倪坤仪-分析化学（二）气相色谱A.ppt

第十二章 气相色谱法 第一节 概述 气相色谱法：以气体为流动相的柱色谱分离技术 二、气相色谱仪的组成 顶空进样法使待测物挥发后进样，可免去样品萃取、浓集等步骤，还可避免供试品种非挥发组分对柱色谱的污染，但要求待测物具有足够的挥发性 对于液体、固体或液固混合物的样品分析,在常温或较高温度有一定蒸汽分压的挥发性组分，食用植物油中残留溶剂（GB5009,37-85），聚氯乙烯树脂及其成型品中氯乙烯单体（GB4615-84,GB5009,67-85），水中有机物污染物如苯系物、烷烃、醇、酯及挥发性氯代烃（GB5750-85）,粮食中农药熏蒸剂、水果、饮料、蔬菜、化妆品、土壤、农作物、包装材料等气味及挥发性有机物的分析，以及各种样品挥发性有机物污染分析问题。均可采用本装置完成分析检测。? 一套进口的顶空进样要拾多万元 ，国产的要五万左右。 续前 三、气相色谱法的特点和应用 “三高” “一快” “一广” 高选择性、高柱效、高灵敏度 分析速度快 应用范围广 第二节 气相色谱法的基本原理 理论基础 一、基本概念 二、等温线 三、塔板理论（平衡理论） 四、速率理论 一、基本概念 (略，同概论) 空气峰测死时间 二、塔板理论（略，同概论） 三、速率理论 P445 （一）塔板理论优缺点 （二）Van Deemteer 方程式 （一）塔板理论优缺点 成功处： 解释了色谱流出曲线的形状和浓度极大值对应的tR 阐明了保留值与K的关系 评价柱效（n，σ） 存在问题:(无法解释不同流速柱效不同,没有解释影响柱效的因素) 1）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 2）只定性给出塔板高度的概念，却无法解释板高的 影响因素 3）排除了一个重要参数——流动相的线速度u， 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 （二）Van Deemteer 方程式 吸收了塔板理论的有效成果——H， 并从动力学角度较好地解释了影响柱效的因素 1. 涡流扩散项（多径扩散项）：A 产生原因：载气携样品进柱，遇到来自固定相颗粒 的阻力→路径不同→涡流扩散 next 影响因素：固体颗粒越小，填充越实，A项越小 图示 back 2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u 产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差 影响因素： 续前 注：为降低纵向扩散，宜选用分子量较大的载气、 控制较高线速度和较低的柱温 选择载气原则：兼顾分析时间和减小纵向扩散 u 较小时，选M较大的N2气（粘度大） u 较大时，选M较小的H2气，He气（粘度小） 3. 传质阻抗项：C·u P447 产生原因：样品在气液两相分配，样品未及溶解就 被带走，从而造成峰扩张 影响因素： 续前 讨论： 注：固定液应完全覆盖载体表面，不可以太薄， 否则柱子寿命短，k太小； T不可以超过固定液最佳使用温度 流速与柱效的关系 * * 一、GC分类 1. 按固定相分 气-固色谱吸附 气-液色谱分配 2. 按分离原理分 吸附色谱 分配色谱 3. 按柱子粗细分 填充柱色谱 Ф 4~6mm*L2~4m 毛细管柱色谱Ф 0.1~0.5mm*25~50m 载气→减压→净化→稳压→ →色谱柱→检测器→记录仪 进样 载气系统 进样系统 分离系统 检测系统 记录系统 分流进样 顶空进样 程序升温 占有机物20% 适于分析气体、易挥发的液体及固体 不适合分析不易气化或不稳定性物质 样品的衍生化使应用范围进一步扩大 热力学理论：塔板理论——平衡理论 基础 动力学理论：速率理论——Vander方程 (热力学角度简单解释色谱分离过程) 涡流扩散项 纵向扩散项 传质阻抗项 荷兰人,1956年提出著名的色