仪器分析 第2章 气相色谱分析.ppt

第二 章 色谱理论基础与气相色谱法 茨维特实验 2.1.1 色谱法概述 2.1.2 色谱法的分离原则 2.色谱法分类 (2)液相色谱 (3)其他色谱方法 2.1.3 气相色谱仪及结构流程 2. 气相色谱结构流程 2.保留值 （2）用体积表示的保留值 死体积Vm：指色谱柱中未被固定相所占据的空隙体积，即色谱柱的流动相体积（包括色谱仪中的管路、连接头的空间、以及进样器和检测器的空间） 保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时所消耗的流动相的体积 VR = tR ×qv，0 调整保留体积VR＇：保留体积与死体积之差，即组分停留在固定相时所消耗流动相的体积 利用色谱流出曲线可以解决以下问题： 2.2.1 基本原理 色谱柱： 填充柱 — 内装有固定相，通常为用金属或玻璃制成的内径2-6mm，长0.5-10m的U形或螺旋形管子 毛细管柱 — 将固定液均匀地涂覆在毛细管的内壁 气固色谱的固定相：多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相：由担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 1. 分配系数（ partition coefficient） K 分配系数 K 的讨论 2.分配比 （partition radio）k 3. 容量因子与分配系数的关系 色谱理论需要解决的问题？ （一）塔板理论的四个基本假设 1．在柱内一小段高度内组分分配瞬间达平衡 （H→理论塔板高度） 2．载气非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱每次进气一个塔板体积△V 3．样品和载气均加在第0号塔板上，且忽略样品沿柱方向的纵向扩散 4．分配系数在各塔板上是常数 （二）色谱峰的正态分布（n50） 近似于正态分布 有效塔板数和有效塔板高度 （三）.塔板理论的优缺点 存在问题: 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 A─涡流扩散项 B/u —分子扩散项 C ·u —传质阻力项 3. 速率理论的要点 2.3.1 分离度 两组分怎样才算达到完全分离？ 1.两组分的色谱峰之间的距离必须相差足够大（△K足够大） 2.峰必须窄（柱效高） 分离度 R — 色谱柱分离效能的指标 对于难分离相邻两组分：令Y2=Y1=Y、k1≈ k2=k 引入相对保留值和塔板数，可导出色谱分离基本方程式： 2.5.1 色谱定性鉴定方法 2.利用文献保留值定性 3.保留指数 保留指数计算方法 4.与其他分析仪器联用的定性方法 2.5.2 色谱定量分析方法 一 色谱定量分析依据 1、峰高乘半峰宽法 2、峰高乘平均峰宽法 3、峰高乘保留值法 4、电子积分法 2. 定量校正因子 3.常用的几种定量方法 （1）归一化法 （2）内标法 内标法计算式： 内标法特点： （3）外标法 2.6.1毛细管气相色谱一、 毛细管色谱的特点 2. 毛细管色谱柱的结构特点 3. 毛细管色谱具有以下优点 二、结构流程 思考题 1.若在1m长的色谱柱上测得分离度为0.68,要使它完全分离，则柱长至少应为多少米？ 2.在2m长的色谱柱上，测得某组分保留时间（tR）6.6min，峰底宽（Y）0.5min，死时间（tm）1.2min，柱出口用皂膜流量计测得载气体积流速（Fc）40ml/min,固定相（Vs）2.1mL,求：（1） 分配容量k ； （2） 死体积Vm（3） 调整保留时间tR’ ；（4） 分配系数K（5） 有效塔板数neff （6） 有效塔板高度Heff? 1. 峰面积的测量 绝对校正因子： 相对校正因子f i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对摩尔校正因子，用fM ′表示 i 将一定量的纯物质作为内标物加入到准确称取的试样中，根据被测物和内标物的质量及相应的峰面积比，求出某组分含量 Sample Standard s i 内标物要满足以下要求： （a）试样中不含有该物质； （b）与被测组分性质比较接近； （c）不与试样发生化学反应； （d）出峰位置应位于被测组分附近。 s i s i (a) 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。 (b) 每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。 例: 测定二甲苯氧化母液中乙苯和二甲苯含量，采用内标法。称取试样