色谱知识 (2)幻灯片.ppt
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1、色谱知识1第1页,共41页,编辑于2022年,星期二 气相色谱是一种物理的分离方法。利用被测物质各组气相色谱是一种物理的分离方法。利用被测物质各组分在不同两相间分配系数(溶解度)的微小差异,当分在不同两相间分配系数(溶解度)的微小差异,当两相作相对运动时,这些物质在两相间进行反复多次两相作相对运动时,这些物质在两相间进行反复多次的分配,使原来只有微小的性质差异产生很大的效果,的分配,使原来只有微小的性质差异产生很大的效果,而使不同组分得到分离。而使不同组分得到分离。1、气相色谱的分离原理、气相色谱的分离原理2第2页,共41页,编辑于2022年,星期二2、气相色谱的特点、气相色谱的特点 气相色谱
2、是色谱中的一种,就是用气体做为流动相的色谱法,在分离分析方面,气相色谱是色谱中的一种,就是用气体做为流动相的色谱法,在分离分析方面,具有如下一些特点:具有如下一些特点:、高灵敏度高灵敏度:可检出:可检出-克的物质,可作超纯气体、高分子单体的痕迹克的物质,可作超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析和空气中微量毒物的分析。量杂质分析和空气中微量毒物的分析。、高选择性高选择性:可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和各种同位:可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和各种同位素。素。、高效能高效能:可把组分复杂的样品分离成单组分。:可把组分复杂的样品分离成单组分。3第3页,共41页,编辑于2022年
3、,星期二 2、气相色谱的特点、气相色谱的特点 、速度快速度快:一般分析、只需几分钟即可完成,有利于指导和控制生产。:一般分析、只需几分钟即可完成,有利于指导和控制生产。、应用范围广应用范围广:即可分析低含量的气、液体,亦可分析高含量的气、:即可分析低含量的气、液体,亦可分析高含量的气、液体,可不受组分含量的限制。液体,可不受组分含量的限制。、所需试样量少所需试样量少:一般气体样用几毫升,液体样用几微升或几十:一般气体样用几毫升,液体样用几微升或几十微升。微升。、设备和、设备和操作比较简单操作比较简单,仪器,仪器价格便宜价格便宜。4第4页,共41页,编辑于2022年,星期二 凡是以气相作为流动相
4、的色谱技术,通称为气相色谱。一般可按以下几凡是以气相作为流动相的色谱技术,通称为气相色谱。一般可按以下几方面分类:方面分类:、按、按固定相聚集态固定相聚集态分类:分类:()气固色谱:固定相是固体吸附剂,()气固色谱:固定相是固体吸附剂,()气液色谱:固定相是涂在担体表面的液体。()气液色谱:固定相是涂在担体表面的液体。3、气相色谱的分类、气相色谱的分类5第5页,共41页,编辑于2022年,星期二、按过程、按过程物理化学原理物理化学原理分类:分类:()吸附色谱:利用固体吸附表面对不同组分物理吸附性能的差异达到分()吸附色谱:利用固体吸附表面对不同组分物理吸附性能的差异达到分离的色谱。离的色谱。(
5、)分配色谱:利用不同的组分在两相中有不同的分配系数以达到分离的()分配色谱:利用不同的组分在两相中有不同的分配系数以达到分离的色谱。色谱。()其它:利用离子交换原理的离子交换色谱:利用胶体的电动效应建立()其它:利用离子交换原理的离子交换色谱:利用胶体的电动效应建立的电色谱;利用温度变化发展而来的热色谱等等。的电色谱;利用温度变化发展而来的热色谱等等。3、气相色谱的分类、气相色谱的分类6第6页,共41页,编辑于2022年,星期二、按、按固定相类型固定相类型分类:分类:()柱色谱:固定相装于色谱柱内,填充柱、空心柱、毛细管柱均属此类。()柱色谱:固定相装于色谱柱内,填充柱、空心柱、毛细管柱均属此
6、类。()纸色谱:以滤纸为载体,()纸色谱:以滤纸为载体,()薄膜色谱:固定相为粉末压成的薄漠。()薄膜色谱:固定相为粉末压成的薄漠。、按、按动力学过程原理动力学过程原理分类:可分为冲洗法,取代法及迎头法三种。分类:可分为冲洗法,取代法及迎头法三种。3、气相色谱的分类、气相色谱的分类7第7页,共41页,编辑于2022年,星期二 气相色谱法简单分析装置流程基本由四个部份组成:气相色谱法简单分析装置流程基本由四个部份组成:、气源部分,、气源部分,、进样装置,、进样装置,、色谱柱,、色谱柱,、检测器和记录器:、检测器和记录器:FID(氢火焰离子化检测器)(氢火焰离子化检测器)ECD(电子捕获检测器)(
7、电子捕获检测器)TCD(热导检测器)(热导检测器)4、气相色谱的分析装置、气相色谱的分析装置8第8页,共41页,编辑于2022年,星期二5、气相色谱基本概念和术语、气相色谱基本概念和术语、相、固定相和流动相相、固定相和流动相:一个体系中的某一均匀部分称为相;在色谱分离过程:一个体系中的某一均匀部分称为相;在色谱分离过程中,固定不动的一相称为固定相;通过或沿着固定相移动的流体称为流动相。中,固定不动的一相称为固定相;通过或沿着固定相移动的流体称为流动相。、色谱峰色谱峰:物质通过色谱柱进到鉴定器后,记录器上出现的一个个曲线称为色:物质通过色谱柱进到鉴定器后,记录器上出现的一个个曲线称为色谱峰。谱峰
8、。、基线基线:在色谱操作条件下,没有被测组分通过鉴定器时,记录器所记录的检测:在色谱操作条件下,没有被测组分通过鉴定器时,记录器所记录的检测器噪声随时间变化图线称为基线。器噪声随时间变化图线称为基线。、峰高与半峰宽峰高与半峰宽:由色谱峰的浓度极大点向时间座标引垂线与基线相交点间的高度称为峰:由色谱峰的浓度极大点向时间座标引垂线与基线相交点间的高度称为峰高,一般以高,一般以h表示。色谱峰高一半处的宽为半峰宽,一般以表示。色谱峰高一半处的宽为半峰宽,一般以 x表示。表示。9第9页,共41页,编辑于2022年,星期二5、气相色谱基本概念和术语、气相色谱基本概念和术语、峰面积峰面积:流出曲线(色谱峰)
9、与基线构成之面积称峰面积,用表示。:流出曲线(色谱峰)与基线构成之面积称峰面积,用表示。、死时间、保留时间及校正保留时间死时间、保留时间及校正保留时间:从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称:从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称为死时间,以为死时间,以td表示。从进样到出现色谱峰最高值所需的时间称保留时间,表示。从进样到出现色谱峰最高值所需的时间称保留时间,以以tr表示。保留时间与死时间之差称校正保留时间。以表示。保留时间与死时间之差称校正保留时间。以d表示。表示。、死体积,保留体积与校正保留体积死体积,保留体积与校正保留体积:死时间与载气平均流速的乘积称为死体积,:死时间与载气平均流速的乘积称
10、为死体积,以以d表示,载气平均流速以表示,载气平均流速以c表示,表示,d=tdxFc。保留时间与载气平均流。保留时间与载气平均流速的乘积称保留体积,以速的乘积称保留体积,以r表示,表示,r=trxFc。10第10页,共41页,编辑于2022年,星期二5、气相色谱基本概念和术语、气相色谱基本概念和术语、保留值与相对保留值保留值与相对保留值:保留值是表示试样中各组分在色谱柱中的停留时间的数:保留值是表示试样中各组分在色谱柱中的停留时间的数值,通常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。以一种物质作值,通常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。以一种物质作为标准,而求出其他物质的保
11、留值对此标准物的比值,称为相对保留值。为标准,而求出其他物质的保留值对此标准物的比值,称为相对保留值。、仪器噪音仪器噪音:基线的不稳定程度称噪音。:基线的不稳定程度称噪音。10、基流基流:氢焰色谱,在没有进样时,仪器本身存在的基始电流(底电流),简称:氢焰色谱,在没有进样时,仪器本身存在的基始电流(底电流),简称基流基流。11第11页,共41页,编辑于2022年,星期二6、气相色谱的载气、气相色谱的载气1、作为气相色谱载气的气体,要求要化学稳定性好;纯度高;价格便、作为气相色谱载气的气体,要求要化学稳定性好;纯度高;价格便宜并易取得;能适合于所用的检测器。宜并易取得;能适合于所用的检测器。2、
12、常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。、常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。12第12页,共41页,编辑于2022年,星期二7、载气的净化、载气的净化1.所谓净化:就是除去载气中的一些有机物、微量氧、水分等杂质,以所谓净化:就是除去载气中的一些有机物、微量氧、水分等杂质,以提高载气的纯度。提高载气的纯度。2.不纯净的气体作载气,可导致柱失效,样品变化,氢焰色谱可导致基不纯净的气体作载气,可导致柱失效,样品变化,氢焰色谱可导致基流噪音增大,热导色谱可导致鉴定器线性变劣等,所以载气必须经过流噪音增大,热导色谱可导致鉴定器线性变劣等,所以载气必须经过净化。净化。3.一般
13、均采用化学处理的方法除氧,如用活性铜除氧;采用分子一般均采用化学处理的方法除氧,如用活性铜除氧;采用分子筛、活性碳等吸附剂除有机杂质;采用矽胶,分子筛等吸附剂筛、活性碳等吸附剂除有机杂质;采用矽胶,分子筛等吸附剂除水分。除水分。13第13页,共41页,编辑于2022年,星期二 8、试样的进样方法、试样的进样方法色谱分离要求在最短的时间内,以色谱分离要求在最短的时间内,以“塞子塞子”形式打进一定量的试样,进样方形式打进一定量的试样,进样方法可分为:法可分为:、气体试样气体试样:大致进样方法有四种:大致进样方法有四种:()注射器进样,()量管进样,()定体积进样,()气体自()注射器进样,()量管
14、进样,()定体积进样,()气体自动进样。动进样。一般常用注射器进样及气体自动进样。注射器进样的优点是使用灵活,方一般常用注射器进样及气体自动进样。注射器进样的优点是使用灵活,方法简便,但进样量重复性较差。法简便,但进样量重复性较差。气体自动进样气体自动进样是用定量阀进样,重复性好,是用定量阀进样,重复性好,且可自动操作。且可自动操作。、液体试样液体试样:一般用微量注射器进样,方法简便,进样迅速。也可采用定量自动进样,:一般用微量注射器进样,方法简便,进样迅速。也可采用定量自动进样,此法进行重复性良好。此法进行重复性良好。、固体试样固体试样:通常用溶剂将试样溶解,然后采用和液体进样同样方法进样。
15、:通常用溶剂将试样溶解,然后采用和液体进样同样方法进样。也有用固体进样器进样的。也有用固体进样器进样的。14第14页,共41页,编辑于2022年,星期二9、气相色谱的影响因素、气相色谱的影响因素 、柱柱长长,柱柱内内径径:一一般般讲讲,柱柱管管增增长长,可可改改善善分分离离能能力力,短短则则组组分分馏馏出出的的快快些些;柱柱内内径径小小分分离离效效果果好好,柱柱内内径径大大处处理理量量大大,但但柱柱内内径径过过大大,将将导导致致担担体体不不能能均均匀匀地地分分布布在在色色谱谱柱柱中中。分分析析用用柱柱管管一一般般内内径径为为毫毫米米,柱柱长长为米。为米。15第15页,共41页,编辑于2022年
16、,星期二 、柱温柱温:是一个重要的操作变数,直接影响分离效能和分析速度。选择柱:是一个重要的操作变数,直接影响分离效能和分析速度。选择柱温的根据是混合物的沸点范围,固定液的配比和鉴定器的灵敏度。提高柱温温的根据是混合物的沸点范围,固定液的配比和鉴定器的灵敏度。提高柱温可缩短分析时间;降低柱温可使色谱柱选择性增大,有利于组分的分离和色可缩短分析时间;降低柱温可使色谱柱选择性增大,有利于组分的分离和色谱柱稳定性提高,柱寿命延长。一般采用等于或高于数十度于样品的平均沸谱柱稳定性提高,柱寿命延长。一般采用等于或高于数十度于样品的平均沸点的柱温为较合适,对易挥发样用低柱温,不易挥发的样品采用高柱温。点的
17、柱温为较合适,对易挥发样用低柱温,不易挥发的样品采用高柱温。9、气相色谱的影响因素、气相色谱的影响因素16第16页,共41页,编辑于2022年,星期二 、载气流速载气流速:载气流速是决定色谱分离的重要原因之一。一般讲流速高色谱峰狭,:载气流速是决定色谱分离的重要原因之一。一般讲流速高色谱峰狭,反之则宽些,但流速过高或过低对分离都有不利的影响。流速要求要平稳,常用的流反之则宽些,但流速过高或过低对分离都有不利的影响。流速要求要平稳,常用的流速范围每分钟在亳升之间速范围每分钟在亳升之间。9、气相色谱的影响因素、气相色谱的影响因素17第17页,共41页,编辑于2022年,星期二 、固定相固定相:固定
18、相是由固体吸附剂或涂有固定液的担体构成。:固定相是由固体吸附剂或涂有固定液的担体构成。()固体吸附剂或担体粗细:一般采用目、目、()固体吸附剂或担体粗细:一般采用目、目、目。当用同等长度的柱子,颗粒细的分离效率就要比粗的好些。目。当用同等长度的柱子,颗粒细的分离效率就要比粗的好些。()固定液含量:固定液含量对分离效率的影响很大,它与担体的重量比一般()固定液含量:固定液含量对分离效率的影响很大,它与担体的重量比一般用。比例过大有损于分离,比例过小会使色谱峰拖尾。用。比例过大有损于分离,比例过小会使色谱峰拖尾。9、气相色谱的影响因素、气相色谱的影响因素18第18页,共41页,编辑于2022年,星
19、期二9、气相色谱的影响因素、气相色谱的影响因素、进样进样:一般讲进样快,进样量:一般讲进样快,进样量小小,进样温度高其分离效果,进样温度高其分离效果好好。对进液体样,。对进液体样,速度要速度要快快,汽化温度要高于样品中高沸点组分的沸点值,一次汽化,保证色谱,汽化温度要高于样品中高沸点组分的沸点值,一次汽化,保证色谱峰形不致展宽、使柱效高。当进样量在一定限度时,色谱峰的半峰宽是不变的。峰形不致展宽、使柱效高。当进样量在一定限度时,色谱峰的半峰宽是不变的。若进样量过多就会造成色谱柱超载。一般讲柱长增加四倍,样品的许可量增加一若进样量过多就会造成色谱柱超载。一般讲柱长增加四倍,样品的许可量增加一倍。
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