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,*,*,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,*,*,2024/11/17,第四章 气相色谱法,第一节,色谱法概述,一、色谱法的特点、分类和作用,characteristic,classification,actuation of chromatograph,二、气相色谱分离过程,separation process of gas chromatograph,generalization of chromatograph analysis,2023/10/7第四章 气相色谱法第一节 一、色谱法的,2024/11/17,一、色谱法特点、分类和作用,1.概述,俄国植物学家茨维特在1906年使用碳酸钙填充竖立的玻璃管，以石油醚洗脱植物色素的提取液。,2023/10/7一、色谱法特点、分类和作用 1.概述,2024/11/17,色谱法是一种分离技术，,其中的一相固定不动，称,固定相；,另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为,流动相；,试样混合物的分离过程是在,色谱分离柱,中进行的。,色谱法是混合物最有效的分离、分析方法。,2023/10/7 色谱法是一种分离技术，色谱法是混合物,2024/11/17,色谱法的基础,固定相,流动相组分,产生相互作用,各组分被固定相保留的时间不同,组分按一定次序流出色谱柱,由于各组分性质和结构上的差异，与固定相产生的作用力大小不同,与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。,两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础,2023/10/7色谱法的基础固定相流动相组分产生相互作用,2024/11/17,2.色谱法分类,按流动相分类,（1）气相色谱（,GC,）,：,流动相为气体（载气）,气相色谱（,GC,）,气固色谱,气液色谱,填充柱色谱,毛细管柱色谱,按分离柱分,按固定相分,常规色谱,裂解色谱,顶空色谱,按进样方式分,2023/10/72.色谱法分类 按流,2024/11/17,（,2,）液相色谱（,LC,）,：,流动相为液体（载液,或洗脱液,）,液相色谱（,LC,）,液固色谱,液液色谱,吸附色谱,分配色谱,按分离机理分,按固定相分,离子交换色谱,凝胶色谱,2023/10/7（2）液相色谱（LC）：流动相为液体（载,2024/11/17,按照固定相的使用形式分类,色谱法又分为,柱色谱,、,薄层色谱,和,纸色谱,，后者是比较简单的色谱方法。,其它色谱法：,超临界色谱、高效毛细管电泳,:,2023/10/7按照固定相的使用形式分类色谱法又分为,2024/11/17,3.色谱法的特点,（1）分离效率高，,复杂混合物、同系物、异构体,。,（2）灵敏度高，,可检出,g/g,甚至,ng/g,级的物质。,（3）分析速度快，,几或几十分钟内可完成一个试样中多个组分的分析。,（4）应用范围广,GC,：,沸点低于4,50,，热稳定性好，分子量,400,以内的物质，原则上都可采用,GC,分析。,HPLC,：,高沸点、热不稳定、生物试样的分析。,（,5,）,不足之处：,组分的定性较为困难。,2023/10/73.色谱法的特点（1）分离效率高，复杂混合,2024/11/17,二、色谱分离过程,填充柱色谱：气固色谱和气液色谱，两者的分离机理不同。,气固（液固）色谱的固定相是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。,2023/10/7二、色谱分离过程 填充柱色谱,2024/11/17,气固色谱的分离过程：,吸附与脱附的不断重复过程；,气液(液液,),色谱的固定相是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。,气液色谱的分离过程：,气液两相间反复多次溶解,-,挥发的分配过程。,2023/10/7气固色谱的分离过程：,2024/11/17,组分随着载气流动，被固定相,溶解,或,吸附,，又从固定相中,挥发,或,脱附,，反复进行，此过程称,分配过程,。,1.气相色谱分离过程,2023/10/7 组分随着载气流动，被固定相溶解或吸,2024/11/17,2.分配系数（,partion factor,）,K,在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：,g/mL）,比，称为分配系数，用,K,表示，即：,一定,T,下，组分的出峰快慢决定于,K,大小。,试样中的各组分具有不同的,K,是分离的基础。,2023/10/72.分配系数（partion fact,2024/11/17,分配系数,K,的讨论,一定温度，组分的分配系数,K,越大，出峰越慢；,K,=0,时，不被固定相保留，最先流出。,试样一定时，,K,主要取决于固定相性质；,每个组份在各种固定相上的分配系数,K,不同；,选择适宜的固定相可改善分离效果；,2023/10/7分配系数 K 的讨论一定温度，组分的分配,2024/11/17,3.分配比（,partion radio）k,在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是指，在一定温度、压力下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：,分配比：也称容量因子(,capacity factor)；,容量比(,capacity factor)；,2023/10/73.分配比（partion radio）,2024/11/17,4.分配比与分配系数的关系,式中：,为相比，填充柱相比：635；,毛细管柱的相比：501500。,V,M,流动相体积，柱内固定相颗粒间的空隙体积；,V,S,固定相体积，对不同类型色谱柱，,V,S,的含义不同；,气-液色谱柱：,V,S,为固定液体积；,气-固色谱柱：,V,S,为吸附剂表面容量,。,2023/10/74.分配比与分配系数的关系 式中,2024/11/17,1.,K,与,k,都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。,2.,K,只决定两相的性质，与相比,无关，而,k,与两相的性质，还与,有关，即,k,随固定相的量而改变。,分配系数与分配比的影响因素：,3.,K,与,k,都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，但,k,是衡量色谱柱对组分保留能力的重要参数，,k,值越大，,t,R,越大。,4.,分配比可以由实验测得。,基本保留方程为,t,R,=t,M,(1+k),（,保留特性决定,k,）。,2023/10/71.K与k都是与组分及固定相的热力学性,2024/11/17,三、色谱流出曲线与术语,1.,色谱流出曲线,：,组分经柱分离后，随载气流出色谱柱，经检测器转换成电讯号，然后用记录仪将组分的浓度变化记录下来，即得到一条曲线，,这种以流出时间为横坐标，以浓度变化为纵坐标的曲线称色谱流出曲线,色谱图。,2023/10/7三、色谱流出曲线与术语1.色谱流出曲线：组,2024/11/17,2.,基线,无试样通过检测器时，检测到的信号为基线,。,3.,保留值,（1）时间表示的保留值,保留时间,(,t,R,)：,组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间；,死时间,(,t,M,):,不与固定相作用的气体,(,如空气,),的保留时间；,调整保留时间,(,t,R,)：,扣除死时间后的保留时间，即,t,R,=t,R,t,M,2023/10/72.基线 3.保留值 死时间(tM,2024/11/17,（2）用体积表示的保留值,保留体积（,V,R,）：,V,R,=,t,R,F,0,F,0,为柱出口处的载气流量，单位：,m L /min。,死体积（,V,M,）：,V,M,=,t,M,F,0,调整保留体积(,V,R,)：,V,R,=,V,R,V,M,2023/10/7（2）用体积表示的保留值 保,2024/11/17,4,.,相对保留值,r,21,组分2与组分1调整保留值之比：,r,21,=,t,R,2,/,t,R,1,=,V,R,2,/,V,R,1,相对保留值只与,柱温和固定相性质有关，,与其他色谱操作条件（,柱长，填充情况及流速）,无关，,它表示了固定相对这两种组分的选择性。,r,21,值越大，两组分,t,R,相差越大，分离越好。,r,21,=1,时，,两组分不能分离，,r,21,亦可用,表示。,2023/10/74.相对保留值r21 组分,2024/11/17,5,.区域宽度,（1）,标准偏差(,),：,即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。,（,2）,半峰宽(,Y,1/2,)：,色谱峰高一半处的宽度。,Y,1/2,=2.354,（3）,峰底宽(,W,b)：,流出曲线拐点切线在基线上的截距。,W,b,=4,用来衡量色谱峰宽度的参数，,它可直接反映了分离条件的好坏，常有三种表示方法：,峰高,h,半峰宽(,Y,1/2,),标准偏差(,),峰底宽(,W,b),0.607h,2023/10/75.区域宽度（1）标准偏差()：即0.,2024/11/17,利用流出曲线可能解决如下问题,利用保留值可定性；,利用峰面积，峰高可定量；,根据区域宽度，判断分离情况,2023/10/7利用流出曲线可能解决如下问题利用保留值可定,