第十章 气相色谱法
Gas Chromatography
10.1 色谱法 （ 气相,液相 ） 简介
10.1.1 原理不同的物质在由两相 — 固定相和流动相构成的体系中，具有不同的分配系数。当两相做相对运动时，这些物质也随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配。 分配系数上有微小差别的物质在移动速度上产生差别，从而使各组份达到分离。
流动相方向达到暂时平衡达到新的暂时平衡
10.1.2 分类
按流动相物态分,气相色谱,液相色谱
按系统特征分,柱色谱,薄层色谱,纸色谱
按分离原理分,吸附色谱,分配色谱,
离子交换色谱,凝胶色谱
10.1.3 术语
t0：死时间溶剂或载气通过相颗粒间所剩留的空间、管路空间的总和的时间
tR：保留时间进样到出峰极大点所需时间
tR ’,调整保留时间组份在固定相中停留的总时间 tR ’＝ tR-t0
k’：容量因子
（平衡时）固定相中的量 /流动相中的量 k’＝ tR ’/ t0
W1/2,半峰宽 峰高值的 1/2处所对应的峰宽
N：理论塔板数
N为分离效率的指标 。 将色谱柱视为一个精馏塔,假设在每一块塔板上,溶质在两相中很快达到平衡,然后随流动相从一个塔板向另一个塔板转移 。
N有效 =5.54(tR’/w1/2)2 （ 块 /柱 ）
：分离因子?＝ k2’/ k1’
须大于 1才有分离
Rs：分离度
Rs?1.5基本分离总的来说,N表现为峰形,?表现为两峰距离,k’表现为出峰快慢 。
Nk k )1' '( 41Rs
2
2
N
k
k )
1'
')((
4
1Rs
1
1
)(2/1
Rs
12
12
ww
RR
tt
tt
选择性差，柱效高选择性好，柱效低选择性和柱效均好
10.2 气相色谱的分类及特点以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱以柱的形式分类：
填充柱色谱
开管柱色谱 （ 毛细管色谱 ）
填充毛细管色谱以分离机制分类：
气液色谱 （ 液体涂于担体表面 ）
气固色谱（固体吸附剂、分子筛等）
特点：
高分离效能,几十万理论塔板数
高选择性,可分离异构体,同位素
高灵敏度,10-12--10-14g可检出
分析速度快,几分钟至几十分钟
应用范围广：气体,易挥发的液体和固体
10.3 气相色谱仪气相色谱仪结构图载气源 减压净化 进样 色谱柱 检测器
10.3.1 载气源,N2,H2,He,Ar
10.3.2 减压阀、净化剂
10.3.3 进样系统：六通阀、气化室
10.3.4 分离柱
A 柱材料：金属或玻璃管,毛细管
B 固定相
担体：硅藻土,玻璃球,氟塑料担体应具备的特点：多孔,比表面积大,化学惰性,热稳定性,有一定的机械强度
固定液：有机化合物
B 固定相
固定液：有机化合物固定液应具备的特点,高沸点,热稳定性,化学稳定,低凝固点和粘度,对分离组份有一定的溶解能力固定液的种类,常用：苯基甲基聚硅氧烷,聚乙二醇 2000等固定液的选择,相似相溶,考虑极性,酸碱性,
氢键作用
吸附剂,活性炭和分子筛,氧化铝,硅胶,等
合成固定相,高分子多孔微球、既是担体又起固定液作用
10.3.5 检测器
a,热导检测器 （ TCD）,惠斯顿电桥测电导值的变化
b,氢火焰检测器 （ FID）,色谱柱流出物在氢焰中燃烧形成离子,电场作用下离子流动,检测离子流 。
c,电子俘获检测器 （ ECD）,X,O,S,P等电负性的物质捕获载气被电离后形成的离子 。
d,火焰光度 （ FPD） 或称硫磷检测器,S,P的有机物燃烧发出特征光波 S,394nm,P,526nm
电源
TCD原理图检测
10.4 定性定量分析
10.4.1 定性分析
A,保留时间的比较,标准加入法
B,GC与特效检测器联用
10.4.2 定量分析
A,外标法即工作曲线法,峰高或峰面积对浓度作图
B,内标法,通过测量内标物及被测组分的峰面积的相对值来计算
C,归一化法,设试样中各组分总和为 100%,计算各组分占总和的百分率 。 前提是所有组分都要出峰
%1 0 0)(%
1
n
i
i AiAim
)()( A is C xA x C isR R F?
10.5 实验技术
A,气路系统的气密性
B,载气的净化,活性炭去除有机烃,硅胶去除水,
分子筛去除氧
C,色谱柱的选择,柱长,内径,载体,固定液
D,载气及其流速的选择
E,柱温的选择,恒温或程序升温
Gas Chromatography
10.1 色谱法 （ 气相,液相 ） 简介
10.1.1 原理不同的物质在由两相 — 固定相和流动相构成的体系中，具有不同的分配系数。当两相做相对运动时，这些物质也随流动相一起运动，并在两相间进行反复多次的分配。 分配系数上有微小差别的物质在移动速度上产生差别，从而使各组份达到分离。
流动相方向达到暂时平衡达到新的暂时平衡
10.1.2 分类
按流动相物态分,气相色谱,液相色谱
按系统特征分,柱色谱,薄层色谱,纸色谱
按分离原理分,吸附色谱,分配色谱,
离子交换色谱,凝胶色谱
10.1.3 术语
t0：死时间溶剂或载气通过相颗粒间所剩留的空间、管路空间的总和的时间
tR：保留时间进样到出峰极大点所需时间
tR ’,调整保留时间组份在固定相中停留的总时间 tR ’＝ tR-t0
k’：容量因子
（平衡时）固定相中的量 /流动相中的量 k’＝ tR ’/ t0
W1/2,半峰宽 峰高值的 1/2处所对应的峰宽
N：理论塔板数
N为分离效率的指标 。 将色谱柱视为一个精馏塔,假设在每一块塔板上,溶质在两相中很快达到平衡,然后随流动相从一个塔板向另一个塔板转移 。
N有效 =5.54(tR’/w1/2)2 （ 块 /柱 ）
：分离因子?＝ k2’/ k1’
须大于 1才有分离
Rs：分离度
Rs?1.5基本分离总的来说,N表现为峰形,?表现为两峰距离,k’表现为出峰快慢 。
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选择性差，柱效高选择性好，柱效低选择性和柱效均好
10.2 气相色谱的分类及特点以气体作为流动相的色谱法称为气相色谱以柱的形式分类：
填充柱色谱
开管柱色谱 （ 毛细管色谱 ）
填充毛细管色谱以分离机制分类：
气液色谱 （ 液体涂于担体表面 ）
气固色谱（固体吸附剂、分子筛等）
特点：
高分离效能,几十万理论塔板数
高选择性,可分离异构体,同位素
高灵敏度,10-12--10-14g可检出
分析速度快,几分钟至几十分钟
应用范围广：气体,易挥发的液体和固体
10.3 气相色谱仪气相色谱仪结构图载气源 减压净化 进样 色谱柱 检测器
10.3.1 载气源,N2,H2,He,Ar
10.3.2 减压阀、净化剂
10.3.3 进样系统：六通阀、气化室
10.3.4 分离柱
A 柱材料：金属或玻璃管,毛细管
B 固定相
担体：硅藻土,玻璃球,氟塑料担体应具备的特点：多孔,比表面积大,化学惰性,热稳定性,有一定的机械强度
固定液：有机化合物
B 固定相
固定液：有机化合物固定液应具备的特点,高沸点,热稳定性,化学稳定,低凝固点和粘度,对分离组份有一定的溶解能力固定液的种类,常用：苯基甲基聚硅氧烷,聚乙二醇 2000等固定液的选择,相似相溶,考虑极性,酸碱性,
氢键作用
吸附剂,活性炭和分子筛,氧化铝,硅胶,等
合成固定相,高分子多孔微球、既是担体又起固定液作用
10.3.5 检测器
a,热导检测器 （ TCD）,惠斯顿电桥测电导值的变化
b,氢火焰检测器 （ FID）,色谱柱流出物在氢焰中燃烧形成离子,电场作用下离子流动,检测离子流 。
c,电子俘获检测器 （ ECD）,X,O,S,P等电负性的物质捕获载气被电离后形成的离子 。
d,火焰光度 （ FPD） 或称硫磷检测器,S,P的有机物燃烧发出特征光波 S,394nm,P,526nm
电源
TCD原理图检测
10.4 定性定量分析
10.4.1 定性分析
A,保留时间的比较,标准加入法
B,GC与特效检测器联用
10.4.2 定量分析
A,外标法即工作曲线法,峰高或峰面积对浓度作图
B,内标法,通过测量内标物及被测组分的峰面积的相对值来计算
C,归一化法,设试样中各组分总和为 100%,计算各组分占总和的百分率 。 前提是所有组分都要出峰
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10.5 实验技术
A,气路系统的气密性
B,载气的净化,活性炭去除有机烃,硅胶去除水,
分子筛去除氧
C,色谱柱的选择,柱长,内径,载体,固定液
D,载气及其流速的选择
E,柱温的选择,恒温或程序升温
