儀器分析教學(xué)課件_第十六章氣相色譜法

1、第十六章第十六章 氣相色譜法氣相色譜法Chapter 16 Gas Chromatography ( GC) 16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)鋼瓶He,N2載氣控制數(shù)據(jù)處理進樣口色譜柱色譜柱檢測器溫度控制區(qū)氣相色譜主機氣相色譜主機16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀作用：作用：常用載氣：常用載氣：要求：要求：16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀二、載氣系統(tǒng)二、載氣系統(tǒng)推動組分在柱中運行的動力推動組分在柱中運行的動力; ;氫氣、氮氣、氦氣、氬氣。氫氣、氮氣、氦氣、氬氣。凈化純度達凈化純度達99.999%99.999%（毛細管柱）（毛細管柱）

2、, ,流量控制。流量控制。參數(shù)設(shè)置：參數(shù)設(shè)置：1.1.載氣選擇載氣選擇2.2.載氣流速載氣流速：16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀塔板高度最小時對應(yīng)最佳流速。塔板高度最小時對應(yīng)最佳流速。一般實驗測定。一般實驗測定。載氣流速較小時選擇氮氣，載氣流速較小時選擇氮氣，載氣流速較大時選擇氫氣或氦氣，載氣流速較大時選擇氫氣或氦氣，同時考慮對檢測器的適應(yīng)性。同時考慮對檢測器的適應(yīng)性。作用：作用：要求：要求：16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀三、進樣系統(tǒng)三、進樣系統(tǒng)將樣品瞬間氣化為蒸汽并引入色將樣品瞬間氣化為蒸汽并引入色譜柱譜柱; ;進樣量（毛細管柱一般允許進樣量進樣量（毛細管柱一般允許進樣量為

3、為1010-3-3 1010-2-2uL),uL),進樣時間小于進樣時間小于1s1s。參數(shù)設(shè)置：參數(shù)設(shè)置： 1.1.進樣口溫度進樣口溫度 2.2.進樣量進樣量16-1 16-1 氣相色譜儀氣相色譜儀三、進樣系統(tǒng)三、進樣系統(tǒng)1.1.色譜柱分類：色譜柱分類：（如活性炭（如活性炭, ,氧化鋁氧化鋁, ,分子篩分子篩, , 硅膠等，主硅膠等，主要用于氣體和一些低沸點物質(zhì)的分析）要用于氣體和一些低沸點物質(zhì)的分析） 填充色譜柱填充色譜柱毛細管色譜柱毛細管色譜柱（由載體和固定液組成）（由載體和固定液組成）四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng)2.2.固定液要求固定液要求對試樣各組分有適當(dāng)?shù)娜芙饽芰υ嚇痈鹘M分有適當(dāng)?shù)娜芙?/p>

4、能力, ,選擇選擇 性好性好; ;揮發(fā)性小，熱穩(wěn)定性好揮發(fā)性小，熱穩(wěn)定性好; ;化學(xué)穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好。四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng)烴類烴類硅氧烷類硅氧烷類 醇類醇類和醚類和醚類 酯類和聚酯酯類和聚酯腈和腈醚等腈和腈醚等3 3、固定液的分類、固定液的分類弱極性弱極性弱極性到強極性弱極性到強極性強極性強極性中強極性中強極性強極性強極性甲基甲基聚聚硅氧烷類固定相結(jié)構(gòu)硅氧烷類固定相結(jié)構(gòu)SiO SiO SiOSiRRRRCH3CH3H3CCH3CH3CH3nCH3CH2CH2CH2CNCH2CH2CF3R =methyl( (甲甲基基) )cyanopropyl( (腈腈丙丙基基) )trifluor

5、opropylphenyl ( (苯苯基基) )( (三三氟氟丙丙基基) )四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng) 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 硅氧烷類是目前應(yīng)用最廣泛的通用型固硅氧烷類是目前應(yīng)用最廣泛的通用型固定液定液，使用溫度范圍寬，使用溫度范圍寬(50(50350)350)，硅氧，硅氧烷類經(jīng)不同的基團修飾可得到不同極性的固烷類經(jīng)不同的基團修飾可得到不同極性的固定相。定相。3 3、固定液的分類、固定液的分類四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng)聚乙二醇類固定相結(jié)構(gòu)聚乙二醇類固定相結(jié)構(gòu)HO CH2CH2O Hn溫度穩(wěn)定性比聚硅氧烷類差；溫度穩(wěn)定性比聚硅氧烷類差；最高使用溫度低于聚硅氧烷類固定液。最高使用溫度低于聚硅氧

6、烷類固定液。四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng)固定相組成固定相組成J&WSGE 極性極性100% 甲基硅氧烷甲基硅氧烷DB-1BP-1 非極性非極性5% 苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷DB-5BP-5 弱極性弱極性 聚乙二醇聚乙二醇DB-WaxBP-20 強極性強極性50% 苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷DB-17BP-17 中極性中極性 常用固定相常用固定相 非極性試樣選用非極性固定液，組分沸點低非極性試樣選用非極性固定液，組分沸點低的先流出；的先流出；極性試樣選用極性固定液，極性小的先流出極性試樣選用極性固定液，極性小的先流出非極性和極性混合物試樣一般選用極性固定非極性和極性混合物試樣一般選用極

7、性固定液，非極性組分先出；液，非極性組分先出；能形成氫鍵的試樣一般選擇極性大或是氫鍵能形成氫鍵的試樣一般選擇極性大或是氫鍵型的固定液，不易形成氫鍵的先流出。型的固定液，不易形成氫鍵的先流出。4 4、固定液的選擇、固定液的選擇相似相溶原則相似相溶原則舉例一舉例一 分離正已烷和正庚烷分離正已烷和正庚烷 正已烷（正已烷（B.P 68B.P 68），）， 正庚烷（正庚烷（B.P 99B.P 99）。）。0 1 2 3 4 min正已烷正已烷 正庚烷正庚烷4 4、固定液的選擇、固定液的選擇 舉例二舉例二 分離正已烷和已醇分離正已烷和已醇0 1 2 3 4 min正已烷正已烷 已已醇醇4 4、固定液的選擇

8、、固定液的選擇舉例三舉例三 分離環(huán)已烷和苯，用何種柱子？分離環(huán)已烷和苯，用何種柱子？ 環(huán)已烷（環(huán)已烷（B.P 80.1B.P 80.1） 苯（苯（B.P 80.8B.P 80.8）0 1 2 3 4 min環(huán)已烷環(huán)已烷 苯苯4 4、固定液的選擇、固定液的選擇舉例四舉例四 分離甲醇和乙醇，用何種柱子？分離甲醇和乙醇，用何種柱子？ 0 1 2 3 4 min乙醇乙醇 甲醇甲醇4 4、固定液的選擇、固定液的選擇色譜柱廠家、型號色譜柱廠家、型號柱長、柱徑，柱長、柱徑，色譜柱類型色譜柱類型色譜柱溫度：色譜柱溫度：對分離度影響最大對分離度影響最大 5 5、參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置四、分離系統(tǒng)四、分離系統(tǒng)程序升溫

9、：在一個分析周期內(nèi)柱溫程序升溫：在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫做線性或非線性隨時間由低溫向高溫做線性或非線性變化，以達到用最短時間獲得最佳分變化，以達到用最短時間獲得最佳分離的目的。離的目的。適用于沸點范圍很寬的混合物。適用于沸點范圍很寬的混合物。注意：注意：柱溫不能高于色譜柱的最高柱溫不能高于色譜柱的最高使用溫度。使用溫度。 5 5、參數(shù)設(shè)置、參數(shù)設(shè)置 五、氣相色譜檢測器五、氣相色譜檢測器 1.1.利用已知標準物質(zhì)對照定性利用已知標準物質(zhì)對照定性16-5 16-5 氣相色譜法定性和定量分析氣相色譜法定性和定量分析)( )( rr,stitsiABCDCABD16-5 16-5 氣相色

10、譜法定性和定量分析氣相色譜法定性和定量分析雙柱比較法雙柱比較法 1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 標準標準 樣品樣品 DB-1 DB-1 柱柱1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 標準標準樣品樣品 DB-17 DB-17 柱柱 丁酮分析圖譜丁酮分析圖譜 碳數(shù)規(guī)律碳數(shù)規(guī)律： 2.2.用經(jīng)驗規(guī)律和文獻值進行定性分析用經(jīng)驗規(guī)律和文獻值進行定性分析 lg tR= A1n + C1沸點規(guī)律沸點規(guī)律： lg tR=A2T2+C2保留指數(shù)保留指數(shù)： ( (最有價值的文獻定性數(shù)據(jù)最有價值的文獻定性數(shù)據(jù)) )mi = fAi Ai mi = fhi hi2.2

11、.常用的定量方法常用的定量方法外標法外標法歸一化法歸一化法內(nèi)標法內(nèi)標法外標法外標法對進樣量的準確性控制對進樣量的準確性控制要求較高要求較高, ,操作條件變化對結(jié)果準操作條件變化對結(jié)果準確性影響較大確性影響較大, ,操作簡單，適用于大批操作簡單，適用于大批量試樣的快速分析。量試樣的快速分析。歸一化法歸一化法 僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況；操作條件的變動對測定結(jié)果影響不大；操作條件的變動對測定結(jié)果影響不大；歸一化法簡便、準確。歸一化法簡便、準確。 內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法） 內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法） 內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法） 內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法）內(nèi)標法（內(nèi)標標準曲線法） 進樣量進樣量, ,操作條件的變化對結(jié)果沒有操作條件的變化對結(jié)果沒有影響影響, ,因此定量結(jié)果比較準確。因此定量結(jié)果比較準確。 該法適宜于低含量組分的分析，且不該法適宜于低含量組分的分析，且不受歸一法使用上的局限。受歸一法使用上的局限。內(nèi)標法的優(yōu)點：內(nèi)標法的優(yōu)點：氣相色譜法小結(jié)氣相色譜法小結(jié)2.2.哪類固定液在氣相色譜法中最為常用哪類固定液在氣相色譜法中最為常用? ?3.3.氣相色譜