浙江大學(xué)_研究生氣相色譜實驗ppt課件

1、氣相色譜實驗氣相色譜實驗吳吳 起起浙江大學(xué)化學(xué)系浙江大學(xué)化學(xué)系20192019年年6 6月月一、氣相色譜法引見l是一種分別方法，它利用被分別的諸物質(zhì)在互不相溶的兩相中分是一種分別方法，它利用被分別的諸物質(zhì)在互不相溶的兩相中分配系數(shù)的微小差別進展分別。配系數(shù)的微小差別進展分別。l當兩相作相對挪動時，使被測物質(zhì)在兩相之間進展反復(fù)多次分配，當兩相作相對挪動時，使被測物質(zhì)在兩相之間進展反復(fù)多次分配，使原來微小的差別累加產(chǎn)生了很大的效果，構(gòu)成差速遷移，使各使原來微小的差別累加產(chǎn)生了很大的效果，構(gòu)成差速遷移，使各組分在柱內(nèi)挪動的同時逐漸分別，以到達分別、分析及測定一些組分在柱內(nèi)挪動的同時逐漸分別，以到達分

2、別、分析及測定一些物理化學(xué)常數(shù)的目的。物理化學(xué)常數(shù)的目的。l柱色譜；紙色譜；液相色譜；氣相色譜；離子色譜；毛細管電泳柱色譜；紙色譜；液相色譜；氣相色譜；離子色譜；毛細管電泳等等。等等。l氣相色譜那么以永久性氣體如氮氣、氫氣、氬氣等為流動相氣相色譜那么以永久性氣體如氮氣、氫氣、氬氣等為流動相又稱載氣；以色譜柱入口與出口的壓力差為動力源。又稱載氣；以色譜柱入口與出口的壓力差為動力源。 1原理樣品在色譜柱內(nèi)分別表示圖 一、氣相色譜法引見l分子量普通在分子量普通在1000aum以下以下l低沸點、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性較好的化合物低沸點、易揮發(fā)、熱穩(wěn)定性較好的化合物l樣品必需在進柱前變成氣態(tài)分子樣品必需在進柱

3、前變成氣態(tài)分子 l石油化工、有機合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、刑事偵石油化工、有機合成、生理生化、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、刑事偵查、消費在線控制、質(zhì)量監(jiān)控，乃至空間探求等許多領(lǐng)域查、消費在線控制、質(zhì)量監(jiān)控，乃至空間探求等許多領(lǐng)域l與色譜有關(guān)的聯(lián)用技術(shù)的出現(xiàn)，如色譜與色譜有關(guān)的聯(lián)用技術(shù)的出現(xiàn)，如色譜-質(zhì)譜聯(lián)用，色譜質(zhì)譜聯(lián)用，色譜-紅外光紅外光譜聯(lián)用等，開辟了復(fù)雜混合物分析檢測的新天地譜聯(lián)用等，開辟了復(fù)雜混合物分析檢測的新天地 2分析的對象 3運用范圍島津GC-2019C二、氣相色譜儀器及其構(gòu)造二、氣相色譜儀器及其構(gòu)造Agilent GC的系統(tǒng)配置HP-GC6890 主機電源開關(guān)爐箱門栓后進樣口

4、前進樣口右側(cè)蓋 (電路部分)顯示/鍵盤右上蓋 (電路部分)后檢測器前檢測器進樣口流量模塊蓋下檢測器流量模塊蓋下系列號1進樣系統(tǒng)：進樣器及氣化室進樣系統(tǒng)：進樣器及氣化室2氣相色譜色譜柱氣相色譜色譜柱 運用：主要用于永久氣體和低沸點烴類的分析，在石油化工領(lǐng)域運用很普遍。活性炭，氧化鋁，活性炭，氧化鋁，硅膠，高分子多孔微球硅膠，高分子多孔微球常見色譜柱常見色譜柱非極性：(1)100%Dimethyl polysiloxane，100%聚二甲基硅氧烷，商品名：AC1，OV-101，OV-1，DB-1，SE-30，HP-1，RTX-1，BP-1 弱極性：(2)5%Phenyl dimethyl poly

5、siloxane, 5%二苯基(95%)二甲基聚硅氧烷，商品名：AC5，SE-52，(3)5% Phenyl 1%vinyl dimethyl polysiloxane，5%二苯基1%乙烯基(94%)二甲基聚硅氧烷，商品名：OV-5，DB-5，SE-54，HP-5，RTX-5，BP-5 中等極性：(4)50%Phenyl dimethyl polysiloxane, 50%二苯基(50%)二甲基聚硅氧烷，商品名：OV-17，HP-50，RTX-50 (5)14%Cyanopropyl phenyl polysiloxane, 14%氰丙基苯基(其中7%氰丙基7%苯基)(86%)二甲基聚硅氧烷，

6、商品名：AC10，OV-1701，DB-1701，RTX-1701(6)50% Cyanopropyl phenyl polysiloxane，50%氰丙基苯基(其中25%氰丙基25%苯基)(50%)二甲基聚硅氧烷，商品名：AC225，OV-225，BP-225，DB-225，HP-225，RTX-225 強極性 (7)polyethylene glycol,聚乙二醇，商品名：AC20，PEG20M，HP-INNOWAX(FFAP是其與2-硝基對苯二甲酸的反響產(chǎn)物)。固定相的極性代表固定相化學(xué)構(gòu)造和適用范圍代表固定相化學(xué)構(gòu)造和適用范圍HP-1HP-5用途：如多氯聯(lián)苯，芳烴等。非極性分子代表固定

7、相化學(xué)構(gòu)造和適用范圍HP-50HP-INNOWAX用途：用途：極性化合物，酚，極性化合物，酚， 甾體甾體類，藥物，氯代殺蟲劑類，藥物，氯代殺蟲劑醇，脂肪酸，芳香化醇，脂肪酸，芳香化合物，精油，溶劑合物，精油，溶劑CCOHHHH3氣相色譜檢測器氣相色譜檢測器色譜儀的關(guān)鍵部件之一色譜儀的關(guān)鍵部件之一利用組分與載氣的熱導(dǎo)系數(shù)的差值進展檢測的，是濃度型檢測器通常載氣與樣品的導(dǎo)熱系數(shù)相差越大，靈敏度越高。 由于被測組分的導(dǎo)熱系數(shù)普通都比較小，故應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)由于被測組分的導(dǎo)熱系數(shù)普通都比較小，故應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)高的載氣。常用載氣的導(dǎo)熱系數(shù)大小順序為高的載氣。常用載氣的導(dǎo)熱系數(shù)大小順序為H2 He N2。因

8、。因此在運用熱導(dǎo)池檢測器時，為了提高靈敏度，普通選用此在運用熱導(dǎo)池檢測器時，為了提高靈敏度，普通選用H2為載氣。為載氣。 當橋電流和鎢絲溫度一定時，假設(shè)降低池體的溫度，將使得當橋電流和鎢絲溫度一定時，假設(shè)降低池體的溫度，將使得池體與鎢絲的溫差變大，從而可提高熱導(dǎo)池檢測器的靈敏度。但池體與鎢絲的溫差變大，從而可提高熱導(dǎo)池檢測器的靈敏度。但是，檢測器的溫度應(yīng)略高于柱溫，以防組分在檢測器內(nèi)冷凝。是，檢測器的溫度應(yīng)略高于柱溫，以防組分在檢測器內(nèi)冷凝。3氣相色譜檢測器氣相色譜檢測器色譜儀的關(guān)鍵部件之一色譜儀的關(guān)鍵部件之一n含含CH-基的物質(zhì)在氫焰中裂解并基的物質(zhì)在氫焰中裂解并產(chǎn)生離子，產(chǎn)生離子，F(xiàn)ID那

9、么利用這些離子那么利用這些離子在外電場產(chǎn)生的微電流信號而進展在外電場產(chǎn)生的微電流信號而進展檢測的。在發(fā)射極和搜集極之間檢測的。在發(fā)射極和搜集極之間加加 有一個有一個100-300V外加電場外加電場n 氫焰檢測器需求用到三種氣體：氫焰檢測器需求用到三種氣體： N2 載氣；載氣；H2 燃氣；空氣助燃氣。燃氣；空氣助燃氣。n 特點：特點：n靈敏度高，靈敏度高，110-10 110-11g，線性范圍寬，線性范圍寬1107以上；以上；n通用性廣；無機氣體、水、通用性廣；無機氣體、水、四氯化碳等物質(zhì)靈敏度低或不呼應(yīng)。四氯化碳等物質(zhì)靈敏度低或不呼應(yīng)。n破壞樣品。破壞樣品。 高選擇性檢測器農(nóng)殘分析高選擇性檢測

10、器農(nóng)殘分析1電子捕獲檢測器電子捕獲檢測器ECD 它只對具有電負性的物質(zhì)，如含有鹵素、硫、磷、氮的它只對具有電負性的物質(zhì)，如含有鹵素、硫、磷、氮的物質(zhì)有呼應(yīng)，且電負性越強，檢測器靈敏度越高。檢測下物質(zhì)有呼應(yīng)，且電負性越強，檢測器靈敏度越高。檢測下限限10-14 g /mL。它經(jīng)常用來分析痕量的具有電負性元素。它經(jīng)常用來分析痕量的具有電負性元素的組分，如食品、農(nóng)副產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留量，大氣、水中的的組分，如食品、農(nóng)副產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留量，大氣、水中的痕量污染物等。痕量污染物等。3熱離子化檢測器熱離子化檢測器TID 也叫氮磷檢測器也叫氮磷檢測器NPD，只對含，只對含 P、N的有機化合物選擇性呼應(yīng)。的有機化合

11、物選擇性呼應(yīng)。2火焰光度檢測器火焰光度檢測器FPD 硫磷檢測器。它是一種對含硫、磷的有機化合物具有硫磷檢測器。它是一種對含硫、磷的有機化合物具有高選擇性和高靈敏度的檢測器。根據(jù)硫、磷化合物在富氫高選擇性和高靈敏度的檢測器。根據(jù)硫、磷化合物在富氫火焰中熄滅時，生成化學(xué)發(fā)光物質(zhì)，并能發(fā)射出特征頻率火焰中熄滅時，生成化學(xué)發(fā)光物質(zhì)，并能發(fā)射出特征頻率的光，記錄特征光譜，即可檢測硫、磷化合物。的光，記錄特征光譜，即可檢測硫、磷化合物。聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù) 色譜色譜- -質(zhì)譜質(zhì)譜GC-MS )GC-MS )；色譜；色譜- -紅外聯(lián)用紅外聯(lián)用GC-GC-FTIR)FTIR)等等三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇三、氣相

12、色譜任務(wù)條件的選擇三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇0.25mm0.32 mm0.53 mm分流進樣分流/不分流 替代填充柱替代填充柱G C 或 G C /MS運用柱上進樣可用于規(guī)范可用于規(guī)范TCD較高柱效能接受大體積進樣痕量分析痕量分析三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇三、氣相色譜任務(wù)條件的選擇 (1) 最高運用溫度見色譜柱闡明；最高運用溫度見色譜柱闡明； (2) 柱溫升高：分析速度加快，低沸點組份峰易產(chǎn)生重疊；柱溫升高：分析速度加快，低沸點組份峰易產(chǎn)生重疊； (3) 柱溫降低：添加分析時間，峰拖尾；柱溫降低：添加分析時間，峰拖尾； (4) 使最難分別組分

13、盡能夠分別的前提下，盡量用較低柱溫。使最難分別組分盡能夠分別的前提下，盡量用較低柱溫。組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫技術(shù)組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫技術(shù)恒溫暖程序升溫分析烴類混合物恒溫暖程序升溫分析烴類混合物a恒溫分析：柱溫恒溫分析：柱溫150b程序升溫分析：柱溫程序升溫分析：柱溫50250 升溫速率升溫速率8/min四、氣相色譜定性方法l色譜法定性分析主要根據(jù)色譜法定性分析主要根據(jù)是保管值，所以需求規(guī)范是保管值，所以需求規(guī)范樣品，知物保管值對各色樣品，知物保管值對各色譜峰進展定性；譜峰進展定性；l在一樣的色譜固定相和操在一樣的色譜固定相和操作條件下，同一種物質(zhì)應(yīng)作條件下，同一種

14、物質(zhì)應(yīng)具有一樣的保管值；具有一樣的保管值；l色譜峰必需分別為單獨峰色譜峰必需分別為單獨峰 ，需求有作為對照用的規(guī)范需求有作為對照用的規(guī)范物質(zhì)。物質(zhì)。1. 用知純物質(zhì)對照定性用知純物質(zhì)對照定性2. 用閱歷規(guī)律和文獻值進展定性分析用閱歷規(guī)律和文獻值進展定性分析l碳數(shù)規(guī)律：大量實驗證明，在一定溫度下，同系物的調(diào)整保管碳數(shù)規(guī)律：大量實驗證明，在一定溫度下，同系物的調(diào)整保管時間的對數(shù)與分子中碳原子數(shù)成線性關(guān)系；時間的對數(shù)與分子中碳原子數(shù)成線性關(guān)系；2沸點規(guī)律：同族具有一樣碳數(shù)碳鏈的異構(gòu)體化合物，其調(diào)整保沸點規(guī)律：同族具有一樣碳數(shù)碳鏈的異構(gòu)體化合物，其調(diào)整保管時間的對數(shù)和它們的沸點呈線性關(guān)系；管時間的對數(shù)

15、和它們的沸點呈線性關(guān)系；3. 根據(jù)相對保管值定性根據(jù)相對保管值定性: 要求找一個基準物質(zhì)要求找一個基準物質(zhì), 所選用的基準物的保所選用的基準物的保管值盡量接近待測樣品組分的保管值。管值盡量接近待測樣品組分的保管值。4. 根據(jù)保管指數(shù)定性根據(jù)保管指數(shù)定性: 一種重現(xiàn)性較其他保管數(shù)據(jù)都好的定性參數(shù)，一種重現(xiàn)性較其他保管數(shù)據(jù)都好的定性參數(shù)，可根據(jù)所用固定相和柱溫直接與文獻值對照，而不需規(guī)范樣品?？筛鶕?jù)所用固定相和柱溫直接與文獻值對照，而不需規(guī)范樣品。l在一根色譜柱上或一種檢定器上無論用保管值或規(guī)范物定性都不一定可靠。l用雙柱或多柱定性時必需選擇不同性能的柱子具有不同極性或氫鍵作用力，或稱為兩柱性能正

16、交。l利用GC/MS、GC/FTIR付里葉紅外光譜、GC/AA原子吸收等定性。既充分利用色譜的高效分別才干。又利用了質(zhì)譜、光譜的高鑒別才干，加上運用計算機對數(shù)據(jù)的快速處置和檢索，為未知物的定性分析開辟了一個寬廣的前景。五、氣相色譜常用定量方法歸一化法：簡單定量歸一化法：簡單定量外標法：常用外標法：常用內(nèi)標法：規(guī)范方法中常用內(nèi)標法：規(guī)范方法中常用定量校正因子定量校正因子 試樣中各組分質(zhì)量與其色譜峰面積成正比，即： m i = fi Ai 絕對校正因子： f i =m i / Ai相對校正因子f i ：即組分的絕對校正因子與規(guī)范物質(zhì)的絕對校正因子之比。ississiisiiAAmmAmAmfff/

17、常用的定量計算方法1歸一化法： 一切組分能全部流出色譜柱，在檢測器上都能產(chǎn)生相應(yīng)信號 優(yōu)點：簡便準確，當操作條件如進樣量、載氣流速等變化時對結(jié)果的影響較小。適宜于對多組分試樣中各組分含量的分析。100100121niiiiiniiAfAfmmmmc)(%2外標法外標法是一切定量分析中最通用的一種方法，即所謂校準曲線法。外標法簡便，不需求校正因子，但進樣量要求非常準確，操作條件也需嚴厲控制。它適用于日?？刂品治龊痛罅客悩悠返姆治?。%100%100mfAmmCiiii3內(nèi)標法內(nèi)標法同一i 樣品，同一條件，不同峰面積進樣1進樣2Ai1 Ai2 i sAi1 / As1 = Ai2 / As2 色譜

18、柱不能使一切的組分都流出來，或只需求定量分析復(fù)雜樣品中幾個組分色譜柱不能使一切的組分都流出來，或只需求定量分析復(fù)雜樣品中幾個組分 抑制歸一法和外標法的缺乏，是常用的一種比較準確的定量方法抑制歸一法和外標法的缺乏，是常用的一種比較準確的定量方法 配制一系列濃度的標樣，其中加有內(nèi)標樣配制一系列濃度的標樣，其中加有內(nèi)標樣不同濃度 i 規(guī)范樣is，進樣Cis2 進樣Cis1 進樣 Ci % Ai/Asis1 is2方法與計算公式方法與計算公式.)()()()().(siiXiiiXAARFCXCXRSIRRFii內(nèi)標峰面積樣品峰面積未知組分的濃度標樣濃度標樣響應(yīng)值內(nèi)標樣響應(yīng)值校正因子特點：特點：無需各組份都被檢出、出峰無需各組份都被檢出、出峰內(nèi)標法的準確性較高，操作條件和進樣量的稍許變動對定量內(nèi)標法的準確性較高，操作條件和進樣量的稍許變動對定量結(jié)果的影響不大。結(jié)果的影響不大。每個試樣的分析，都要進展兩次稱量，不適宜大批量試樣的每個試樣的分析，都要進展兩次稱量，不適宜大批量試樣的快速分析?？焖俜治觥 內(nèi)標物的根本條件內(nèi)標物的根本條件 樣品中不含有內(nèi)標物質(zhì)；樣品中不含有內(nèi)標物質(zhì)； 峰的位置在各待測組分之間或與之相近；峰的位置在各待測組分之間或與之相近；