第十四章 气相色谱法（课件）- 《分析化学》第一节 概述同步教学（人卫版第9版）

气相色谱的基本理论 Basic Theory of Gas Chromatography 常用术语 1 气相色谱法分离原理 2 塔板理论 3 速率理论 4 目录 CONTENTS 常用术语 Common terms 1 常用术语 流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线 色谱峰：流出曲线上突起部分，每个峰代表样品中的一个组分。 色谱流出曲线 基线 色谱峰 常用术语 １、基线 无组分通过检测器时，响应信号的记录为基线，稳定的基线为一条直线，反映检测器的系统噪音。 常用术语 峰高 h 峰面积 A＝h2Δt1/2 峰拐点 E、F 峰宽 wb 半峰宽 w1/2 = 2Δt1/2 峰高或峰面积的大小和每个组分在样品中的含量高低有关。 峰高或峰面积是气相色谱进行定量分析的重要依据。 ２、色谱峰的峰高或峰面积 常用术语 用来衡量色谱峰宽度的参数， 有三种表示方法： （1）标准偏差()： 即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。 （2）半峰宽(W1/2)： 色谱峰高一半处的宽度 W1/2 =2.354  （3）基线宽度(Wb)： Wb=4  色谱峰越窄说明柱效越高;色谱峰越宽说明柱效越低; ３. 峰宽 常用术语 （1）保留时间（tR）：组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM 4、常用的保留值 常用术语 指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。 保留时间与保留体积关系：VR= tR Fo Fo为色谱柱出口的载气体积流速(mL.min-1) 调整保留体积（VR ＇）：VR＇= VR－VM 死体积VM表示柱内固定相颗粒间剩余的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及进样系统、检测器的空间的总和。 （2）保留体积VR 4、常用的保留值 常用术语 某组分i的调整保留值与标准物质（如正壬烷）的调整保留值之比，称为相对保留值。 ri,s= tR(i) / tR(s)´= VR(i) / VR(s)´ 相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，具有通用性，广泛用作定性的依据。 在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。 （3）相对保留值ri,s 4、常用的保留值 气相色谱法 分离原理 The separation principle of gas chromatography 2 气相色谱法分离原理 组分在两相间的浓度比,标志着组分在固定相和流动相的分布情况。 K 取决于组分及固定相的热力学性质，并随柱温、柱压而变化。 同一条件下，若两组分的K 值相同，则色谱峰重合。 K值小的组分，每次分配后在气相中的浓度（cm）较大，组分前移的速度快，在柱内停留的时间短，先出峰。 为样品组分在固定相中的浓度 为样品组分在流动相中的浓度 1、分配系数K 气相色谱法分离原理 R <1：两峰不能分离； R =1.0：分离程度98%（相邻两峰刚好分离）； R =1.5：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。　 两峰的距离表示色谱柱的选择性，即对不同组分的分离能力，用分离度（分辨率）R表示： R综合考虑了保留时间和基线宽度两方面的因素,用来评价色谱柱的总分离效能。 2、分离度 R 气相色谱法分离原理 通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。 两峰重叠 分离不完全 完全分离 课本p242 图11-4 塔板理论 Tower Theory 3 塔板理论 　为了阐述色谱峰形的变化及影响色谱峰形扩张的各种因素，介绍气液色谱中的塔板理论和速率理论。 　为了阐述色谱柱中分离效率的高低，沿用了在化学工程中描述精馏塔分离效率的塔板概念，提出了色谱的塔板理论。 塔板理论 1、塔板数和塔板高度 色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离（塔板高度）：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为： n = L / H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为： 半峰宽(W1/2)：色谱峰高一半处的宽度 　　 Wb 基线的宽度或峰底宽度 塔板理论 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 由于组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度作为柱效能指标： 同一色谱柱，有效理论塔板数n有效越大，或有效理论塔板高度H有效越小，则色谱柱的柱效率