页数：31页文件大小：2.29 MB来源： 分析化学ppt课件
本课件讲解第七章 色谱分析法 第二节 气相色谱装置，围绕气相色谱仪及其流程、气相色谱固定相、气相色谱检测装置展开，配合图示、公式与例题说明相关概念、原理与计算要点，便于课前预习与课后复习。
第七章色谱分析法一、气相色谱仪及其流程二、气相色谱固定相三、气相色谱检测装置1．检测器特性2．热导检测器3．氢火焰离子化检测器4.电子捕获检测器5.具有定性功能的检测器（联用技术）第二节气相色谱装置
气相色谱仪
气相色谱仪
气相色谱仪
二、气相色谱固定相1．气固色谱固定相种类：活性炭：有较大的比表面积，吸附性较强。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。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。
气固色谱固定相分子筛：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。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等。适用于水、气体及低级醇的分析。
2．气液色谱固定相气液色谱固定相[固定液+担体（支持体）]：•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。可以作为担体使用的物质应满足以下条件：•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；•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。
担体（硅藻土）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。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。
表5-1填充柱气液色谱担体一览表
(6)固定液的相对极性规定：角鲨烷（异三十烷）的相对极性为零，β，β’—氧二丙睛的相对极性为100.
表8-2优选固定液麦氏常数：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。
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=SmS=E/m单位：mV/（mg/cm-3）；（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
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）。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。检测器响应值为2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）。线性度与线性范围：检测器的线性度定义为：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。而检测器的线性范围定义为：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。
2．热导检测器（1）热导检测器的结构池体：一般用不锈钢制成。热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、且价廉易加工的钨丝制成。参考臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前。测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。
（2）检测原理平衡电桥，右图。不同的气体有不同的热导系数。•钨丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：R参=R测;R1=R2则：R参·R2=R测·R1无电压信号输出；
记录仪走直线（基线）。•进样后，载气携带试样组分流过测量臂而这时参考臂流过的仍是纯载气，使测量臂的温度改变，引起电阻的变化，测量臂和参考臂的电阻值不等，产生电阻差，R参≠R测则：R参·R2≠R测·R1•这时电桥失去平衡，a、b两端存在着电位差，有电压信号输出。信号与组分浓度相关。记录仪记录下组分浓度随时间变化的峰状图形。
（3）影响热导检测器灵敏度的因素①桥路电流I：I↑，钨丝的温度↑，钨丝与池体之间的温差↑，有利于热传导，检测器灵敏度提高。检测器的响应值S∝I3，但稳定性下降，基线不稳。桥路电流太高时，还可能造成钨丝烧坏。②池体温度：池体温度与钨丝温度相差越大，越有利于热传导，检测器的灵敏度也就越高，但池体温度不能低于分离柱温度，以防止试样组分在检测器中冷凝。
表7-3某些气体与蒸气的热导系数(λ)，单位：J/cm·℃·s③载气种类：载气与试样的热导系数相差越大，在检测器两臂中产生的温差和电阻差也就越大，检测灵敏度越高。载气的热导系数大，传热好，通过的桥路电流也可适当加大，则检测灵敏度进一步提高。氦气也具有较大的热导系数，但价格较高。
(3)氢焰检测器的原理a.当含有机物CnHm的载气由喷嘴喷出进入火焰时，在C层发生裂解反应产生自由基：CnHm──→·CHb.产生的自由基在D层火焰中与外面扩散进来的激发态原子氧或分子氧发生如下反应：·CH+O──→CHO++ec.生成的正离子CHO+与火焰中大量水分子碰撞而发生分子离子反应：CHO++H2O──→H3O++COA区：预热区B层：点燃火焰C层：热裂解区：温度最高D层：反应区
（4）影响氢焰检测器灵敏度的因素①各种气体流速和配比的选择：N2流速的选择主要考虑分离效能，N2:H2=1:1～1:1.5氢气:空气=1:10。②极化电压正常极化电压选择在100～300V范围内。
4.电子捕获检测器•高选择性检测器，•仅对含有卤素、磷、硫、氧等元素的化合物有很高的灵敏度，检测下限10-14g /mL，•对大多数烃类没有响应。•较多应用于农副产品、食品及环境中农药残留量的测定。
质谱作为色谱检测器所存在问题的解决：第一和第二个问题的解决：采用分子分离器；分子分离器类型：微孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。喷射式分子分离器：由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真空室中，如图所示。可做成多级。
请选择内容：第一节色谱法概述第二节气相色谱仪第三节色谱理论基础第四节气相色谱操作条件选择第五节色谱定性、定量方法第六节毛细管色谱第七节液相色谱法第八节离子色谱法第九节高效毛细管电泳第十节薄层色谱与纸色谱法结束
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