第19气相色谱法分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,19,气相色谱法分析,*,第,19,气相色谱法分析,第五节 分离条件的选择,一、,GC,速率理论,范氏方程,二、分离度的影响因素,三、实验条件的选择,第,19,气相色谱法分析,一、,GC,速率理论,范氏方程,填充柱：,H=A+B/u+Cu,空心毛细管柱：,H=B/u+Cu,A:,涡流扩散项；,B,：纵向扩散系数；,C,：传质阻抗,u,：载气线速度,气相色谱中影响柱效的因素：,柱填充的均匀程度和粒度（,A,项）,载气的种类（,B,项）,固定液的液膜厚度（,C,项）,载气的流速（纵向快速项和传质阻抗项）,柱温（,B,项和,C,相）,第,19,气相色谱法分析,二、分离度的影响因素,分离度定义式：,分离度计算式：,柱选择项,柱容量项,柱效项,柱效项：柱性能,柱选择性项：固定液、柱温,柱容量项,：柱温、,固定液量、,K,第,19,气相色谱法分析,a,柱效项及其影响因素：,影响色谱峰的宽窄,主要取决于色谱柱性能及实验条件,分离度影响因素,第,19,气相色谱法分析,续前,讨论：,增加柱效是提高分离度的一个,直接有效手段,提高柱效、改善分离的途径：增加柱长；降低板高,根据速率理论，降低板高、提高柱效的方法是：,1,）采用粒度较小、均匀填充的固定相（,A,项,）,2,）控制固定液液膜厚度（,C,项,）,3,）适宜的操作条件：,流动相的性质和流速，柱温等等（,B,项,）,选用分子量较大、线速度较小的载气,N,2,气，,控制较低的柱温,第,19,气相色谱法分析,b,柱选择项及其影响因素：,影响峰的间距,主要受固定相性质，以及柱温影响,第,19,气相色谱法分析,续前,讨论：,增大柱选择性是改善分离度的,最有力手段,气相色谱中，柱选择性取决于固定相性质和柱温,选择合适的固定相使与不同组分的作用产生差别,才能实现分离,一般说，降低柱温可以增大柱的选择性,第,19,气相色谱法分析,c,柱容量项及其影响因素：,影响峰位,主要受固定相用量、柱温和载气流速的影响,第,19,气相色谱法分析,续前,讨论：,综合考虑分离度、分离时间和峰检测几项因素,控制,k,的最佳范围,25,GC,中，增加固定液用量和降低柱温可以增加,k,第,19,气相色谱法分析,三、实验条件的选择：,色谱条件包括分离条件和操作条件,分离条件是指色谱柱,操作条件是指载气流速、进样条件及检测器,1,色谱柱的选择,2,柱温的选择,3,载气与流速的选择,4,进样条件的选择,第,19,气相色谱法分析,1,色谱柱的选择,（,1,）固定相的选择,（,2,）柱长的选择,第,19,气相色谱法分析,（,1,）固定相的选择,固定液的选择：,1,）按“相似相溶”原则：极性相似或官能团相似,2,）按组分性质主要差别：,沸点相差大的选非极性固定液,沸点相差小的选极性固定液,固定液配比的选择：,高沸点组分比表面积小的载体,低固定液配比（,1%3%,）,低沸点组分高固定液配比（,5%25%,）,大,k,值，达到良好分离,难分离组分毛细管柱,第,19,气相色谱法分析,（,2,）柱长的选择,注：根据,R1.5,选择,L,，一般较短,(0.66m),不可以无限延长柱子,第,19,气相色谱法分析,练习,例：两组分在,1 m,长柱子上的分离度为,0.75,，问使用,多长柱子可以使它们完全分离？,解：,第,19,气相色谱法分析,2,柱温的选择,原则：,1,）在能保证,R,的前提下，尽量使用低柱温，,但应保证适宜的,t,R,及峰不拖尾，减小检测本底,柱温,u,最佳,：选用分子量较小的气体，如,H,2,、,He,线速度：为了缩短分析时间，一般,uu,最佳,第,19,气相色谱法分析,4,进样条件的选择,气化室温度,一般稍高于样品沸点（约,50,0,C,）,检测室温度,应高于柱温,3050,0,C,进样量和速度,进样量不可过大，否则造成拖尾峰,进样速度要快,注：,检测器灵敏度足够进样量尽量小,第,19,气相色谱法分析,练习,例：已知物质,A,和,B,在一根,30cm,长柱上的保留时间分别为,16.40,和,17.63min,，不被保留组分通过该柱的时间为,1.30min,，,峰底宽为,1.11,和,1.21min,，试计算,（,1,）柱的分离度（,2,）柱的平均塔板数（,3,）塔板高度,（,4,）达,1.5,分离所需柱长,解：,第,19,气相色谱法分析,续前,第,19,气相色谱法分析,第六节 定性定量分析,一、定性分析,二、定量分析,第,19,气相色谱法分析,一、定性分析,1,利用保留值定性,1,）已知对照物定性：定性专属性差,注：不同组分如在某一色谱条件下保留值相同，应,更改色谱柱再检测，粗步推算是否为一个纯物质峰,2,）相对保留值定性（了解）,3,）利用保留指数定性：准确、重复性好（了解）,2,利用化学反应定性,：收集柱后组分，官能团反应,定性鉴别（非在线）,3,利用两谱联用定性,：,GC-MS,，,GC-FTIR,第,19,气相色谱法分析,仪器联用的定性方法,小型化的台式色质谱联用仪（,GC-MS,；,LC-MS,）,色谱,-,红外光谱仪联用仪；,组分的结构鉴定,Sample,Sample,5890,1.0,DEG/MIN,HEWLETT,PACKARD,HEWLETT,PACKARD,5972A,Mass,Selective,Detector,D,C,B,A,A,B,C,D,Gas Chromatograph(GC),Mass Spectrometer(MS),Separation,Identification,B,A,C,D,第,19,气相色谱法分析,二、定量分析：,以峰高或峰面积定量,（一）峰面积的测量（工作站给出）,（二）定量校正因子,（三）定量方法,第,19,气相色谱法分析,（二）定量校正因子,1,两种表示方法,第,19,气相色谱法分析,Zhongwu,2,相对校正因子的测定（了解）,3,注意事项：,相对校正因子与待测物、基准物和检测器类型有关，,与操作条件（进样量）无关,（见书,P622,）,基准物：,TCD,苯；,FID,丁庚烷,以氢气和氦气作载气测的校正因子可通用,以氮气作载气测的校正因子与两者差别大,第,19,气相色谱法分析,（三）定量方法,1,归一化法,2,外标法,3,内标法,4,内标对比法,重点掌握公式、优缺点、使用前提,第,19,气相色谱法分析,1,归一化法,前提：试样中所有组分都产生信号并能检出色谱峰,依据：组分含量与峰面积成正比,第,19,气相色谱法分析,1,归一化法,优点：,简便，准确,定量结果与进样量、重复性无关（前提柱子不超载）,色谱条件略有变化对结果几乎无影响,缺点：,所有组分必须在一定时间内都出峰,必须已知所有组分的校正因子,不适合微量组分的测定,第,19,气相色谱法分析,2,外标法：,a,工作曲线法：,i,纯品,工作曲线，同体积样品与之比较,c,前提：进入检测器样品量与峰面积成正比,b,外标一点法：,一种浓度对照物对比样品中待测组分含量,前提：截距为,0,，对照品浓度与待测组分浓度接近,定义：,以待测组分纯品为对照物，与试样中待测组分的响应信,号相比较进行定量的方法,第,19,气相色谱法分析,2,外标法：,外标法特点：,1,）不需要校正因子，不需要所有组分出峰,2,）结果受进样量、进样重复性和操作条件影响大,每次进样量应一致，否则产生误差,第,19,气相色谱法分析,图示,back,第,19,气相色谱法分析,3,内标法：,对内标物要求：,a,内标物须为原样品中不含组分,b,内标物与待测物保留时间应接近且,R1.5,c,内标物为高纯度标准物质，或含量已知物质,定义：样品中加入一种纯品作为内标物，根据内标物与 待测组分的定量校正因子、质量和峰面积测定待,测组分的含量,第,19,气相色谱法分析,3,内标法：,内标法优点：,进样量不超量时，重复性及操作条件对结果无影响,只需待测组分和内标物出峰，与其他组分是否出峰无关,适合测定微量组分,内标法缺点：,制样要求高；找合适内标物困难；已知校正因子,第,19,气相色谱法分析,4,内标对比法,（已知浓度样品对照法）,配制等量加入内标物的样品溶液和对照品溶液,第,19,气相色谱法分析,4,内标对比法,内标对比法特点：,不需要校正因子,进样量对结果影响不大,例题：,P507,例,19-1,第,19,气相色谱法分析,比较,