第3章 气相色谱法
气相色谱仪
●
现在，有近百厂家、提供数百种型号的气相色谱仪，价格在几万到几十万。 ●
过去几十年内，色谱仪器得到了极大的发展，这主要归于： ●
1970s ——电子积分仪及计算机数据处理装置的发展； ●
1980s ——计算机技术对仪器各类参数的自动控制。如柱温、流速、自动进样等。 ● 随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其中，GC 最重要的发展是
开管柱的引入，使含有数百种混合物样品得以分离！
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三、气相色谱结构流程
1-载气钢瓶；2-减压阀；
3-净化干燥管；4-针形阀；
5-流量计;6-压力表；
7-进样器；8-色谱柱；
9-热导检测器；10-放大器；
11-温度控制器；12-记录仪；
载气系统进样系统色谱柱
检测系统
温控系
统
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结构流程
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四、气相色谱仪主要部件
main assembly of gas chromatograph
●载气系统(Carrier gas supply)
●气路系统：获得纯净、流速稳定的载
●气。包括压力计、流量计
●及气体净化装置。
●载气: 要求化学惰性，不与有关物质
●反应。载气的选择除了要求考
●虑对柱效的影响外，还要与分
●析对象和所用的检测器相配。
●常用的载气有：氢气、氮气、氦气；
●
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净化干燥管：去除载气中的水、氧、有机物等杂质（依次通过
分子筛、活性炭等）；
载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。
压力表：多为两级压力指示：
第一级，钢瓶压力(总是高于常压。对填充柱：10-50 psi（Pounds per square inch ）；对开口毛细柱：1-25 psi)；
第二级，柱头压力指示；( 1psi=6894.76 pa)
流量计: 在柱头前使用转子流量计(Rotometer)，但不太准确。
通常在柱后，以皂膜流量计(Soap-bubble meter)测流
速。许多现代仪器装置有电子流量计，并以计算机控制
其流速保持不变。
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2. 进样装置(Sample injection system)
进样装置：进样器+气化室；
气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；
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●常以微量注射器(穿过隔膜垫)或六通阀将液体样品注入气化室(汽化室
温度比样品中最易蒸的物质的沸点高约50oC)，通常六通阀进样的重现性好于注射器。●
●进样要求：进样量或体积适宜；“塞子”式进样。一般柱分离进样体积在十分之几至
20 L，对毛细管柱分离，体积约为~10-3 L，此时应采用分流进样装置来实现。体
积过大或进样过慢，将导致分离变差(拖尾)。
●
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液体进样器：
不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用1uL; 10μL；毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完成，一次可放置数十个试样。
气化室：将液体试样瞬间气化的装置。
无催化作用。
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3. 色谱柱（分离柱）
色谱柱：色谱仪的核心部件。
柱材质：不锈钢管或玻璃管融熔石英等，内径3-6毫米。
长度可根据需要确定。
柱填料：粒度为40-60、60-80或80-100目的色谱固定相。
气-固色谱：固体吸附剂
气-液色谱：担体+固定液
柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧、颗粒过细、使柱压降增大，对操作不利；反之空隙体积大，柱效低。
填充柱：多为U形或螺旋形，内径3~6 mm，长1~3m，内
填固定相；
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●开管柱：分为涂壁、多孔层和涂载体开管柱。
●内径0.1~0.5mm长达几十至100m。通常弯成直径
●10~30cm的螺旋状。开管柱因渗透性好、传质快，
●因而分离效率高(n可达106)、分析速度快、样品用量
●小。过去是填充柱占主要，但现在，这种情况正在迅
●速发生变化，除了一些特定的分析之外，填充柱将会
●被更高效、更快速的开管柱所取代！
●柱温：是影响分离的最重要的因素。其变化应小±0.xoC。选
●择柱温主要是考虑样品待测物沸点和对分离的要求。
●柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点(分析时间
●20-30min)；对宽沸程的样品，应使用程序升温方法。
●
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4. 检测系统
色谱仪的眼睛
通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；
被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；
检测器：广普型——对所有物质均有响应；
专属型——对特定物质有高灵敏响应；
浓度型: 检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与
浓度成正比。
质量型: 检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响
应值与单位时间进入检测器的量成正比。
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常用的气相色谱的检测器：
1. 热导检测器(Thermal conductivity detector, TCD):是基于各种物质有不同的导热系数而设计的检测器。
2. 氢火焰离子化检测器(Flame ionized detector, FID):是气相色谱中最常用的一种检测器。它的敏感度高，线性范围宽，易于掌握，应用范围广，特别适合于毛细管气相色谱使用。
3. 电子捕获检测器(Electron capture detector, ECD):是一种用Ni或氖做放射源的离子化检测器，它是气相色谱检测器中灵敏度最高的一种选择性检测器，在气相色谱仪中应用范围仅次于TCD和FID，占第三位。
4. 火焰光度检测器(Flame photometric detector, FPD):是基于样品在富氢火焰中燃烧，使含硫、磷化合物经燃烧后又被氢还原而得到特征光谱的检测器
5. 氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(Thermionic detector, TID):是基于样品在富氢火焰中燃烧，使含硫、磷化合物经燃烧后又被氢还原而得到特征光谱的检测器
6. 原子发射检测器(Atomic emission Detector, AED)
7. 硫荧光检测器（Sulfur chemiluminescence Detector, SCD）
根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质量型检测器。
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5. 温度控制系统
温度是色谱分离条件的重要选择参数；
气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；
气化室：保证液体试样瞬间气化；
检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；
分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；
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恒温：45o
C
程序升温：30~180o
C
恒温：145o
C 温度低，分离效果较好，但分析时间长 程序升温，分离效果好，且分析时间短
温度高，分析时间短，但分离效果差
程序升温与恒温对分离的影响比较2015-12-21
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第四节
分离操作条件的选择
choice of chromatographic operating condition
一、色谱柱及使用条件的选择
chromatographic columns and choice of operating condition
二、载气种类和流速的选择
classification of carrier gas and choice of flow rate
三、其它操作条件的选择
choice of other operating condition
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一、色谱柱及使用条件的选择
chromatographic columns and choice of operating condition
1. 固定相的选择
气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则
①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。
②分离极性组分时，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。
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③分离非极性和极性的（或易被极化的）混合物，一般选用极性固定液。此时，非极性组分先出峰，极性的（或易被极化的）组分后出峰。
④醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物的分离，通常选择极性或氢键性的固定液。
⑤组成复杂、较难分离的试样，通常使用特殊固定液，或混合固定相。
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2. 固定液配比（涂渍量）的选择
配比：固定液在担体上的涂渍量，一般指的是固定液与担体的百分比，配比通常在5%～25%之间。
配比越低，担体上形成的液膜越薄，传质阻力越小，柱效越高，分析速度也越快。
配比较低时，固定相的负载量低，允许的进样量较小。分析工作中通常倾向于使用较低的配比。
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3.柱长和柱内径的选择
●增加柱长对提高分离度有利（分离度R正比于柱长L2），但组分的保留时间
tR ↑，且柱阻力↑，不便操作。
●柱长的选用原则是在能满足分离目的的前提下，尽可能选用较短的柱，有利于缩
短分析时间。
●填充色谱柱的柱长通常为1~3米。
●可根据要求的分离度通过计算确定合适的柱长或实验确定。
●柱内径一般为3~4厘米。
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4.柱温的确定
●首先应使柱温控制在固定液的最高使用温度（超过该温度固定液易流失）和最低
使用温度（低于此温度固定液以固体形式存在）范围之内。
●柱温升高，分离度下降，色谱峰变窄变高。柱温↑，被测组分的挥发度↑，即被
测组分在气相中的浓度↑，K↓，tR↓，低沸点组份峰易产生重叠。
●柱温↓，分离度↑，分析时间↑。对于难分离物质对，降低柱温虽然可在一定程
度内使分离得到改善，但是不可能使之完全分离，这是由于两组分的相对保留值增大的同时，两组分的峰宽也在增加，当后者的增加速度大于前者时，两峰的交叠更为严重。
●柱温一般选择在接近或略低于组分平均沸点时的温度。
●组分复杂，沸程宽的试样，采用程序升温。
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程序升温
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二、载气种类和流速的选择
classification of carrier gas and choice of flow rate
● 1. 载气种类的选择
●载气种类的选择应考虑三个方面：载气对柱效的影响、检测器要求及载气性质。
●载气摩尔质量大，可抑制试样的纵向扩散，提高柱效。载气流速较大时，传质阻力项
起主要作用，采用较小摩尔质量的载气（如H2，He），可减小传质阻力，提高柱效。●热导检测器需要使用热导系数较大的氢气有利于提高检测灵敏度。在氢焰检测器中，
氮气仍是首选目标。
●在载气选择时，还应综合考虑载气的安全性、经济性及来源是否广泛等因素。
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2. 载气流速的选择
由图可见存在最佳流速（uopt）。实际流速通常稍大于最佳流速，以缩短分析时间。
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三、 其它操作条件的选择
choice of other operating condition
● 1.进样方式和进样量的选择
● 液体试样采用色谱微量进样器进样，规格有1μL ，5μL ，10μL 等。
● 进样量应控制在柱容量允许范围及检测器线性检测范围之内。进样要求动作快、时间短。
●
气体试样应采气体进样阀进样。
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2.气化温度的选择
色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化； 气化温度一般较柱温高30~70°C
防止气化温度太高造成试样分解。
2opt d 0d B H A C u u
H B C u u
B
u C
=++?=-+=
=
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第四节
固定相
stationary phases
一、气固色谱固定相
stationary phases in Gas-solid chromatograph
二、气液色谱固定相
stationary phases in gas-liquid chromatograph
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一、气固色谱固定相
stationary phases in Gas-solid chromatograph
1. 种类
(1)活性炭
有较大的比表面积，吸附性较强。
(2)活性氧化铝
有较大的极性。适用于常温下O2、N2、CO、CH4、C2H6、C2H4等气体的相互分离。CO2能被活性氧化铝强烈吸附而不能用这种固定相进行分析。
(3)硅胶
与活性氧化铝大致相同的分离性能，除能分析上述物质外，还能分析CO2、N2O、NO、NO2等，且能够分离臭氧。
(4)分子筛
碱及碱土金属的硅铝酸盐（沸石），多孔性。如3A、4A、5A、10X及13X分子筛等（孔径：埃）。常用5A和13X（常温下分离O2与N2）。除了广泛用于H2、O2、N2、CH4、CO 等的分离外，还能够测定He、Ne、Ar、NO、N2O等。
(5)高分子多孔微球（GDX系列）
新型的有机合成固定相（苯乙烯与二乙烯苯共聚）。
型号：GDX-01、-02、-03、-04等。适用于水、气体及低级醇的分析。
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2. 气固色谱固定相的特点
（1）性能与制备和活化条件有很大关系；
（2）同一种固定相，不同厂家或不同活化条件，分离效果差异较大；
（3）种类有限，能分离的对象不多；
（4）使用方便。
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气固色谱固定相
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二、气液色谱固定相
stationary phases in gas-liquid chromatograph
●气液色谱固定相 [ 固定液+ 担体（支持体）] ：
●小颗粒表面涂渍上一薄层固定液。
●固定液特点：
●固定液在常温下不一定为液体，但在使用温度下一定呈液体状态。
●固定液的种类繁多，选择余地大，应用范围不断扩大。
●担体：化学惰性的多孔性固体颗粒，具有较大的比表面积。
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1.担体（硅藻土）
作为担体使用的物质应满足的条件
●比表面积大，孔径分布均匀；
●化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应；无催化活性。
●具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎；
●颗粒大小均匀、适度。一般常用60~80目、80~100目。
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红色担体：
孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸附中心点。
白色担体：
煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。颗粒疏松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。
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表气液色谱担体
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普通硅藻土类担体的表面并非完全惰性，而是具有硅醇基（Si-OH），并有少量金属氧化物。因此，它的表面上既有吸附活性，又有催化活性。如果涂渍的固定液量较低，有可能发生化学反应和不可逆吸附。为此涂渍固定液前应进行预处理，使其表面钝化。
常用的预处理方法有：酸洗（除去碱性作用基团）、碱洗（除去酸性作用基团）、硅烷化（消除氢键结合力）、釉化（表面玻璃化、堵住微孔）等处理方法。
常用的硅烷化试剂有：二甲基二氯硅烷，六甲基二硅烷胺
硅烷化反应:
种类 担体名称 特点及用途
红色 硅藻土 担体 201红色担体
301釉化红色担体
6201红色担体
适用于涂渍非极性固定液分析非极性物
质
由201釉化而成，性能介于红色与白色硅
藻土担体之间，适用于分析中等极性物质
硅藻土类
白色 硅藻土 担体 101白色担体
101酸洗
101硅烷化白色担体
102白色担体
适用于涂渍极性固定液分析极性物质
催化吸附性小，减小色谱峰拖尾
非硅藻土类 高分子微球
玻璃微球
氟担体
由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成
经酸碱处理，比表面积0.02 μ2 / γ ,可在较
高温度下使用，适宜分析高沸点物质。
由四氟乙烯聚合而成，比表面积
10.5 μ2 / γ
适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
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2. 固定液及其选择
固定液：高沸点难挥发的有机化合物，种类繁多。
(1) 对固定液的要求
a) 热稳定性好、蒸汽压低——流失少；
b) 化学稳定性好——不与其它物质反应；
c) 对试样各组分有合适的溶解能力（分配系数k适当）；
d) 对各组分具有良好的选择性。
(2) 选择的基本原则
“相似相溶”，选择与试样性质相近的固定相。2015-12-21
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固定液与组分的作用力：
a) 色散力——非极性分子之间（瞬时偶极之间静电吸引）；
b) 诱导力——极性与非极性分子之间（偶极与瞬时偶极之间静电吸引）；
c) 取向力——极性与极性分子之间（偶极与偶极之间静电吸引）
d) 氢键力——强度介于化学键力和范德华力之间的静电吸引，亦属取向力。
前三种统属范德华力，后者属特殊范德华力。
(3)固定液的最高最低使用温度
高于最高使用温度易分解，温度低呈固体；最高使用温度不能超过沸点，最低温度不能低于熔点。
(4) 混合固定相
对于复杂的难分离组分通常采用特殊固定液或将两种甚至两种以上配合使用；2015-12-21
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(5) 固定液分类方法
如按化学结构、极性、应用等的分类方法。在各种色谱手册中，一般将固定液按有机化合物的分类方法分为：脂肪烃、芳烃、醇、酯、聚酯、胺、聚硅氧烷等。
①根据固定液的相对极性来分类(1959, Rohrschneider)
规定 , ’氧二丙腈(1) : 100 角鲨烷(2) : 0
物质对(正丁烷, 丁二烯) 或(环己烷, 苯)分别测定在 , ’氧二丙腈、角鲨烷及欲测极性固定液的色谱柱上的调整保留时间，按照下式计算欲测极性固定液的相对极性Px
p31
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②罗氏常数和麦氏常数
固定液的极性的表征不同于化合物极性的表征，化合物的极性用偶极矩表征，而固定液的极性实际上是用典型化合物在固定液上的保留性能来表征，目前多用McReynolds 常数表征固定液的极性，即测定五种典型化合物在某一固定液上的保留指数，同时测定这五种典型化合物在角鲨烷上的保留指数，用这两种固定液上保留指数之差来表征固定液的极性。
麦氏常数：x’、y’、z’、u’、s’表示，分别代表了极性分子间存在着的静电力（偶极定向力）；极性与非极性分子间存在着的诱导力；非极性分子间的色散力；氢键等。也可以用五
个数的总和来表示固定相的极性大小，如：β，β’—氧二丙睛五个常数的总和为4427，是强极性固定相。
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对固定液的选择并没有规律性可循。一般可按“相似相溶”原则来选择。在应用时，应按实际情况而定。
（i）分离非极性物质：一般选用非极性固定液，这时试样中各组分按沸点次序流出，沸点低的先流出，沸点高的后流出。
（ii）分离极性物质：选用极性固定液，试样中各组分按极性次序分离，极性小的先流出。极性大的后流出。
（iii）分离非极性和极性混合物：一般选用极性固定液，这时非极性组分先流出，极性组分后流出。
（vi）分离能形成氢键的试样：一般选用极性或氢键型固定液。试样中各组分按与固定液分子间形成氢键能力大小先后流出，不易形成氢键的先流出，最易形成氢键的最后流出。（v）复杂的难分离物质：可选用两种或两种以上混合固定液。
对于样品极性情况未知的，一般用最常用的几种固定液做试验。下表列出了几种最常用的固定液。
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表优选固定液
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第五节
气相色谱检测器
detector of gas chromatograph
一、检测器特性
specific property of detector
二、热导检测器TCD
thermal conductivity detector
三、氢火焰离子化检测器
flame ionization detector, FID
四、电子捕获检测器
electron capture detector, ECD
五、其他检测器
other detector
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一、检测器特性
specific property of detector
1.检测器类型
浓度型检测器：
测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。热导检测器；
质量型检测器：
测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。FID；
广普型检测器：
对所有物质有响应，热导检测器；
专属型检测器：
对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；
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2.检测器性能评价指标
响应值（或灵敏度）S：
在一定范围内，信号E与进入检测器的物质质量m呈线性关系：
E = S m
S = E / m
单位：mV/（mg / cm3）；（浓度型检测器）
mV /（mg / s）；（质量型检测器）
S 表示单位质量的物质通过检测器时，产生的响应信号的大小。S值越大，检测器（也即色谱仪）的灵敏度也就越高。检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可以由色谱峰面积（A）除以试样质量求得：
S = A / m
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3.最低检测限（最小检测量）
噪声水平决定着能被检测到的浓度（或质量）。
固定液名称商品牌号使用温度
（最高）
℃
溶剂相对
极性
麦氏
常数
总和
1、角鲨烷
（异三十烷）
SQ 150 乙醚0 0 烃2、阿皮松L APL 300 苯—143 非
沸3、硅油OV-101 350 丙酮+1 229 各
化4、苯基10%
甲基聚硅氧烷
OV-3 350 甲苯+1 423
5、苯基（20%）
甲基聚硅氧烷
OV-7 350 甲苯+2 592
6、苯基（50%）
甲基聚硅氧烷
OV-17 300 甲苯+2 827
7、苯基（60%）甲基
聚硅氧烷
OV-22 350 甲苯+2 1075
8、邻苯二甲酸
二壬酯
DNP 130 乙醚+2
9、三氟丙基甲基
聚硅氧烷
OV-210 250 氯仿+2 1500
10、氰丙基（25%）
苯基（25%）
甲基聚硅氧烷
OV-225 250 +3 1813
11、聚乙二醇PEG20M 250 乙醇氢键2308 醇
极12、丁二酸二乙
二醇聚酯
DEGS 225 氯仿氢键3430
从图中可以看出：如果要把信号从本底噪声中识别出来，则组分的响应值就一
定要高于N。D=3N/S
检测器响应值为3倍噪声水平时的试样浓度（或质量），被定义为最低检测限（或
该物质的最小检测量）。
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4.线性度与线性范围
检测器的线性度定义：检测器响应值的对数值与试样量对数值之间呈比例的状况。
检测器的线性范围定义：检测器在线性工作时，被测物质的最大浓度（或质量）与
最低浓度（或质量）之比。
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二、热导检测器
分析化学第14章练习题
复习提纲：第十四章气相色谱法 色谱法的基本原理 1.色谱法的起源（了解）、基本原理（掌握）、仪器基本框图（掌握）、分类、特点及应用（了解） 2.色谱流出曲线及相关术语：基线：可用于判断仪器稳定性及计算检出限（掌握）峰面积（峰高）：定量基础（掌握） 保留值：定性基础（掌握）；死时间、保留时间、调整保留时间；死体积、保留体积、调整保留体积；相对保留值（选择性因子）等（掌握） 峰宽的各种表示及换算（掌握） 3.色谱基本原理： 热力学（掌握）：分配系数K ，仅与两相和温度有关，温度增加K 减小 分配比k，k 除与两相和温度有关外（温度增加k 减小）还与相比有关（相比的概念）k=t r /t0；k=K/ ；=K2/K 1=k2/k1 分离对热力学的基本要求：两组份的>1 或K 、k 不相等；越大或K 、k 相差越大越容易实现分离 动力学：塔板理论：理论（或有效）塔板数（柱效）及理论（有效板高）的计算公式及有关说明（掌握）；塔板理论的贡献及不足（了解） 速率理论：H=A+B/u+Cu 中H、A、B、C、u的含义（掌握）；减小A 、B、C的手段（掌握）；u 对H 的影响及最佳流速和最低板高的计算公式（掌握）；填充物粒径对板高的影响（掌握） 4.分离度分离度的计算公式；R=1.5 时，完全分离；R=1 时基本分离（掌握） 5.基本色谱分离方程两种表达形式要熟练掌握；改善分离度的手段：增加柱效n（适当增加柱长的前提下减小板高）、增加选择性因子（GC：改变固定相和柱温）和控制适当的容量因子k （GC：改变温度及固定相用量）（掌握） 分离度与柱效、柱长、分析时间（即保留时间）之间的关系（掌握）；柱温对分离度的影响（了解）；相关例题（熟练掌握） 6. 定性分析常规检测器用保留时间（相对保留值也可以）定性，但该法存在的不足要知道，双柱或多柱可提高保留时间定性的可靠性；质谱或红外等检测器有很强的定性能力（了解） 7. 定量分析 相对校正因子和绝对校正因子的概念（掌握）；归一化法各组分含量的计算公式（掌握）；内标法定 量的计算公式（掌握相关作业）归一化法和内标法不受进样量和仪器条件变化的影响，外标法受进样量和仪器条件变化的影响较大 （了解） 气相色谱法 1.气相色谱法流程和适用对象；气固和气液色谱的适用对象（掌握） 2.气相色谱法的仪器： 气路系统：通常采用N2、H2、Ar、He 等惰性气体做载气（高压钢瓶提供），载气纯度、流速的大小及稳定性对色谱柱柱效、仪器灵敏度及整机稳定影响很大，因此载气纯度要高、流速要适当而且稳定。
色谱分析-第七章 程序升温气相色谱法
第七章程序升温气相色谱法 第一节方法概述 对于沸点范围宽的多组分混合物可以采用程序升温方法。即在一个分析周期内，柱温随时间不断升高，在程序开始时，柱温较低，低沸点的组分得到分离，中等沸点的组分移动很慢，高沸点的组分还停留在柱口附近；随着柱温的不断升高，组分由低沸点到高沸点依次得到分离。 一、方法特点 恒温时最佳柱温的选择：组分沸点范围不宽时用恒温分析。填充柱选择组分的平均沸点左右；毛细管柱选择比组分的平均沸点低30℃左右。如果样品是宽沸程、多组分混合物（例如香料、酒类等），常采用程序升温毛细管柱气相色谱法。 图7-1是恒温分析（IGC）和程序升温（PTGC）的色谱图比较，（a）（b）是恒温分析，（a）柱温较低，恒温45℃时低沸点的组分得到分离，高沸点组分的峰出不来。（b）柱温较高，恒温120℃时，低沸点的组分分离不好。（C）采用了程序升温方法（30-180）℃，所有组分得到很好分离。 图7-1恒温分析和程序升温比较 二、升温方式 升温方式有单阶程序升温（恒温--线性--恒温）和多阶程序升温。如图7-2所示，单阶程序升温在低温时分离低沸点的组分，再升温，高温时分离高沸点的组分。
图7-2单阶程序升温和多阶程序升温三、程序升温与恒温气相色谱法的比较： 表7-1和图7-3、图7-4是恒温分析和程序升温的比较。
图7-3正构烷烃的恒温分析和程序升温的比较 图7-4 醇类的恒温分析和程序升温的比较 第二节 基本原理
一、保留温度 在程序升温中，组分极大点浓度流出色谱柱时的柱温叫保留温度，其重要性相当于恒温中的t R,V R。对每一个组分在一定的固定液体系中，T R是一个特征数据，即定性数据，不受加热速度、载气流速、柱长和起始温度影响。 1．保留温度及其它保留值 线性升温时保留温度T R： T R= T0+ rt R （7-1） 式中，T0为起始柱温；t为升温时间；r为升温速率。 程序升温中某组分的保留时间和保留体积： t R = ( T R–T0 ) / r （7-2） V P = t R F （7-3） 程序升温中某组分的保留温度，相当于恒温色谱中保留值的对数，因此，在恒温色谱中保留值的对数遵守的规律，在程序升温中也成立。 2．保留温度与碳数关系 T R = aN + b （7-4） （7-4）式中，N是碳数 3．保留温度与沸点关系 T R= cT b+ dT b （7-5） （7-5）式中，N是沸点 例7-1：在程序升温色谱分析中，已知组分A的保留温度为155.20C，正十二烷为1410C，正十六烷为1620C，问组分A是否正构烷烃？保留指数是多少？ 解：T R = an + b 141 = 12 a + b 162 = 16 a + b a = 5.25 b = 78 155.2 = 5.25n + 78 n = 14.7 所以，不是正构烷烃。 I A = 100n = 100×14.7 = 1470 二、初期冻结 在程序升温色谱分析中，当一多组分宽沸程混合物进样后，由于起始温度很低，因此，对少数低沸点组分，为最佳柱温，能得到良好的分离。对于大多数组分，这个起始温度是太低了，因为k值很大，蒸气压很低，大都溶解在固定液里，所以，这些组分的蒸气带（色谱带）的移动速度非常慢，几乎停在柱入口不动，这种现象是程序升温色谱中所特有的，叫初期冻结。随着柱温的升高，某些组分的蒸气带便开始以可观的速度移动，柱温越接近保留温度，即越接近出口处，色谱带速度增加的越快。 一般来说，从(T R–30o C)到T R色谱带通过柱的后半段，T R-300C时，恰好位于柱子的中央。 T R-300C 时色谱带在1/2 L处；T R-900C时色谱带在1/8 L处。 三、有效柱温
第七章 气相色谱法
第七章 气相色谱法 15. 以Chromosorb P 为载体，邻苯二甲酸二壬酯为固定液，固定液重2.40g ，其密度为 0.97g.mL -1 ，用皂膜流量计测得载气流量为38.4mL ·min -1，柱入口压力为 162kPa ，大气压力 101kPa ，柱温为50.0℃，室温为22.0℃，记录纸走速为2.50cm ·min -1。从色谱图上测得苯与空气峰的间隔为52.00cm ，试计算： (1) 调整保留体积； (2) 净保留体积； (3) 比保留体积； (4) 分配系数。 解： （1）由题意知： t R ’=52/2.5=20.8min V R ’=t R ’×F c =20.8×38.4=799mL (2)00 162162kPa,101kPa, 1.60101 i i P P P P === = 查P149表7.6，知j=0.756 54 05 50+273 1.01100.298310( )( )38.40.756( )( ) 22+273 1.011030.85mL /min c w c r T P P F Fj T P - -?-?==????= ' 20.830.85642c N R V t F mL - ==?= （3）-1273642273226.g 2.4050273N g s c V V mL W T = =?=+ （4）6420.972592.4 N N s s V V K V W ρ?= == = 16. 在一色谱柱上A 、B 两组分的比保留体积分别为14.2和12.9mL .g -1，且能达到基线分离,柱温为100℃，柱死体积9.80mL ，固定液重1.40g ，试求该柱的理论塔板数。 解： 由题意知：()14.2 1.1() 12.9 g g V A V B α= = = ()()14.2 1.4373() 2.7722732739.8 g s c s N m m m V A W T V V A k A K V V V ??== = = =? 因A,B 两组分能达到基线分离，即Rs=1.5
气相色谱法第八章
气相色谱法8 ●8.1气相色谱法简介 ●8.2气相色谱仪 ●8.3气相色谱的实验技术 ●8.4毛细管气相色谱 ●8.5顶空气相色谱 ●8.6裂解气相色谱 ●8.7气相色谱法应用 8.1气相色谱法简介 1.定义：以气体作为流动相的色谱法。 2.原理及适用范围：利用物质的沸点、极性及吸附性的差异来实现混合物的分离，广泛应用于气体和易挥发物质的分析。 3.特点 ●高选择性 ●高分离效能 ●高灵敏度 4.发展 ●1941年Martin和Synge 发明液-液（分配）色谱法，阐述了气-固吸附色谱原理，提 出气-液色谱法设想； (1952 年诺贝尔化学奖) ●色谱学成为分析化学的重要分支学科，是以气相色谱的产生、发展为标志。 ●1952年Martin成功研究出气-液色谱法，解决了脂肪酸、脂肪胺的分析，并对其理论 和实践作出论述；（起点） ●1954年，Ray把热导池检测器用于气相色谱仪，并对仪器作了重大改进，扩大应用范 围； ●1956年，荷兰学者Van Deemter 提出气相色谱速率理论，奠定了理论基础； ●1957年美国工程师Golay发明效能极高的毛细管色谱柱； ●1958年澳大利亚学者Mcwilliam发明氢焰离子化检测器，使分离效能和检测器的灵敏 度大大提高。 5.气相色谱法分类 ●分类方式很多 气相色谱:（1）按固定相的状态分--气固色谱和气液色谱 （2）按使用的色谱柱分--填充柱气相色谱和毛细管柱气相色谱 如按进样方式不同分类：顶空气相色谱和裂解气相色谱等，其体系及仪器构成类似。
8.2 气相色谱仪 8.2.1结构框图 放空 8.2.2载气系统 1.作用：提供流量稳定的、持续的、纯净的载气。 2.组成： （1）载气：常用有氮气、氢气、氦气载气钢瓶： （2）净化器：除载气中水和有机杂质等（依次通过活性炭、分子筛、氧化铝、硅胶等) （3）载气流速、压力控制：控制载气流速恒定。（包括压力表、流量计、稳压阀等） 3.流量计： （1）转子流量计 （2）电子压力流量计 4.钢瓶与减压阀 钢瓶样色对应气体种类：H2绿色，He 暗灰色，O2蓝色，N2黑色、CO2银灰色 8.2.3进样系统 1.要求气密性好 2.气化室：将液体试样瞬间气化的装置 3.进样方式：（1）液体直接进样（2）顶空进样 利用被测样品（气-液和气-固）加热平衡后，取其挥发气体部分进入气相色谱仪分析。 固相微萃取进样 固相微萃取技术是20世纪90年代兴起的一项新颖的样品前处理与富集技术。 8.2.4分离系统 Detector W 载气系统 进样系统 分离系统 检测系统 数据处理及控制系统 温度控制系统
第十四章色谱法分离原理
第十四章色谱法分离原理 一．教学内容 1.色谱分离的基本原理和基本概念 2.色谱分离的理论基础 3.色谱定性和定量分析的方法 二．重点与难点 1.塔板理论，包括流出曲线方程、理论塔板数(n)及有效理论塔板数 (n e f f)和塔板高度(H)及有效塔板高度(H e f f)的计算 2.速率理论方程 3.分离度和基本分离方程 三．教学要求 1.熟练掌握色谱分离方法的原理 2.掌握色谱流出曲线（色谱峰）所代表的各种技术参数的准确含义 3.能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱分离各种实验因素 4.学会各种定性和定量的分析方法 四．学时安排4学时 第一节概述 色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素
中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义.但仍被人们沿用至今。 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体）称为固定相；自上而下运动的一相（一般是气体或液体）称为流动相；装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。 从不同角度，可将色谱法分类如下： 1.按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱（G C） 根据固定相是固体吸附剂还是固定液（附着在惰性载体上的 一薄层有机化合物液体），又可分为气固色谱（G S C）和气液色谱（GL C）。液体为流动相的色谱称液相色谱（LC） 同理液相色谱亦可分为液固色谱（L SC）和液液色谱（L LC）。超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱（SF C）。随着色谱工作的发展，通过化学反应将固定液键合到载体表面，这种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱（CB PC）. 2.按分离机理分类 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。 利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。 利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离
第二章 气相色谱分析习题参考答案
第二章 气相色谱分析课后习题参考答案（P 60页） 1、简要说明气相色谱分析的分离原理。 借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。 2、气相色谱仪的基本设备包括哪几部分？各有什么作用？ 气路系统、进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统。气相色谱仪具有一个让载气连续运行，管路密闭的气路系统；进样系统包括进样装置和气化室。其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中；分离系统完成对混合样品的分离过程；温控系统是精确控制进样口、汽化室和检测器的温度；检测和记录系统是对分离得到的各个组分进行精确测量并记录。 3、当下列参数改变时：(1)柱长缩短，(2)固定相改变，(3)流动相流速增加，(4)相比减少，是否会引起分配系数的改变？为什么？ 分配系数只与组分的性质及固定相与流动相的性质有关。所以（1）柱长缩短不会引起分配系数改变；（2）固定相改变会引起分配系数改变；（3）流动相流速增加不会引起分配系数改变；（4）相比减少不会引起分配系数改变。 4、当下列参数改变时：(1)柱长增加，(2)固定相量增加，(3)流动相流速减小，(4)相比增大，是否会引起分配比的变化？为什么？ βK m m k M S == ；而S M V V =β，分配比除了与组分、两相的性质、柱温、柱压有关外，还与相比有关，而与流动相流速、柱长无关。故(1)不变化；(2)增加；(3)不改变；(4)减小。 5、试以塔板高度H 做指标，讨论气相色谱操作条件的选择。 提示：主要从速率理论（范弟姆特Van Deemter ）来解释，同时考虑流速的影响，选择最佳载气流速（P 13-24）。（1）选择流动相最佳流速。（2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N 2，Ar)，而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H 2，He ）同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。（3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。（4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。（5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大）。（6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1~5 μL ，气体试样0.1~10 mL 。（7）气化温度：气化温度要高于柱温30~70 ℃。 6、试述速率方程中A ，B ，C 三项的物理意义。H –u 曲线有何用途？曲线的形状受哪些主要因素的影响？ 参见教材（P 14-16）。A 称为涡流扩散项，B 为分子扩散系数，C 为传质阻力系数。 下面分别讨论各项的意义： （1）涡流扩散项A 。气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，因而引起色谱峰的扩张。由于A = 2 λ·d p ，表明A 与填充物的平均颗粒直径d p 的大小和填充的不均匀性λ有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此使用适当细粒度和颗粒均
仪器分析作业第三章
专业：生物工程姓名：潘红波学号： 1、从分离原理、仪器构造及应用范围上简要比较气相色谱及 液相色谱的异同点。 答：二者都是根据样品组分与流动相和固定相相互作用力的差别进行分离的。 从仪器构造上看，液相色谱需要增加高压泵以提高流动相的流动速度，克服阻力。同时液相色谱所采用的固定相种类要比气相色谱丰富的多，分离方式也比较多样。气相色谱的检测器主要采用热导检测器、氢焰检测器和火焰光度检测器等。而液相色谱则多使用紫外检测器、荧光检测器及电化学检测器等。但是二者均可与MS等联用。 二者均具分离能力高、灵敏度高、分析速度快，操作方便等优点，但沸点太高的物质或热稳定性差的物质难以用气相色谱进行分析。而只要试样能够制成溶液，既可用于HPLC分析，而不受沸点高、热稳定性差、相对分子量大的限制。 2、液相色谱中影响色谱峰展宽的因素有哪些? 与气相色谱相 比较, 有哪些主要不同之处 答：液相色谱中引起色谱峰扩展的主要因素为涡流扩散、流动的流动相传质、滞留的流动相传质以及柱外效应。 在气相色谱中径向扩散往往比较显着，而液相色谱中径向扩散的影响较弱，往往可以忽略。另外，在液相色谱中还存在比较显着的滞留流动相传质及柱外效应。 3、在液相色谱中, 提高柱效的途径有哪些?其中最有效的途径是
什么 答：液相色谱中提高柱效的途径主要有: (1).提高柱内填料装填的均匀性; 减小粒度;选择薄壳形担体; (2).改进固定相 (3).选用低粘度的流动相 (4).适当提高柱温 其中,减小粒度是最有效的途径。 4、液相色谱有几种类型?它们的保留机理是什么? 在这些类 型的应用中,最适宜分离的物质是什么? 答：:液相色谱有以下几种类型:液-液分配色谱; 液-固吸附色谱;;离子交换色谱; 离子对色谱; 空间排阻色谱等 其中;液-液分配色谱的保留机理是通过组分在固定相和流动相间的多次分配进行分离的。可以分离各种无机、有机化合物。 液-固吸附色谱是通过组分在两相间的多次吸附与解吸平衡实现分离的.最适宜分离的物质为中等相对分子质量的油溶性试样，凡是能够用薄层色谱分离的物质均可用此法分离。离子色谱中由于键合基团不能全部覆盖具有吸附能力的载体,所以同时遵循吸附和分配的机理,最适宜分离的物质为与液-液色谱相同。 离子交换色谱和离子色谱是通过组分与固定相间亲合力差别而实现分离的.各种离子及在溶液中能够离解的物质均可实现分离，包括无机化合物、有机物及生物分子，如氨基酸、核酸及蛋白质等。 在离子对色谱色谱中,样品组分进入色谱柱后,组分的离子与对离子相
分析化学第14章练习题
分析化学第14章练习题
复习提纲：第十四章气相色谱法 色谱法的基本原理 1. 色谱法的起源（了解）、基本原理（掌握）、仪器基本框图（掌握）、分类、特点及应用（了解） 2. 色谱流出曲线及相关术语： 基线：可用于判断仪器稳定性及计算检出限（掌握）峰面积（峰高）：定量基础（掌握） 保留值：定性基础（掌握）；死时间、保留时间、调整保留时间；死体积、保留体积、调整保留体积；相对保留值γ（选择性因子α）等（掌握） 峰宽的各种表示及换算（掌握） 3. 色谱基本原理： 热力学（掌握）：分配系数K，仅与两相和温度有关，温度增加K减小 分配比k，k除与两相和温度有关外（温度增加k减小）还与相比β有关（相比的概念） k=t r'/t0；k=K/β；α=K2/K1=k2/k1 分离对热力学的基本要求：两组份的α>1或K、k不相等；α越大或K、k相差越大越容易实现分离 动力学： 塔板理论：理论（或有效）塔板数（柱效）及理论（有效板高）的计算公式及有关说明（掌握）；塔板理论的贡献及不足（了解）
速率理论：H=A+B/u+Cu中H、A、B、C、u的含义（掌握）；减小A、B、C的手段（掌握）；u对H的影响及最佳流速和最低板高的计算公式（掌握）；填充物粒径对板高的影响（掌握） 4. 分离度分离度的计算公式；R=1.5时，完全分离；R=1时基本分离（掌握） 5. 基本色谱分离方程 两种表达形式要熟练掌握； 改善分离度的手段：增加柱效n（适当增加柱长的前提下减小板高）、增加选择性因子 （GC：改变固定相和柱温）和控制适当的容量因子k（GC：改变温度及固定相用量）（掌握） 分离度与柱效、柱长、分析时间（即保留时间）之间的关系（掌握）；柱温对分离度的影响（了解）；相关例题（熟练掌握） 6. 定性分析 常规检测器用保留时间（相对保留值也可以）定性，但该法存在的不足要知道，双柱或多柱可提高保留时间定性的可靠性；质谱或红外等检测器有很强的定性能力（了解） 7. 定量分析 相对校正因子和绝对校正因子的概念（掌握）；归一
第十四章---现代仪器分析简介(大纲)
第十四章 现代仪器分析简介
1 基本要求 [TOP] 1.1 熟悉原子吸收光谱法、荧光分析法、色谱法的基本原理；灵敏度和检出限的概念。 1.2 了解原子吸收分光光度计的基本结构和定量分析方法；荧光光度计的基本结构和定量分析方法；色 谱分析的塔板理论、定性与定量分析的基本方法。 2 重点难点 [TOP] 2.1 重点 2.1.1 原子吸收光谱法、荧光分析法、色谱法的基本原理。 2.1.2 原子吸收光谱法、荧光分析法、色谱法的常用定量分析方法。 2.2 难点
色谱法分离理论。
3 讲授学时 [TOP] 建议 4 学时
4 内容提要 [TOP] 第一节 第二节 第三节
4.1 第一节 原子吸收光谱法
4.1.1 概述
原子吸收光谱法基于自由原子对辐射的吸收。选择一定波长的辐射光源，使与某一元素原子的基态
和激发态跃迁能级对应，对辐射的吸收导致基态原子数减少。辐射吸收与基态原子浓度有关，即与待测
元素的浓度相关。通过测定辐射的量，可获得样品中某元素的含量。
4.1.2 原理
当光源辐射出含有待测元素特征频率的光穿过试样蒸气时，被蒸气中待测元素基态原子所吸收，辐
射光波强度减弱。原子吸收测量的基本关系式是： A=Kc
(14.1)
式中 c 为被测样品的浓度，k 为与实验条件有关的常数。
4.1.3 原子吸收光谱仪
在雾化器中喷成细雾的样品液与燃气混合，送至燃烧器，被测元素在火焰中转化为原子蒸气，其基
态原子吸收光源发射的特征频率，使谱线强度减弱，再经单色器分光后，由光电倍增管接收并经放大器
放大，在读出装置中显示吸光度值或光谱图。
（一）光源 广泛使用的是空心阴极灯。
（二）原子化器 主要作用是将样品中待测元素转变成处于基态的气态原子。
（三）单色器 作用是将空心阴极灯发射的被测元素的共振线与其它发射线分开。常用的是平面光
栅单色仪。
（四）检测系统 主要由检测器、放大器、对数变换器、指示仪表组成。在火焰原子吸收光谱法中，
通常采用光电倍增管为检测器。
4.1.4 测量分析方法
（一）标准曲线法 配制一系列合适浓度的标准溶液，分别测定吸光度 A。以 A 为纵坐标，浓度或含
量 c 为横坐标，绘制标准曲线。在相同条件下测定试样的吸光度，从标准曲线上用内插法求出试样浓度。
（二）标准加入法 当试样组成复杂，标准溶液与试样组成之间差别较大并对测定有明显的影响时，
采用标准加入法。取等量试样 4-5 份，第一份不加被测元素，其余各准确加入一系列已知浓度的被测元
素，依次测定吸光度。作浓度—吸光度曲线。当被测试样中不含被测元素，曲线应通过原点；若曲线不
通过原点，说明含有被测元素，其外延线与横坐标交点即为试样中被测元素浓度。
（三）灵敏度和检出限
（1）原子吸收分光光度法的灵敏度(S)定义为标准曲线的斜率，
A S
c
(14.2)
在石墨炉法中也常使用特征质量表示灵敏度（绝对灵敏度）：与吸光度 A=0.0044（即 T=99%）对应
的被测物质的质量。
St
m 0.0044 A
(14.3)
其中 A 为被测定试样的吸光度，m 为其待测元素的质量。
（2）信号能否被检测，同仪器噪音大小有直接关系。检出限(L.D)表征仪器能检出某元素的最小量，
一般定义为 3 倍于噪音电平（即 A=3）所对应的待测元素浓度。
第七章-气相色谱法教学内容
第七章-气相色谱法
第七章 气相色谱法 15. 以Chromosorb P 为载体，邻苯二甲酸二壬酯为固定液，固定液重 2.40g ，其密度为 0.97g.mL -1 ，用皂膜流量计测得载气流量为38.4mL ·min -1，柱入口压力为 162kPa ，大气压力 101kPa ，柱温为50.0℃，室温为22.0℃，记录纸走速为2.50cm ·min -1。从色谱图上测得苯与空气峰的间隔为52.00cm ，试计算： (1) 调整保留体积； (2) 净保留体积； (3) 比保留体积； (4) 分配系数。 解： （1）由题意知： t R ’=52/2.5=20.8min V R ’=t R ’×F c =20.8×38.4=799mL (2)00162162kPa,101kPa, 1.60101 i i P P P P ==== 查P149表7.6，知j=0.756 54 05050+273 1.01100.298310()()38.40.756()()22+273 1.011030.85mL /min c w c r T P P F Fj T P - -?-?==????= '20.830.85642c N R V t F mL - ==?= （3）-1273642273226.g 2.4050273N g s c V V mL W T = =?=+g （4）6420.972592.4 N N s s V V K V W ρ?==== 16. 在一色谱柱上A 、B 两组分的比保留体积分别为14.2和12.9mL .g -1，且能达到基线分离,柱温为100℃，柱死体积9.80mL ，固定液重1.40g ，试求该柱的理论塔板数。 解：
第八章 高效液相色谱法习题
高效液相色谱法作业题 第一节概述 第二节高效液相色谱仪 第三节定性与定量分析 第一节概述 简答 1.简述高效液相色谱法的特点 2.比较高效液相色谱法与经典液相色谱法和气相色谱法的异同点。 第二节高效液相色谱仪 选择题 1.关于液相色谱流动相的叙述正确的是（） A.靠输液泵压力驱动 B.靠重力驱动 C.靠钢瓶压力驱动 D.以上说法都不对 2.高效液相和经典液相的主要区别是（） A．高温 B．高效 C．柱短 D．上样量 E．流动 3.HPLC与GC比较，可以忽略纵向扩散，主要原因是（） A．柱前压力高 B．流速比GC快 C．流动相粘度大 D．柱温低 E．色谱柱较GC短 4.在高效液相色谱中，通用型的检测器是（） A．紫外检测器 B．荧光检测器 C．示差检测器 D．电导检测器 E．二极管阵列检测器 5.HPLC中色谱柱常采用（） A.直型柱 B.螺旋柱 C.U型柱 D.玻璃螺旋柱 E.以上均可 简答题 1.简述高效液相色谱仪的组成及各部件的作用。 2.举出三种常见的液相色谱检测器。
3.什么是梯度洗脱，它与GC的程序升温有何异同。 第三节定性与定量分析 选择题 1.液相色谱中用于定性的参数为（） A．保留时间 B.基线宽度 C.峰高 D.峰面积 E.分配比 2.液相色谱中最常用的定量方法是（） A．内标法 B.内标对比法 C.外标法 D. 归一化法 计算题 1.一个含药根碱，黄连碱和小檗碱的生物碱样品质，以HPLC法测其合量，测得三个色谱峰面积分别为 2.67 , 3.26 和3.54cm2，现准确称等重量的药根碱，黄连碱和小檗碱对照品与样品同样方法配成溶液后，在相同色谱条件下进样得三个色谱峰面积分别为3.00,2.86和 4.20cm2，计算样品中三组分的相对含量。 2.在ODS柱上分离乙酰水扬酸和水扬酸混合物，结果乙酰水扬酸的保留时间7.42min，水扬酸保留时间8.92min，两峰的峰宽分别0.87和0.91min，问此分离高度是否适于定量分析。 讨论题 1.简述影响高效液相色谱法色谱峰展宽的主要因素和改善方法。 2.反相HPLC的分离条件如何选择。 思考题 如何根据不同的分析样品选择高效液相色谱的固定相和流动相。
分析化学作业09(第14章)
班级___________________姓名_______________作业编号__________教师评定___________ 14-1 填充柱气相色谱法分析某试样，柱长为1.5 m时，测得A、B两组分的保留时间分别为6.00 min和7.00 min，峰底宽分别为0.80 min和0.84 min.，死时间为1.20 min，试计算以下各项：（1）载气的平均线速度（cm/min）；（2）组分B的分配比；（3）组分A的有效塔板数；（4）选择性因子；（5）分离度；（6）条件不变情况下，A、B完全分离时所需的柱长（m）。 14-2 填充柱气相色谱法分析某试样，已知组分A和B的分配系数分别为7.5和9.0，当它们通过相比β=90的填充柱时，能否达到基本分离（R=1）？（已知：实际分析时填充柱柱长≤5 m，柱效约1500/m） 14-3某组分在1.5 m长色谱柱上的分配比为4.0，若载气线流速为30 cm/min，请问（1）该组分在柱内的线流速（cm/min）？（2）该组分流出色谱柱所需时间（min，以色谱峰值所对应的时间表示）。
14-4 长度相等的两根色谱柱，其Van Deemter常数如下：（1）若载气流速为0.50 cm?s-1，哪根柱子的理论塔板数大？（2）柱1的最佳流速为多少？ 14-5用柱长为2 m?2.0 mm的色谱柱（固定相为PEG 20M）分离乙酸甲酯、丙酸甲酯和正丁酸甲酯。它们的峰面积分别为18.0、43.5、28.5，相对质量校正因子分别为0.62、0.76、0.84，（1）计算正丁酸甲酯的质量分数；（2）试判断三种酯的出峰顺序（按由先到后） 14-6 采用气相色谱法测定样品中间苯二甲酸的含量：称取样品0.4000 g ，加入内标癸二酸0.1000 g，然后进行衍生化使有机酸完全转化为相应的甲酯后再进样分析，测得间苯二甲酸二甲酯和癸二酸二甲酯的峰面积分别为30.0和36.5。（1）计算内标物癸二酸衍生化后形成的癸二酸二甲酯的质量；（2）已知间苯二甲酸二甲酯和癸二酸二甲酯的质量校正因子分别为0.80和1.00，计算衍生化后样品中间苯二甲酸二甲酯的质量；（3）计算试样中间苯二甲酸的质量分数；（4）本实验为什么将样品预先进行衍生化？（已知：间苯二甲酸、间苯二甲酸二甲酯、癸二酸和癸二酸二甲酯的分子量分别为166、194、202和230）
第三篇色谱分析法
第三章色谱分析法 实验九气相色谱法测定甲苯和乙苯 一、实验目的 1．了解气相色谱的仪器组成、工作原理以及数据采集、数据分析的基本操作。 2．外标法测定苯中甲苯、乙苯的含量。 二、实验原理 气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器，被检测，在记录器上绘制出各组份的色谱峰——流出曲线。在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何中种物质。测量峰高或峰面积，采用外标法、内标法或归一化法，可确定待测组分的质量分数。 典型气相色谱仪由以下五大系统组成，详见本实验附录2。 三、仪器与药品 1．仪器设备 1）Agilent 6890N GC 2）进样口: 毛细柱进样口 (S/SL); 。 3）检测器：FID； 4）色谱柱： HP-5毛细柱：30m, 320μmχ0.25μm 5）10ul微量注射器。 6）空气泵
7）25ml容量瓶, 2．气体：高纯H2 (99.999%)；干燥空气；高纯N2 (99.999%)。 3、药品：苯、甲苯、乙苯。 四、实验步骤 1．配制标准溶液：以苯为溶剂，于容量瓶中配制甲苯、乙苯标准溶液，浓度分别为1.0×10-5、5.0×10-6、1.0×10-6和1.0×10-7 mol/L 。 2．检查N2 、H2气源的状态及压力，然后打开所有气源，开启电脑及色谱仪。 3．用微量注射器准确抽取1.0 μL溶液，注射入进样口。注意不要将气泡抽入针筒。在相同的色谱条件下，分别测定苯、甲苯、乙苯、各标准溶液及浓度未知样品。 五、问题讨论 1．如何确定色谱图上各主要峰的归属？ 2．如何选择合适的色谱柱？ 3．哪些条件会影响浓度测定值的准确性？ 附录6 Agilent 6890N GC的操作说明 一、开机 1．检查N2 、H2气源的状态及压力，然后打开气源和空气压缩机。
中药鉴定学第十四章
学习要点: 1.概述中的内容。 2.各药材的来源、主产地及特殊的采收加工方法。 3.各药材的性状鉴别，气味与其成分的关系。 4.各药材的成分类别及主要成分。 5.各药材的理化鉴别方法及结果。 6.血竭的含量测定方法及被测定成分，其混淆品的来源及鉴别要点 复习题 【A型题】（在每小题给出的A、B、C、D、E5个备选答案中，只有1项是最符合题目要求的） 1.主要成分为树脂和树胶的树脂类药材，其药用部位是A A.胶树脂 B.树脂 C.油树脂 D.香树脂 E.油胶树脂 2.树脂多为植物体内哪种成分经过复杂的化学变化而形成的D A.黄酮类 B.蒽醌类 C.生物碱类 D.挥发油类 E.木脂素类 3.树脂类药材，通常可被下列何种试液染成红色B A.间苯三酚 B.紫草 C.盐酸 D.碘 E.香草醛 4.乳香、没药根据所含主要化学成分应属于C A.香树脂 B.酯树脂 C.油胶树脂 D.油树脂 E.单树脂 5.下列哪项不是乳香的性状鉴别特征C A.呈小形乳头状，泪滴状或不规则小块
B.表面淡黄色，有时微带绿色或棕色，半透明 C.有的表面常常有一层xx粉末 D.质坚脆，断面蜡样，无光泽，少数呈玻璃样光泽 E.嚼之粘牙，唾液成乳白色，微有麻辣感 6.乳香的甲醇提取液用氯仿萃取，萃取液蒸干，残渣加醋酸溶解，加醋酐-浓硫酸，结果和被检查成分是A A.溶液变紫色，检查乳香酸 B.溶液变紫色，检查α-xx树脂酮 C.溶液变棕色，检查α-xx烯 D.溶液变蓝色，检查绿xx千层醇 7.药材淡黄色，遇热变软，烧之微有香气，冒黑烟，并遗留黑色残渣，粗粉加入苯酚四氯化碳（1：5）液1滴，即显褐色或紫色，此药材是D A.青黛B.没药C.血竭D.乳香E.儿茶 8.取药材少许，与水共研能形成黄棕色乳状液的是A A.没药 B.乳香 C.血竭 D.青黛 E.儿茶 9.下列哪项不是没药成分B A.没药酸 B.游离芳香酸 C.次没药脂酸 D.树胶，类似阿拉伯树胶 E.丁香油酚、间苯甲基酚 10.粉末的乙醚浸出物或挥发油，用溴或发烟硝酸蒸气接触残渣，即显紫红色，此药材是B A.青黛 B.没药 C.血竭 D.儿茶 E.乳香 11.没药粉末遇硝酸后，所呈颜色是E
第三篇气相色谱法
第三章气相色谱法 Gas Chromatography 气相色谱法又可分为气固色谱（GSC）和气液色谱（GLC）： 气固色谱（GSC）前者是用多孔性固体为固定相，分离的对象主要是一些永久性的气体和低沸点的化合物； 气液色谱（GLC）的固定相是用高沸点的有机物涂渍在惰性载体上．由于可供选择的固定液种类多，故选择性较好，应用亦广泛。 填充柱气相色谱与毛细管气相色谱 填充柱（Packed columns） 内径：r：2-6mm L：2-6m 载样品大，可以用于制备， 可以选择的固定相种类多，制作方便，价格低， 但：分离效能低。 空心柱：（Open tubular columns） 内径-0.5mm 长：10-100m 气阻小，分析速度快， 柱长，分离效能高 但：制作困难，价格高，进样量小，要有分流系统。 3-1气相色谱仪 一. GC工作过程 二. 气路系统 三. 进样系统 四. 分离系统 色谱柱主要有两类：填充柱和毛细管柱。 1）填充柱填充柱由不锈钢或玻璃材料制成， 内装固定相，一般内径为2～6 mm，长1～6m。 填充柱的形状有U型和螺旋型二种。 2）毛细管柱：又叫空心柱， 毛细管材料可以是不锈钢，玻璃或石英。 柱长几十米。 其分离效率高（理论塔板数可达106） 分析速度块、样品用量小， 但柱容量低、要求检测器的灵敏度高， 并且制备较难。 五. 控制温度系统 控制温度主要指对色谱柱炉、气化室、检测器三处的温度控制。 色谱柱的温度控制方式有：恒温和程序升温二种。 六.检测和数据处理系统 浓度或质量信号转化成电信号，经过必要的放大传递给记录仪或计算机，最后得到色谱流出曲线及定性和定量信息。 3-2 气相色谱固定相
气相色谱法的优点色谱分析方法的建立气相色谱法
气相色谱法的优点色谱分析方法的建 立气相色谱法 如何来确定是柱子流失还是系统污染带来的基线漂移呢?最简单的方法就是把柱子从色谱仪上取下，堵住检测器的入口，再观察在程序升温时基线的漂移情况第二部分气相色谱法的建立 第一章前言 1，引言 2，那些样品可以作为分析对象 1，引言 气相色谱法是根据气-固、气-液、气-液-固之间的相平衡，借溶质分配系数的不同而进行分离的方法建立相平衡的"界面"最好是无穷大，气相色谱法能满足在这个极大的表面上瞬间建立相平衡的条件 由于一般用惰性气体作载气，故可认为溶质和载气分子之间基本上没有相互作用为减少色谱柱中的纵向扩散，流动相最好用分子量大的载气另外，还存在一个使理论塔板高度(H)最小的最佳线性流速但气相色谱法在选择色谱柱时基本上可以忽略这些研究固定相液体、载体表面、吸附剂以及溶质在液相中或固体表面上的分子间相互作用，才是选择色谱柱的必要事项 2，那些样品可以作为分析对象 分析样品的物性(如沸点、官能团、反应性、溶解的溶剂系统等)与选择气相色谱的分离条件密切相关 保留体积(Vg)与样品沸点(TB)之间的关系： 式中：M1-液相的分子量，γ-溶质的活度系数(同系物溶质的γ基本相同，则保留体积的对数与TB成直线关系)，T-色谱柱温 (1)溶质之间沸点相差20℃时：容易用标准色谱柱分离； (2)溶质之间沸点相差10℃时：若选择与溶质有相似极性的固定液，很容易分离； (3)溶质之间沸点相差5℃时：用较长的色谱柱或用结构与溶质很类似的固定液；
(4)溶质之间沸点相差0~2℃时：当两者的沸点相近时，若每种溶质的官能团不同，选用与其中一种溶质的极性相近的固定液就容易进行分离但对具有相同官能团的同系物要选择可以利用结构差异的固定相(如分离o-，m-，p-位取代苯可用FFAP/Carbopak C等气-液-固体系)； (5)溶质沸点在-50℃以下：用强吸附剂作填料，而且柱温要置于低温； (6)溶质沸点在-50~20℃：用吸附剂或以吸附剂为载体，且在担体上涂渍极性固定液的填料； (7)溶质沸点在20~300℃：几乎所有的填料均可使用； (8)溶质沸点在300℃以上：用高沸点固定液或根据情况将样品衍生化后再供分析用，或者用液相色谱法测定 第二章色谱分离条件选择的指标 1，柱效能(N) 2，选择性(α) 3，分离度(R) 1，柱效能 为了分离某一物质对，当相对保留值不变(固定液、柱温不变)，而k值(固定液配比)变化时，k越小越是靠近非保留峰，则完全分离所需的塔板数越多但扣除非保留峰后(tR-t0)算出的有效板数(neff)却保持不变，则分离情况也可保持不变 2，选择性 所谓选择性就是固定液对于两个相邻组份的相对保留值，也就是某一难分离物质对校正保留值之比，以α表示α代表固定液对难分离物质对的选择性保留作用，其数值越大，越容易分离 3，分离度(R) 柱效能只说明色谱柱的效率高低，却反映不出难分离物质对的直接分离效果；而选择性则反映不出效率高低，故需用一综合性指标，即既能反映柱效能又能反映选择性的指标，作为色谱柱的总分离效能指标，这一指标就是分离度，分离度是反映色谱柱对相邻两组分直接分离效果的而R值越大就意味着相邻两组份分离得越好 第三章初始操作条件的确定
山东大学期末考试复习-水分析化学[第八章气相色谱法和原子吸收光谱法]山东大学期末考试知识点复习
第八章气相色谱法和原子吸收光谱法 一、气相色谱法 （一）气相色谱法概述 色谱法是一种分离技术，该技术应用于分析化学中，就是色谱分析。它的分析 原理是使混合物中各组分在两相间进行分配，其中静止不动的一相称固定相，另 一携带混合物流过此固定相的流体称作流动相。 当流动相中所含混合物经过固定 相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异， 与固定相发 生作用的大小、强弱也有差 异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中 的滞留时间的长短不同，从而按先后次序从固定相中流过。这种借助物质在两相 间分配的原理而使混合物中各组分分离的技术，称为色谱分离技术或色谱法 （对 称色层法，层析法） 1 ?色谱法分类 色谱法从不同的角度出发，有多种分类法。 （1）按流动相的物态分类 气相色谱：流动相是气体的色谱。液相色谱：流动相是液体的色谱。 按两相状态色谱分为四类: （2）按固定相的性质分类 柱色谱（填充柱色谱、毛细管色谱）、纸色谱（又叫纸层析）、薄层色谱（又叫薄 板层析) 2 ．气相色谱特点 气相色谱 弐一固色错 (1) 优点：分离效能高、高选择性、高灵敏性、分析速度性、应用广泛。 (2) 局限性 1)定性时需要标准样品。 2)样品要有一定的挥发性。 3)强极性的大分子不稳定化合物不能直接分析，但对部分高分子或生物大分子可用裂解色谱法，分析其裂解产物。 4)一般不能分析无机物，但部分无机物可转化为金属卤代物，金属螯合物等再进行分析。 ( 二) 气相色谱法的基本原理 气一固色谱分析中的固定相是一种具有多孔性及表面积较大的吸附剂颗粒。被测物质中各组分的分离是基于各组分在吸附剂上的吸附能力不同。试样由载气携带进入色谱柱，被测组分在吸附剂表面进行反复的物理吸附、脱附过程。较难被吸附的组分先流出色谱柱，容易被吸附的组分后流出色谱柱。 气一液色谱分析中的固定相是在化学隋性的固体微粒( 此固体是用来支持固定液的，称为担体) 表面，涂上一层高沸点有机化合物液膜，这种高沸点有机化合物称为固定液。在气一液色谱柱内，被测物质中各组分的分离是基于各组分在固定液中溶解度的不同。当载体携带被测物质进入色谱柱，和固定相接触时，气相中的被测组分立即溶解到固定液中去。载气连续流经色谱柱，溶解在固定液中的被测组分会从固定液中挥发到气相中。随着载气的流动，挥发至气相中的被测组分分子又会溶解在前面的固定液中。这样反复多次溶解、挥发、再溶解、再挥发。由于各组分在固定液中溶解能力不同，溶解度大的组分就较难挥发，停留在柱中的时间就长些，往前移动得就快些，而溶解度小的组分，则相反。经过一定