氣相色譜法蚊香液PPT課件

1、色譜法分離原理 色譜法是一種分離方法，它利用被分離的諸物質(zhì)在互不相溶互不相溶的兩相中分配系數(shù)的微小差異進(jìn)行分離。當(dāng)兩相作相對移動相對移動時，使被測物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行反復(fù)反復(fù)多次分配多次分配，使原來微小的差異累加產(chǎn)生了很大的效果，形成差速遷移差速遷移，使各組分在柱內(nèi)移動的同時逐漸分離，以達(dá)到分離、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。第1頁/共52頁色譜法的特點(diǎn)1分離效率高：可在很短的時間內(nèi)分離多達(dá)二、三百個組分的復(fù)雜物質(zhì)，柱效能可達(dá)106的理論板。2檢測能力強(qiáng)：可以檢測出10-1110-15克級的痕量組分，能滿足環(huán)境檢測、農(nóng)藥殘留等大量日常檢測分析的需要。3樣品用量少：樣品用量一般為微升級，少的可

2、達(dá)納克級。4適用范圍廣：幾乎所有與化學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域都有其用武之地。第2頁/共52頁氣相色譜多用高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物涂漬在惰性載體上作為固定相，一般只要在450以下有1.5KPa-10KPa的蒸汽壓且熱穩(wěn)定性好的有機(jī)及無機(jī)化合物都可用氣液色譜分離。由于在氣液色譜中可供選擇的固定液種類很多，容易得到好的選擇性，所以氣液色譜有廣泛的實(shí)用價值。第3頁/共52頁氣相色譜儀的結(jié)構(gòu)氣相色譜儀由五大系統(tǒng)組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)以及檢測和記錄系統(tǒng)。第4頁/共52頁第5頁/共52頁1. 氣路系統(tǒng) 氣相色譜儀具有一個讓載氣連續(xù)運(yùn)行、管路密閉的氣路系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，可以獲得純凈的、流速穩(wěn)定的載氣。它的

3、氣密性、載氣流速的穩(wěn)定性以及測量流量的準(zhǔn)確性，對色譜結(jié)果均有很大的影響，因此必須注意控制。 常用的載氣有氮?dú)夂蜌錃?，也有用氦氣、氬氣和空氣。?頁/共52頁第7頁/共52頁2. 進(jìn)樣系統(tǒng) 進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣器和氣化室兩部分。 （1 1）進(jìn)樣器: :將樣品引入氣相色譜系統(tǒng)內(nèi), ,液體樣品的進(jìn)樣一般采用微量注射器。第8頁/共52頁 （2 2）氣化室: :氣化室的作用是將液體或固體試樣，在進(jìn)入色譜柱之前瞬間氣化，然后快速定量地轉(zhuǎn)入到色譜柱中。 為了讓樣品在氣化室中瞬間氣化而不分解，因此要求氣化室熱容量大，無催化效應(yīng)。為了盡量減少柱前譜峰變寬，氣化室的死體積應(yīng)盡可能小。第9頁/共52頁3. 分離系統(tǒng) 分

4、離系統(tǒng)由色譜柱組成,色譜柱是色譜分析的心臟 色譜柱主要有兩類：填充柱和毛細(xì)管柱。 （1）填充柱由不銹鋼或玻璃材料制成，內(nèi)裝固定相，一般內(nèi)徑為2 4mm，長1 3 m。填充柱的形狀有U型和螺旋型二種。 （2）毛細(xì)管柱又叫空心柱，分為涂壁、多孔層和涂載體空心柱。空心毛細(xì)管柱材質(zhì)為玻璃或石英。內(nèi)徑一般為0.2 0.5mm，長度30 300m，呈螺旋型。第10頁/共52頁氣液色譜固定液1. 1. 對固定液的要求 固定液一般為高沸點(diǎn)的有機(jī)物，能做固定相的有機(jī)物必須具備下列條件： 第一，熱穩(wěn)定性好，在操作溫度下，不發(fā)生聚合、 分解或交聯(lián)等現(xiàn)象，且有較低的蒸汽壓，以免固定液流失。通常，固定液有一個“最高使用

5、溫度”。第11頁/共52頁 第二，化學(xué)穩(wěn)定性好，固定液與樣品或載氣不能發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。 第三，固定液的粘度和凝固點(diǎn)低，以便在載體表面能均勻分布。 第四，各組分必須在固定液中有一定的溶解度，否則樣品會迅速通過柱子，難于使組分分離。第12頁/共52頁 2. 固定液和組分分子間的作用力 固定液為什么能牢固地附著在載體表面上，而不為流動相所帶走？為什么樣品中各組分通過色譜柱的時間不同？這些問題都涉及到分子間的作用力。前者，取決于載體分子與固體分子間作用力的大?。缓笳?，則與組分、固定液分子相互作用力的不同有關(guān)。 第13頁/共52頁 分子間的作用力是一種極弱的吸引力，主要包括靜電力、誘導(dǎo)力、色散力和

6、氫鍵力等。 如在極性固定液柱上分離極性樣品時，分子間的作用力主要是靜電力。被分離組分的極性越大，與固定液間的相互作用力就越強(qiáng)，因而該組分在柱內(nèi)滯留時間就越長。第14頁/共52頁 又如存在于極性分子與非極性分子之間的誘導(dǎo)力。由于在極性分子永久偶極矩電場的作用下，非極性分子也會極化產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩。它們之間的作用力叫誘導(dǎo)力。極性分子的極性越大，非極性分子越容易被極化，則誘導(dǎo)力就越大。當(dāng)樣品具有非極性分子和可極化的組分時，可用極性固定液的誘導(dǎo)效應(yīng)分離。例如，苯（）和 環(huán)己烷（ ）沸點(diǎn)接近，偶極矩為零，均為非極性分子，若用非極性固定液卻很難使其分離。但苯比環(huán)己烷容易極化，故采用極性固定液，就能使苯產(chǎn)生誘

7、導(dǎo)偶極矩，而在環(huán)己烷之后流出。固定液的極性越強(qiáng)，兩者分離 得越遠(yuǎn)。第15頁/共52頁3. 固定液的分類 目前用于氣相色譜的固定液有數(shù)百種，一般按其化學(xué)結(jié)構(gòu)類型和極性進(jìn)行分類，以便總結(jié)出一些規(guī)律供選用固定液時參考。（1）按固定液的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 把具有相同官能團(tuán)的固定液排在一起，然后按官能團(tuán)的類型不同分類，這樣就便于按組分與固定液“結(jié)構(gòu)相似”原則選擇固定液時參考。（2）按固定液的相對極性分類 極性是固定液重要的分離特性，按相對極性分類是一種簡便而常用的方法第16頁/共52頁4. 固定液的選擇在選擇固定液時，一般按“相似相溶”的規(guī)律選擇，因?yàn)檫@時的分子間的作用力強(qiáng)，選擇性高，分離效果好。在應(yīng)用中，應(yīng)

8、根據(jù)實(shí)際情況并按如下幾個方面考慮：第一，非極性試樣一般選用非極性固定液。非極性固定液對樣品的保留作用，主要靠色散力。分離時，試樣中各組分基本上按沸點(diǎn)從低到高按沸點(diǎn)從低到高的順序流出色譜柱的順序流出色譜柱；若樣品中含有同沸點(diǎn)的烴類和非烴類化合物，則極性化合物先流出。第17頁/共52頁 第二，中等極性的試樣應(yīng)首先選用中等極性固定液。在這種情況下，組分與固定液分子之間的作用力主要為誘導(dǎo)力和色散力。分離時組分基本上按沸點(diǎn)從低到高的順序流出色譜柱，但對于同沸點(diǎn)的極性和非極性物，由于此時誘導(dǎo)力起主要作用，使極性化合物與固定液的作用力加強(qiáng)，所以非極性組分先流出。 第三，強(qiáng)極性的試樣應(yīng)選用強(qiáng)極性固定液。此時，

9、組分與固定液分子之間的作用主要靠靜電力，組分一般按極性從小到大的順序流出；對含有極性和非極性的樣品，非極性組分先流出。第18頁/共52頁 第四，具有酸性或堿性的極性試樣，可選用帶有酸性或堿性基團(tuán)的高分子多孔微球，組分一般按相對分子質(zhì)量大小順序分離。此外，還可選用極性強(qiáng)的固定液，并加入少量的酸性或堿性添加劑，以減小譜峰的拖尾。 第五，能形成氫鍵的試樣，應(yīng)選用氫鍵型固定液，如腈醚和多元醇固定液等。各組分將按形成氫鍵的能力大小順序分離。 第六，對于復(fù)雜組分，可選用兩種或兩種以上的混合液，配合使用，增加分離效果第19頁/共52頁1.甲苯 92/110.6 2.己醇 102/156 3.苯酚 94/18

10、2 4.癸烷 142/174 5.萘 128/218 6.十二烷 170/216 強(qiáng)色散力無偶極力 弱氫鍵力100% 甲基50% 苯基024681012141613456202468101214161243650246810121416124365第20頁/共52頁4. 控制溫度系統(tǒng) 溫度直接影響色譜柱的選擇分離、檢測器的靈敏度和穩(wěn)定性?？刂茰囟戎饕茖ιV柱爐、氣化室、檢測室的溫度控制。色譜柱的溫度控制方式有恒溫和程序升溫二種。 對于沸點(diǎn)范圍很寬的混合物，一般采用程序升溫法進(jìn)行。程序升溫指在一個分析周期內(nèi)柱溫隨時間由低溫向高溫作線性或非線性變化，以達(dá)到用最短時間獲得最佳分離的目的。第21頁/

11、共52頁5.5.檢測和放大記錄系統(tǒng)（1）檢測系統(tǒng) 根據(jù)檢測原理的差別，氣相色譜檢測器可分為濃度型和質(zhì)量型兩類。 濃度型檢測器測量的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測器的響應(yīng)值正比于組分的濃度。如熱導(dǎo)檢測器（TCD）、電子捕獲檢測器（ECD）。第22頁/共52頁質(zhì)量型檢測器測量的是載氣中所攜帶的樣品進(jìn)入檢測器的速度變化，即檢測器的響應(yīng)信號正比于單位時間內(nèi)組分進(jìn)入檢測器的質(zhì)量。如氫焰離子化檢測器（FID）和火焰光度檢測器（FPD）。第23頁/共52頁FID第24頁/共52頁FID結(jié)構(gòu)圖第25頁/共52頁（2）記錄系統(tǒng) 記錄系統(tǒng)是一種能自動記錄由檢測器輸出的電信號的裝置。第26頁/共52頁歸一化法(

12、Normalized %) 將樣品中所有組份的含量之和定為100%。計(jì)算其中某一組份百分含量的定量方法： 其中：xi試樣中組份I的百分含量 fi組份I的校正因子 Ai組份I的峰面積或峰高100%)(iiiiAfAfix第27頁/共52頁 將稱為內(nèi)標(biāo)物的物質(zhì)s 加入到樣品中，進(jìn)行色譜分析后，用組分i 和內(nèi)標(biāo)物Bs各自的相對校正因子校準(zhǔn)其峰值，按下式計(jì)算組分i 質(zhì)量百分含量的方法，就是內(nèi)標(biāo)定量法。 式中xi、Ai 、fi 分別為試樣中組分i 的質(zhì)量百分含量、峰面積和相對校正因子， m s、 As、 fs 分別為內(nèi)標(biāo)物s 的質(zhì)量、峰面積和相對校正因子、m 為試樣的質(zhì)量。第28頁/共52頁第29頁/共

13、52頁第30頁/共52頁第31頁/共52頁第32頁/共52頁第33頁/共52頁第34頁/共52頁第35頁/共52頁第36頁/共52頁第37頁/共52頁第38頁/共52頁第39頁/共52頁第40頁/共52頁第41頁/共52頁蚊香液有效成分分析 蚊香液由殺蟲劑、穩(wěn)定劑、增效劑、溶劑組成。殺蟲劑可使用無毒高效的除蟲菊素等；穩(wěn)定劑為抗氧化且具有揮散調(diào)整作用的酚類物質(zhì)，如：BHT（2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚）、連苯三酚、異丙基甲酚等，可單獨(dú)使用，也可復(fù)配作用；增效劑可為增效胺、增效醚；溶劑為常用的溶劑，如正十四烷等；還可含有香料。第42頁/共52頁 其各組份的重量百分比為： 殺蟲活性成分0.6%2.

14、44%； 溶劑88%97%； 增效劑1%10%； 添加劑04%； 各組份重量百分比總和為100%。第43頁/共52頁某品牌電熱蚊香液各成分百分比 60%的除蟲菊素精油 1.67%； 溶劑IOSPAR 94.83%； 增效劑MGK-264 1.8%； 無水乙醇 1%； 穩(wěn)定劑2,6二叔丁基對甲酚0.2%； 香精 0.5% 。第44頁/共52頁蚊香液的有效成分：各種菊酯第45頁/共52頁第46頁/共52頁第47頁/共52頁蚊香液有效成分分析 取金鹿牌電熱蚊香液10ul，用100PPM DAP/正己烷溶液稀釋100倍第48頁/共52頁分離條件 儀器：Agilent 4890D 色譜柱：HP-5 25m0.32mm0.52um 載氣：H2，柱頭壓5psi 氣化室 250，F(xiàn)ID 300 柱溫：140保持3min，以20/min速度升到240,以10/min速度升到260,以20/min速