页数：41页文件大小：15.84 MB来源： 仪器分析及实验ppt课件
本课件围绕气相色谱展开，从气相色谱仪的基本部件讲到气相色谱固定相，并延伸至气相色谱分析法及其应用，说明相关原理、仪器结构与定量方法要点，逐页图示与文字版对照编排。
Chapter FiveGas Chromatography (GC)第五章气相色谱法（2）精品课程仪器分析(含实验)
气相色谱法Gas Chromatography (GC)1941, British scientists, A.J.P. Martin and R.L.M. Synge(Biochem. J., 1941, 35, 1358)* Liquid-liquid partition chromatography* A theoretical framework for the basic chromatographic process* A predication, “a gas might be usedinstead of a liquid in chromatography”1952, A.T. James and A.J.P. Martin Gas-liquid chromatography, Biochem. J., 1952,50, 679 (volatile fatty acids)2
Schematic Diagram of Chromatography气相色谱流程图DetectorCarrier gas sourceFlow or pressurecontrollerInjection valveand gasifyingColumnData station (Recorder)WGas purifier
2.12.1.1 气路系统载气气路结构载气净化器载气稳压恒流阀2.1.2 进样系统进样器：液体进样气体进样气化室
2.1Simplified injection port design
2.1旋转式六通阀a)取样位（load）b)进样位（injection）
2.12.1.3 分离系统填充柱packed column I.D. 2~4 mm, Length 1~10 m; U形/螺旋形(15~25:1)毛细管柱capillary column or open tubular (OT) columnI.D. 0.2~0.5 mm, Length 30~300m; 螺旋形I.D.RStationary phase
2.12.1.4 温控系统气化室色谱柱箱检测器(特别是TCD)一般情况下，气化室的温度比色谱柱温高10~50℃检测器的温度也比色谱柱温略高“程序升温”
程序升温
2.12.1.5.1 热导池检测器Thermal Conductivity Detector (TCD)热导池示意图(a)双臂热导池(b)四臂热导池浓度型检测器
2.1热导池Wheatstone电桥测量线路R1·R4=R2·R39~24V
2.12.1.5.2 火焰离子化检测器Flame Ionization Detector (FID)C6H66 ·CH6 ·CH + 3O26CHO++ 6e6CHO++ 6H2O6CO + 6H3O+化学电离质量型检测器
2.1Some compounds not detected by the flame ionization detectorH2O NO H2S, CS2HeCO2NO2COS ArCO N2O SiCl4KrN2NH3SiHCl3NeO2SO2SiF4Xe水、永久性气体、氮氧化物、碳氧化物、部分硫化物
2.12.1.5.3 电子捕获检测器Electron Capture Detector (ECD)63Nie-N2β-rayN2++ e-X + e-X-X-+ EN2+N2+ X浓度型检测器灵敏度高，线性范围窄10-14g/mL 102~4-+sample
2.2载体+ 固定液固体吸附剂新型合成固定相
2.22.2.1 载体* 具有多孔性比表面积大* 化学惰性不与试样组分发生化学反应；表面无活性，但应有较好的“浸润性”* 热稳定性“好”* 有一定的机械强度载体硅藻土类载体非硅藻土类载体
2.2硅藻土类载体红色硅藻土孔径~2mm, 比表面积~4 m2/g表面吸附性较强且有一定的催化活性适于涂渍高含量固定液，分离非极性化合物白色硅藻土孔径8~9mm, 比表面积~1 m2/g催化活性小适于涂渍低含量固定液，分离极性化合物硅藻土载体的预处理：酸洗，碱洗，硅烷化，釉化等
2.22.2.2 固定液* 热稳定性“好”，蒸汽压低* 化学稳定性，不与样品或载气发生“不可逆”化学反应* 粘度和凝固点要“低”* 试样中待分离的各组分在其中应有一定的溶解度
2.2.3 组分与固定液分子之间的相互作用范德华力键合力气相色谱固定相Stationary Phases in Gas Chromatography2.2范德华力①定向力-+-+Mobile Phase Flow
2.2②诱导力极性分子的永久偶极非极性分子的诱导偶极利用极性固定液来分离非极性组分(分子)和可极化组分(分子)的混合物b.p. 80.81℃ 80.10℃
2.2③色散力非极性分子的“瞬间”偶极矩同步电场极化周围的分子非极性固定液分离非极性组分(分子)混合物
2.2④氢键F —H …F O —H …F O —H …N N —H …NN≡C —N …N键合力与固定相分子之间形成化合物或配合物
2.22.2.4 固定液的分类①根据固定液的相对极性来分类(1959, Rohrschneider)β, β’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))()(lg''butanetbutadienetqRR=211)(100100qqqqpxx---=
2.2固定液的相对极性分为五级, 每20单位为一级非极性固定液0 -+1 “-”弱极性固定液+1 -+2中等极性固定液+3强极性固定液+4 -+5
2.2②罗氏常数和麦氏常数Rohrschneider constant/McReynolds constant（北京大学化学系仪器分析教学组编«仪器分析教程北京大学出版社1997）③固定液的化学结构官能团的结构«
2.2载体+ 固定液固体吸附剂新型合成固定相
2.2
2.3.1气相色谱分离条件的选择uCuBAH++=HuACBuopt.Hmim
2.3.1.1 载气及其线速的选择CBuopt=BCAH2min+=2.3.1.2 柱温的选择①柱温应高于固定液的熔点，低于固定液的最高使用温度②柱温低，选择性好；柱温高，分离时间短③程序升温（p391）
2.3.1.3 色谱柱长度和内径的选择)1(4aa-=effsnR221'2')(54.5)(16YtYtnRReff==effeffnLH=填充柱：Length,2-6 mI.D., 3-6 mm
2.3.1.4 载体的选择一般地，红色硅藻土适用于低温分离白色硅藻土适用于高温分离粒度，均匀，直径为柱I.D. 的1/20~25对于4mm的柱，60~80目（200~160 mm)2.3.1.5 进样时间和进样量“快”< 1s; A (or h)与进样量之间呈线性关系
2.3.2 定性分析单柱比较法双柱比较法“相同的色谱条件”samplestandard
峰高加入法进样量“低”
没有标准物质时，利用经验规律和文献值进行定性碳数规律（对于同系物）'lgRtnCAntR+='lg3≥n沸点规律（对于同族具有相同碳数碳链的异构体化合物）CATtbR+='lg
保留指数------科瓦茨(Kovats)指数正构烷的保留指数为含碳数乘100]lglglglg[100''''1nnnxRRRRxttttnI--+×=+＞＞'1+nRt'xRt'nRt
GC-MS, GC-FTIR……2.3.3 定量分析相对标准偏差RSD : 1~3%2.3.4 应用环境样品生物样品
超临界流体色谱简介Brief Introduction of Supercritical Fluid Chromatography (SFC)超临界流体Supercritical FluidP/PaT/℃SolidGasLiquidSupercriticalfluidTriple pointCritical pointDensity changeable
Syringe pumpSamplestoveColumnRestrictor（限流器）Detector超临界流体色谱简介Brief Introduction of Supercritical Fluid Chromatography (SFC)D. R. Gere, Science, 1983, 222, 253
超临界流体色谱简介Brief Introduction of Supercritical Fluid Chromatography (SFC)Comparison of the physical properties of gas, liquid and supercritical fluidgas supercritical fluid liquidDiffusion coefficient, cm2/s 10-110-410-5Density, g/mL 10-30.8 1Viscosity, g/cm s 10-45×10-410-2SFC比HPLC的柱效高, 分离速度快SFC比GC的柱温低, 易于分离热不稳定的大分子化合物-----------
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