化工原理教學資料：氣相色譜分析實驗 講解用徐ppt課件

1、 氣相色譜法的同時具有分離、分析的方法。氣相色譜法的同時具有分離、分析的方法。 色色譜譜法法概概述述 色譜法的分離原理就是利用待分離的各種組分在兩相中的色譜法的分離原理就是利用待分離的各種組分在兩相中的分配的能力即分配系數的不同來進行分離的。分配的能力即分配系數的不同來進行分離的。色譜法的由來：色譜法的由來： 組分在流動相中的濃度組分在固定相中的濃度分配系數K 或吸附力組分在流動相中的溶解或吸附力組分在固定相中的溶解 色譜流出曲線：色譜流出曲線：色譜峰保留值色譜峰保留值定性依據；定性依據；色譜峰高或面積色譜峰高或面積定量依據；定量依據；色譜峰區(qū)域寬度色譜峰區(qū)域寬度衡量分離效能。衡量分離效能。

2、氣相色譜儀氣相色譜儀 載氣系統(tǒng)載氣系統(tǒng) 進樣系統(tǒng)進樣系統(tǒng) 色譜柱色譜柱 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 記錄系統(tǒng)記錄系統(tǒng)1-1-載氣鋼瓶；載氣鋼瓶；2-2-減壓閥；減壓閥； 3- 3-凈化干燥管；凈化干燥管；4-4-針形閥；針形閥； 5- 5-流量計流量計;6-;6-壓力表；壓力表；7-7-進樣器；進樣器； 8-8-色譜柱；色譜柱；9-9-檢測器；檢測器；10-10-記錄儀；記錄儀；填充柱填充柱 毛細管柱毛細管柱 色譜流出曲線與術語色譜流出曲線與術語基線：基線： 在實驗條件下，僅有流動相在實驗條件下，僅有流動相 通過檢測器時的流出曲線。通過檢測器時的流出曲線。 穩(wěn)定的基線為水平直線。穩(wěn)定的基線為水平直線。

3、當基線走直后方可進樣。當基線走直后方可進樣。 峰高：峰高： 用用 h 表示。表示。 峰面積：用峰面積：用 A 表示。表示。定量定量 死時間死時間( tM )： 空氣出峰的時間。空氣出峰的時間。 保留時間保留時間( tR )： 組分從進樣到柱后出現組分從進樣到柱后出現 濃度極大值時所需的時間。濃度極大值時所需的時間。 調整保留時間調整保留時間( tR)：扣除死時間后的保留時間。：扣除死時間后的保留時間。 tR= tRtM 保留值保留值 定性定性 相對保留值相對保留值r21： 指在相同的操作條件下，組份指在相同的操作條件下，組份2的調整保留值與組份的調整保留值與組份1的調整保的調整保留值之比。留值

4、之比。/) 1 (/)2(21RRttr 區(qū)域寬度區(qū)域寬度用于衡量柱效及反映色譜用于衡量柱效及反映色譜操作條件下的動力學因素。操作條件下的動力學因素。半峰寬半峰寬 W1/2：峰高一半處的峰寬：峰高一半處的峰寬峰底寬峰底寬 W： 色譜峰兩側拐點上切線與基線的交點間的距離。色譜峰兩側拐點上切線與基線的交點間的距離。 氣相色譜定性定量方法氣相色譜定性定量方法1. 色譜定性鑒定方法色譜定性鑒定方法 利用保留值定性利用保留值定性用已知純物質對照定性用已知純物質對照定性要求：純標準樣和未知組分必須在要求：純標準樣和未知組分必須在相同的實驗條件下進行。相同的實驗條件下進行。 當操作條件一定時，被測組分的質量

5、當操作條件一定時，被測組分的質量mi與檢測器的響應訊號與檢測器的響應訊號（峰面積或峰高成正比：（峰面積或峰高成正比：2. 色譜定量分析方法色譜定量分析方法iiimfAmi ：待測組分質量：待測組分質量其中其中,fi ：待測組分的定量校正因子：待測組分的定量校正因子Ai ：待測組分的峰面積：待測組分的峰面積(%)100(%)iimwm待測組分的質量分數待測組分的質量分數 wi : m:為樣品的稱樣量為樣品的稱樣量 定量校正因子定量校正因子 由于同一檢測器對不同物質的響應不同，為了使檢測器產生的響應由于同一檢測器對不同物質的響應不同，為了使檢測器產生的響應信號能真實地反映物質的含量，就要對響應值進

6、行校正，因此引入信號能真實地反映物質的含量，就要對響應值進行校正，因此引入“定定量校正因子量校正因子” .為什么要用定量校正因子為什么要用定量校正因子f i ?f i 稱為絕對校正因子稱為絕對校正因子 iiiiiimmfAfA相對校正因子相對校正因子 f i ：即組分的絕對校正因子與標準物質的絕對：即組分的絕對校正因子與標準物質的絕對 校正因子之比。校正因子之比。 iisfff/iissmAmAi 被測組分 s 標準物標準物 iiimfA =1sf通常設內標物組組 分分tRAm / mgf甲 醇正 丙 醇丁 醇表表 定量校正因子測定定量校正因子測定 常用的幾種定量分析方法常用的幾種定量分析方法

7、 歸一化法歸一化法12100100iiinmmwmmmm1122100iinnf Af Af Af A待測組分的質量分數待測組分的質量分數 wi : 100iiiif Af A(1) 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；(2) 進樣量的準確性和操作條件的變動對結果影響不大；進樣量的準確性和操作條件的變動對結果影響不大；(3) 峰寬接近時，可用峰高代替峰面積。峰寬接近時，可用峰高代替峰面積。特點及要求：特點及要求： 內標法內標法 方法：準確吸取一定量的試樣方法：準確吸取一定量的試樣V(ml),加入質量為加入質量為 ms 的內標物，混勻后進樣的內標物，混勻后進樣

8、,根據得到色譜圖上相應的峰面積根據得到色譜圖上相應的峰面積Ai 、 As ,求出某組分的含量。求出某組分的含量。i ：被測組分， s ：內標物：內標物iiimf Asssmf AiiissSmf Amf A iiissSf Ammf A(mg/mliimwV）/siisiisSSmf AmAfVf AVA組分的含量組分的含量wi:相除的：表表 各組分含量計算各組分含量計算組組 分分 tRA f wi:（mg / ml） 甲 醇正 丙 醇丁 醇一、塔板理論一、塔板理論 柱分離效能指標柱分離效能指標 色譜柱長色譜柱長 L 色譜柱的理論塔板數色譜柱的理論塔板數 n ： 組分在柱子中經過分配平衡的次數

9、；組分在柱子中經過分配平衡的次數； 塔板高度塔板高度 H ： 組分在柱子中經過一次分配平衡所需要組分在柱子中經過一次分配平衡所需要 的柱長，即塔板間距離的柱長，即塔板間距離 。則三者的關系為：則三者的關系為： LHn 當色譜柱長度一定時，理論塔板數當色譜柱長度一定時，理論塔板數 n 越大，越大，塔板高度塔板高度 H 越小，柱效能越高，所得色譜峰越窄。越小，柱效能越高，所得色譜峰越窄。 色譜分離柱效能色譜分離柱效能 H = A + B/u + C u 二、速率理論二、速率理論最佳載氣流速最佳載氣流速氣相色譜速率方程：氣相色譜速率方程：塔板高度塔板高度H與對應載氣流速與對應載氣流速u的關系圖的關系

10、圖u載氣流速載氣流速理論塔板數與色譜參數之間的關系為：理論塔板數與色譜參數之間的關系為： 221/25.54()16()RRttnWW式中式中tR、W1/2、W 以同一單位表示。以同一單位表示。 LHn 檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng) 熱導池檢測器熱導池檢測器 (TCD) （1原理原理 根據不同的物質具有不同的熱導系數進根據不同的物質具有不同的熱導系數進行檢測；行檢測； TCD檢測信號值與組分通過檢測器的濃檢測信號值與組分通過檢測器的濃度成正比；度成正比； TCD屬于濃度型檢測器。屬于濃度型檢測器。（2操作條件的選擇操作條件的選擇 橋路電流橋路電流 I ： I ，鎢絲的溫度，鎢絲的溫度 ， 檢測器靈敏度檢測器靈敏度。 但橋路電流但橋路電流 I 太大，基線不穩(wěn)。太大，基線不穩(wěn)。 池體溫度：池體溫度： 池體與熱絲溫差池體與熱絲溫差，靈敏度，靈敏度 。 載氣種類：載氣種類： 載氣與試樣的熱導系數相差載氣與試樣的熱導系數相差 ，檢測靈敏度，檢測靈敏度 。2氫火焰電離檢測器氫火焰電離檢測器 根據不同的物質在氫火焰中燃燒產生的離子根據不同的物質在氫火焰中燃燒產生的離子 的數量及其微電流的大小不同進行檢測；的數量及其微電流的大小不同進行檢測； FID檢測信號值與單位時間內組分進入檢測器檢測信號值與單位時間內組分進入檢測器 的質