溫做線性或非線性變化，以達(dá)到用最短時(shí)間獲得最佳分離的目的。適用于沸點(diǎn)范圍很寬的混合物。注意：柱溫不能高于色譜柱的最高使用溫度。

5、參數(shù)設(shè)置21熱導(dǎo)檢測(cè)器氫火焰檢測(cè)器電子捕獲檢測(cè)器火焰光度檢測(cè)器

五、氣相色譜檢測(cè)器通用通用選擇選擇

濃度型質(zhì)量型濃度型質(zhì)量型

所有含碳電負(fù)性硫、磷

221.利用已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)照定性保留值定性一、常用的定性分析方法§16-5氣相色譜法定性和定量分析相對(duì)保留值23峰高增加法ABCDCABD一、常用的定性分析方法§16-5氣相色譜法定性和定量分析24雙柱比較法

12345678

標(biāo)準(zhǔn)

樣品

DB-1柱12345678

標(biāo)準(zhǔn)樣品

DB-17柱

丁酮分析圖譜雙柱比較法25

碳數(shù)規(guī)律：

2.用經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和文獻(xiàn)值進(jìn)行定性分析

lgt’R=A1n+C1沸點(diǎn)規(guī)律：

lgt’R=A2T2+C2保留指數(shù)：

(最有價(jià)值的文獻(xiàn)定性數(shù)據(jù))263.與其它儀器聯(lián)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用色譜-紅外光譜聯(lián)用27二、定量分析

1.原理:當(dāng)操作條件一致時(shí)，被測(cè)組分的質(zhì)量（或濃度）與檢測(cè)器給出的響應(yīng)信號(hào)(峰面積A或峰高h(yuǎn))成正比:mi=fAi

Ai

mi=fhi

hi282.常用的定量方法外標(biāo)法歸一化法內(nèi)標(biāo)法二、定量分析

29外標(biāo)法對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高,操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大,操作簡(jiǎn)單，適用于大批量試樣的快速分析。30歸一化法

僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；操作條件的變動(dòng)對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大；歸一化法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。31內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法）1.試樣中所有組分不能全部出峰時(shí)2.定量分析中只要求測(cè)定某一個(gè)或幾個(gè)組分3.樣品前處理復(fù)雜適用范圍:32內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法）1.選擇一內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，以固定濃度分別加入標(biāo)準(zhǔn)溶液系列和樣品溶液中2.測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分和內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比3.用峰面積比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液中待測(cè)組分的濃度做標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。4.用此標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求待測(cè)組分的量操作方法:33內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法）1.樣品中不含內(nèi)標(biāo)物2.峰的位置在各待測(cè)組分之間或與之相近3.穩(wěn)定，與樣品能互溶但無(wú)化學(xué)反應(yīng)4.峰面積與待測(cè)組分相差不太大對(duì)內(nèi)標(biāo)物的要求:34內(nèi)標(biāo)法（內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法）進(jìn)樣量,操作條件的變化對(duì)結(jié)果沒(méi)有影響,因此定量結(jié)果比較準(zhǔn)確。該法適宜于低含量組分的分析，且不受歸一法使用上的局限。內(nèi)標(biāo)法的優(yōu)點(diǎn)：35定性困難，不能分析分子量大、極性強(qiáng)或熱不穩(wěn)定的化合物。氣相色譜法小結(jié)局限性