第 11 章 气相色谱分析法大学分析化学课件习题课后习题.ppt

第十一章 气相色谱分析法 §11.1 概述 §11.3 气相色谱分析理论基础 §11.4 气相色谱分离操作条件 的选择 §11.5 毛细管柱气相色谱法简介 §11.6 气相色谱检测器 §11.7 气相色谱定性鉴定方法 §11.8 气相色谱定量测定方法 本章基本要求 §11.1 概述 2.色谱法分类（1）根据流动相和固定相物理状态分类（A）超临界色谱 (2)根据分离过程中固定相的形状分类(A)柱色谱法:填充柱色谱、毛细管色谱(B)平面色谱:纸色谱、薄层色谱（3）根据分离过程的原理（A）吸附色谱（B）分配色谱（C）离子色谱（D）凝胶色谱 11.1.2 气相色谱法的特点 11.1.3 气相色谱分析流程 气相色谱流程（动画） 11.1.4 分配系数（partition coefficient） 分配系数 K 的讨论 容量因子（capacity factor） k K与 k 的关系： §11.3 气相色谱分析理论基础 1.基线（base line） (2) 用体积表示的保留值 3. 区域宽度（色谱峰宽度） 11.3.2 色谱柱效能 1. 塔板理论——柱分离效能指标 有效塔板数和有效塔板高度: 塔板理论的特点和不足： 2. 速率理论——影响柱效能的因素 (1) A─涡流扩散项 (2) B/u —分子扩散项 (3) C ·u —传质阻力项 速率理论的要点: 3. 分离度（resolution）——柱的总分离效能指标 色谱分离中的四种情况的讨论： 分离度的表达式： 讨论： 例题： §11.4 气相色谱分离操作条件的选择 2. 载气流速的选择 11.4.2 柱温的选择 11.4.3 柱长和柱内径的选择 11.4.4 进样量和进样器 11.4.5 气化温度的选择 §11.6 气相色谱检测器 响应值（或灵敏度）S ： 11.6.2 热导池检测器 2.检测原理 进样后: 3. 影响热导检测器灵敏度的因素 11.6.3 氢火焰离子化检测器 2.氢焰检测器的结构 3. 氢焰检测器的原理 4. 操作条件的选择 11.6.4 其他检测器 §11.7 气相色谱定性鉴定方法 5.与质谱、红外光谱联用的定性鉴定 §11.8 气相色谱定量测定方法 11.8.2 定量校正因子 11.8.3 几种常用定量方法 2. 外标法 3. 内标法 思考题 思考题 思考题 令Wb(2)=Wb(1)=Wb（相邻两峰的峰底宽近似相等）， 引入相对保留值和塔板数，可导出下式： (1) 分离度与柱效 分离度与柱效的平方根成正比， r21一定时，增加柱效，可提高分离度。 (2) 分离度与 r21 增大 r21是提高分离度的最有效方法， 增大 r21的最有效方法是选择合适的固定液。 在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为 85 s 和100 s。试计算若达到完全分离需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？ 解： r21= 100 / 85 = 1.18 n有效 = 16R2 [r21 / (r21 —1) ]2 = 16×1.52 ×(1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（块） L有效 = n有效·H有效 = 1547×0.1 = 155 cm 即柱长为1.55米时，两组分可以达到完全分离。 在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和12.8s，塔板数为3600，柱长为1米，计算分离度。要完全分离，所需要的柱长。 解： 分离度： 塔板数增加一倍，分离度增加多少？ 11.4.1 载气种类及流速的选择 1. 载气种类的选择 (1)载气流速较小时,分子扩散起主要作用,载气摩尔质量↑，纵向扩散↓，柱效↑。 (2)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),可减小传质阻力,柱效↑ (3)热导检测器需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，氮气仍是首选载气。 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。 控制在固定液的最高和最低使用温度范围之内。 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，降低柱温虽可在一定程度内使分离改善，但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。