第八章氣相色譜法

第八章氣相色譜法第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日二、氣相色譜儀的組成

載氣→減壓→凈化→穩(wěn)壓→

→色譜柱→檢測(cè)器→記錄儀

進(jìn)樣

載氣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)記錄系統(tǒng)第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前三、氣相色譜法的特點(diǎn)和應(yīng)用

“三高”“一快”“一廣”

占有機(jī)物20%

適于分析氣體、易揮發(fā)的液體及固體不適合分析不易氣化或不穩(wěn)定性物質(zhì)樣品的衍生化使應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日第二節(jié)氣相色譜法的基本原理一、基本概念二、等溫線三、塔板理論（平衡理論）四、速率理論熱力學(xué)理論：塔板理論——平衡理論基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)理論：速率理論——Vander方程理論基礎(chǔ)第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日一、基本概念1．流出曲線和色譜峰2．基線、噪音和漂移3．保留值：色譜定性參數(shù)4．色譜峰的區(qū)域?qū)挾龋荷V柱效參數(shù)

第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日1．流出曲線和色譜峰流出曲線（色譜圖）：電信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線色譜峰：流出曲線上突起部分第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前不對(duì)稱因子正常峰（對(duì)稱）非正常峰

前沿峰

拖尾峰色譜峰——fs在0.95~1.05之間——fs小于0.95——fs大于1.05第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日2．基線、噪音和漂移

基線：當(dāng)沒有待測(cè)組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，反映檢測(cè)器噪音隨時(shí)間變化的曲線（穩(wěn)定—平直直線）噪音：儀器本身所固有的，以噪音帶表示（儀器越好，噪音越?。┢疲夯€向某個(gè)方向穩(wěn)定移動(dòng)

（儀器未穩(wěn)定造成）第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日3．保留值：色譜定性參數(shù)保留時(shí)間tR：從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所需時(shí)間，即組分通過色譜柱所需要的時(shí)間死時(shí)間tm：不被固定相溶解或吸附的組分的保留時(shí)間（即組分在流動(dòng)相中的所消耗的時(shí)間），或流動(dòng)相充滿柱內(nèi)空隙體積占據(jù)的空間所需要的時(shí)間，又稱流動(dòng)相保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間tR’：組分的保留時(shí)間與死時(shí)間之差值，即組分在固定相中滯留的時(shí)間第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日?qǐng)D示第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前保留體積VR：從進(jìn)樣開始到組分出現(xiàn)濃度極大點(diǎn)時(shí)所消耗的流動(dòng)相的體積

死體積Vm：不被保留的組分通過色譜柱所消耗的流動(dòng)相的體積，又指色譜柱中未被固定相所占據(jù)的空隙體積，即色譜柱的流動(dòng)相體積（包括色譜儀中的管路、連接頭的空間、以及進(jìn)樣器和檢測(cè)器的空間）第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前調(diào)整保留體積VR’：保留體積與死體積之差，即組分停留在固定相時(shí)所消耗流動(dòng)相的體積相對(duì)保留值ri,s（選擇性系數(shù)α）：調(diào)整保留值之比第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前保留指數(shù)IX：指將待測(cè)物的保留行為換算成相當(dāng)于正構(gòu)烷烴的保留行為(已知范圍內(nèi)組分的定性參數(shù))第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日4．色譜峰的區(qū)域?qū)挾龋荷V柱效參數(shù)峰寬W：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)切線與基線相交的截距標(biāo)準(zhǔn)差σ：正態(tài)分布色譜曲線兩拐點(diǎn)距離的一半

σ→對(duì)應(yīng)0.607h處峰寬的一半注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高半峰寬W1/2：峰高一半處所對(duì)應(yīng)的峰寬

注：除了用于衡量柱效，還可以計(jì)算峰面積第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日?qǐng)D示第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日5．相平衡參數(shù)

容量因子（容量比，分配比）k：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡時(shí)，在固定相與流動(dòng)相中的質(zhì)量比——更易測(cè)定分配系數(shù)K：第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前

注：固定液應(yīng)完全覆蓋載體表面，不可以太薄，否則柱子壽命短，k太??；

T不可以超過固定液最佳使用溫度第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日二、等溫線：指一定溫度下，某組分在兩相中分配達(dá)平衡時(shí)，在兩相中的濃度關(guān)系曲線1．線性等溫線（理想）→對(duì)稱峰2．非線性等溫線（1）凸形→拖尾峰（2）凹形→前沿峰固定相表面活性吸附中心未達(dá)飽和，K一定，與溶質(zhì)濃度無關(guān)固定相表面吸附中心活性不均，K不同先占據(jù)強(qiáng)吸附中心再占據(jù)弱吸附中心，K隨著溶質(zhì)濃度的增加而減小

溶質(zhì)與固定相作用，改變其表面性質(zhì)K隨著溶質(zhì)濃度的增加而增加斜率=K對(duì)稱峰前沿峰拖尾峰第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日?qǐng)D示第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日三、塔板理論色譜柱每個(gè)H高度內(nèi)有一塊塔板，共有若干塊塔板組分在每塊塔板兩相間分配達(dá)平衡，K小的先出柱多次分配平衡，K有微小差異組分仍可獲較好分離（一）塔板理論四個(gè)基本假設(shè)（二）色譜峰的二項(xiàng)式分布（三）色譜峰的正態(tài)分布（四）理論板數(shù)和理論塔板高度的計(jì)算假想：第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日（一）塔板理論的四個(gè)基本假設(shè)1．在柱內(nèi)一小段高度內(nèi)組分分配瞬間達(dá)平衡（H→理論塔板高度）2．載氣非連續(xù)而是間歇式（脈動(dòng)式）進(jìn)入色譜柱，每次進(jìn)氣一個(gè)塔板體積3．樣品和載氣均加在第0號(hào)塔板上，且忽略樣品沿柱方向的縱向擴(kuò)散4．分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù)第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日（二）色譜峰的二項(xiàng)式分布（N較少）→逆流分布萃取法→利用物質(zhì)在互不相溶兩相中溶解度的不同第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日?qǐng)D示第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日?qǐng)D示第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日（三）色譜峰的正態(tài)分布（N>50次）→近似對(duì)稱分布討論：

第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日（四）理論板數(shù)和理論塔板高度的計(jì)算

理論塔板高度H——為使組分在柱內(nèi)兩相間達(dá)到一次分配平衡所需要的柱長理論塔板數(shù)N——組分流過色譜柱時(shí)，在兩相間進(jìn)行平衡分配的總次數(shù)第二十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日續(xù)前第二十七頁，共二十