气相色谱原理及分析方法大全
气相色谱原理、构造及关键技术控制
分析方法
归一化法
将所有组分的峰面积 Ai 分别乘以它们的相 对校正因子后求和， 即所谓“归一” 采用归一化法的前提 条件是样品中所有成 分都能从色谱柱上洗 脱，并能被检测器检 测（出峰）。
定量分析
内标法
比较标准物质和被 测组分的峰面积，从 而确定被测组分的浓 度。 由于标准物质和被 测组分处在同一基体 中，因此可以消除基 体带来的干扰。
• 允许样品中的代表部分进入到色谱柱中。 • 当被测物浓度较高时。
不分流(splitless)
• 类似于直接进样. • 样品中绝大部分进入到色谱柱中。
3.色谱柱
• 填充柱 - 短(2-3 米), 内径（2-4mm），玻璃或金属材质 • 毛细管柱
- 长(> 60 米), 内径（0.1-0.8mm）， 所有材料均要求化学及热 性质稳定. • 热稳定性
气相色谱原理、构造及关 键技术控制
检验科 孙宇婧
目录
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气相色谱法原理 气相色谱仪构造 气相色谱法分析方法气相色谱仪关键技术来自一、气相色谱法基本理论
色谱的定义
• 色谱法：利用组分在两相间分配系数不同而进行分离的技术 • 流相动：携带样品流过整个系统的流体 • 固定相：静止不动的一相，色谱柱
你懂了吗？
气源 进样器 检测器
数据处理
GAS
色谱柱
柱温箱
气相色谱常用术语
• 基线：当没有待测组分通过检测器时，仪器记录到的信 号称为基线。它反映了随时间变化的检测器系统噪声。 稳定的基本是一条直线。 • 噪音：仪器本身所固有的，以噪音带表示。（仪器越好， 噪音越小） • 漂移：基线向某个稳定方向移动（由于仪器未稳定造成） • 峰高：色谱峰最点与基线之间的距离称为色谱峰
气相色谱仪原理 结构及操作
气相色谱仪原理、结构及操作1、基本原理气相色谱（GC）是一种分离技术。
实际工作中要分析的样品往往是复杂基体中的多组分混合物，对含有未知组分的样品，首先必须将其分离，然后才能对有关组分进行进一步的分析。
混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异，GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。
待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，一般是N2、He等）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。
但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来，也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解附，结果在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。
当组分流出色谱柱后，立即进入检测器，检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例，当将这些信号放大并记录下来时，就是如图2所示的色谱图（假设样品分离出三个组分），它包含了色谱的全部原始信息。
在没有组分流出时，色谱图的记录是检测器的本底信号，即色谱图的基线。
2、气相色谱结构及维护进样隔垫进样隔垫一般为硅橡胶材料制成，一般可分普通型、优质型和高温型三种，普通型为米黄色，不耐高温，一般在200℃以下使用；优质型可耐温到300℃；高温型为绿色，使用温度可高于350℃，至色谱柱最高使用温度的400℃。
正因为进样隔垫多为硅橡胶材料制成，其中不可避免地含有一些残留溶剂和/或低分子齐聚物，另外由于汽化室高温的影响，硅橡胶会发生部分降解，这些残留的溶剂和降解产物如果进入色谱柱，就可能出现“鬼峰”（即不是样品本身的峰），从而影响分析。
解决的办法有：一是进行“隔垫吹扫”，二是更换进样隔垫。
一般更换进样隔垫的周期以下面三个条件为准：（1）出现“鬼峰”；（2）保留时间和峰面积重现性差；（3）手动进样次数70次，或自动进样次数50次以后。
气相色谱技术的原理和应用
气相色谱技术的原理和应用1. 气相色谱技术的概述气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）是一种基于样品在气相和液相之间分配平衡的分析方法。
其原理是将待测样品通过气相色谱柱，利用柱内液相静态相平衡和动态相交换作用，从而实现各组分的分离和定性、定量分析。
该技术具有分离效果好、灵敏度高、快速、易操作等优点，广泛应用于各个领域的化学分析。
2. 气相色谱技术的基本原理气相色谱技术基于气相和液相之间的分配平衡原理。
下面是气相色谱技术的基本原理概述：•气相状态：待测样品经过进样器注入气化室，在载气的推动下进入气相色谱柱，与固定在柱内液相上的固定相发生相互作用。
•分离机理：样品中的组分沿着色谱柱向前移动，根据组分在固定相上的亲疏性不同发生分离。
分离过程中，柱内的液相起到吸附和相互作用的作用。
•检测器测量：样品成分通过色谱柱进入检测器，被分析器件进行检测和定性、定量分析。
3. 气相色谱技术的应用领域3.1 制药工业•药物分析：气相色谱技术可以用于药物的定性和定量分析，帮助研究人员了解药物的成分和纯度。
•药物质量控制：气相色谱技术可以用于药物的原料药和制剂的质量控制，确保药品的安全和有效性。
3.2 环境监测•水质监测：气相色谱技术可以用于水中有机物的分析，包括水中的污染物和有机物组分的定性、定量分析。
•大气污染监测：气相色谱技术可以对大气中的有机气体和无机气体进行分析，监测大气污染物的种类和浓度。
3.3 食品安全•食品质量控制：气相色谱技术可以用于食品的残留农药和有害物质的检测，确保食品的安全和合规性。
•食品成分分析：气相色谱技术可以对食品中的组分进行分析，包括脂肪酸、氨基酸、挥发性有机物等的定性、定量。
3.4 油气行业•油品质量控制：气相色谱技术可以用于石油产品中各种成分的分析，包括烃类、硫含量、芳烃、酚类等的定性、定量分析。
•天然气成分分析：气相色谱技术可以对天然气中的组分进行分析，包括甲烷、乙烷、丙烷等的定性、定量。
气相色谱知识大全(整理)
气相色谱知识大全（整理）色谱分析法基本原理色谱法，又称层析法。
根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。
常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。
分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。
其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。
常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。
离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。
常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。
排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。
常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。
色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。
色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。
分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。
通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。
纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。
薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。
用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。
柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。
柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。
柱色谱法所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。
如何使用气相色谱技术进行化学分析
如何使用气相色谱技术进行化学分析气相色谱技术（Gas Chromatography，简称GC）作为一种常用的化学分析方法，具有广泛的应用领域和准确可靠的结果。
本文将探讨如何使用气相色谱技术进行化学分析，并介绍其原理、仪器设备以及实验步骤等内容。
一、气相色谱的原理气相色谱是基于物质在不同条件下分配系数不同的原理进行分析的。
在气相色谱中，样品首先被挥发成气体，然后通过柱子进入气相色谱仪。
柱子内充满了固定的固相材料，称为填充物。
当样品气体通过填充物时，不同成分会因其在填充物中的分配系数不同而在柱子中被逐渐分离。
最终，通过探测器检测到的峰值数量和峰面积可以定量测定各个组分的含量。
二、气相色谱的仪器设备进行气相色谱分析需要以下主要的仪器设备：1. 气相色谱仪：包括进样系统、色谱柱、载气系统和探测器等组成。
进样系统用于将样品引入色谱柱，柱子内的填充物将样品分离，而探测器根据不同组分的特性进行检测和定量。
2. 色谱柱：是气相色谱仪中的核心部件，填充着固定的填充物。
常用的填充物有不同的性质和用途，选择合适的色谱柱对于分析结果的准确性和灵敏度至关重要。
3. 载气系统：用于推动样品通过色谱柱，并将样品中的化合物传送至探测器。
常用的载气有氮气、氢气和氦气等。
4. 探测器：根据被分析样品的特性进行选择。
常用的探测器有热导探测器（Thermal Conductivity Detector，TCD）、火焰光度检测器（Flame Photometric Detector，FPD）、质谱检测器（Mass Spectrometry Detector，MSD）等。
三、气相色谱分析的实验步骤进行气相色谱分析需要以下主要步骤：1. 样品制备：将待分析的样品制备成气体状态。
对于固体和液体样品，常用的方法有热蒸发、溶解、萃取和气相微萃取等。
2. 样品进样：将制备好的样品通过进样器引入气相色谱仪。
确保进样量适宜，以保证分离效果和峰值的清晰度。
气相色谱原理及分析方法大全
气相色谱原理及分析方法大全气相色谱（Gas Chromatography，以下简称GC）是一种广泛应用于化学分析领域的高效分离技术。
其基本原理是将待分析物质溶解在惰性气体（载气）中，通过气相色谱柱进行分离和检测。
GC可以用于分析液体、气体和固体样品中各种化合物的组成和含量，广泛应用于食品、环境、药物、化工等多个领域。
GC的基本原理有以下几个方面：1.载气：载气是GC中重要的组成部分，常见的载气有氢气、氮气和氦气。
载气的选择主要取决于柱内的分离机理和分析目的。
2.色谱柱：色谱柱是GC中进行分离的关键部件。
常见的色谱柱有毛细管柱和填充柱。
毛细管柱可以实现高效分离，填充柱适用于高分子量的化合物。
3.样品进样：样品进样是GC中样品装载的步骤。
常见的进样方式有液相进样和气相进样。
液相进样适用于液态样品，气相进样适用于气态和固态样品。
4.分离：样品在色谱柱中根据其化学特性逐渐分离。
分离是通过样品与柱内固定相之间的相互作用实现的。
5.检测：分离后的化合物将进入检测器中进行检测。
常见的检测器有热导检测器（TCD）、火焰光度检测器（FID），质谱检测器（MS）等。
GC的分析方法主要包括以下几种：1.定量分析：GC可以进行定量分析，用于测定样品中具体化合物的含量。
根据色谱峰的面积或高度与样品中化合物的浓度之间的关系进行计算。
2.定性分析：GC可以进行定性分析，通过比对样品的色谱图与化合物库中的色谱图进行鉴定。
3.体系优化：GC可以通过优化实验条件，如改变柱内固定相、调节进样方式和检测器等，以获得更好的分离效果和更高的灵敏度。
4.联用技术：GC可以与其他分析技术联用，如质谱联用（GC-MS），用于提高分析的准确性和灵敏度。
5.样品前处理：GC常常需要对样品进行前处理，如易挥发物的富集、萃取和衍生化等，以提高分析的精确度和灵敏度。
总结起来，气相色谱是一种基于分离原理的高效分析技术，可以应用于各种样品的化学分析。
在实践中，根据不同的分析目的和样品特性，可以选择合适的载气、色谱柱、检测器等，进行定量和定性分析，优化实验体系，并与其他分析技术联用，为化学分析提供可靠的方法和数据。
简要说明气相色谱法
简要说明气相色谱法一、气相色谱原理气相色谱法是一种常用的分离和分析技术，其主要原理是利用物质在固定相和移动相之间的分配平衡，实现对不同物质的分离。
在气相色谱中，固定相是色谱柱中的填充物，而移动相则是载气，如氮气或氢气。
当样品中的物质随载气通过色谱柱时，它们会与固定相发生相互作用，产生不同的保留效果，从而实现物质的分离。
二、仪器配置气相色谱法的主要仪器包括：气相色谱仪、色谱柱、进样器、检测器和数据处理系统。
其中，气相色谱仪是核心部分，它包括载气系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统。
色谱柱是实现物质分离的关键部件，进样器则负责将样品引入色谱柱，检测器则对色谱柱分离后的物质进行检测，数据处理系统则对检测数据进行处理和分析。
三、样品制备在进行气相色谱分析前，需要对样品进行适当的制备。
通常，样品需要经过萃取、浓缩、净化和分离等步骤。
萃取的目的是将目标物质从复杂的样品基质中提取出来，浓缩则是为了提高目标物质的浓度，净化则是去除杂质，而分离则是将目标物质从其他物质中分离开来。
四、实验条件优化在进行气相色谱分析时，需要对实验条件进行优化。
这包括选择合适的色谱柱、载气、温度、压力等参数。
例如，对于一些易挥发的物质，可以选择较低的进样温度和较高的载气流速，以避免这些物质在色谱柱上过度挥发。
对于一些难挥发的物质，可以选择较高的进样温度和较低的载气流速，以增强这些物质在色谱柱上的保留效果。
五、定性定量分析在优化实验条件的基础上，可以进行定性定量分析。
定性分析主要是根据色谱峰的保留时间和光谱图等信息，确定样品中存在的物质种类。
定量分析则是根据色谱峰的峰高或峰面积等信息，确定样品中各物质的具体含量。
在进行定量分析时，需要注意控制进样量、选择合适的标准品和使用内标等方法，以减小误差和提高精度。
六、应用范围气相色谱法在多个领域都有广泛的应用，如环境监测、食品检测、药物分析、化学合成等。
例如，在环境监测中，可以使用气相色谱法对空气中的有害气体、挥发性有机物等进行检测；在食品检测中，可以使用气相色谱法对食品中的农药残留、添加剂等进行检测；在药物分析中，可以使用气相色谱法对药物的有效成分、杂质等进行检测；在化学合成中，可以使用气相色谱法对反应产物进行分离和纯化。
气相色谱原理和分析方法图解
19-1 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
分离系统由色谱柱组成，它是色谱仪的核心部件，其作用 是分离样品。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2～4 mm，长1～3m。填充柱的形状有U型和螺旋型 二种。
一.
(2).液体固定相
气液色谱固定相
载体(担体)和固定液组成气液色谱固定相 1. 载体(担体)
（l）对载体的要求 具有足够大的表面积和良好的孔穴结 构，使固定液与试样的接触面较大，能均匀地分布成一薄 膜，但载体表面积不宜太大，否则犹如吸附剂，易造成峰 拖尾；表面呈化学惰性，没有吸附性或吸附性很弱，更不 能与被测物起反应；热稳定性好；形状规则，粒度均匀， 具有一定机械强度。
－.热导检测器 （TCD） 热导检测器 是根据不同的物 质具有不同的热 导系数原理制成 的。热导检测器 由于结构简单， 性能稳定，几乎 对所有物质都有 响应，通用性好， 而且线性范围宽， 价格便宜，因此 是应用最广，最 成熟的一种检测 器。其主要缺点 是灵敏度较低。
2）毛细管柱 毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁，多孔层和 涂载体空心柱。涂壁空心柱是将固定液均匀地涂在内径0．l～ 0.5mm的毛细管内壁而成，毛细管材料可以是不锈钢，玻璃或 石英。毛细管色谱柱渗透性好，传质阻力小，而柱子可以做到 长几十米。与填充往相比，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。
二．气固色谱固定相
1．常用的固体吸附剂 主要有强极性的硅胶，弱极性的氧化铝，非 极性的活性炭和特殊作用的分子筛等。使用时， 可根据它们对各种气体的吸附能力不同，选择 最合适的吸附剂 .（见表19-6） 2．人工合成的固定相
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气相色谱 分析
第一章 气相色谱分析 Gas Chromatography（GC）
要求：
1: 理解混合物中各组分在色谱柱内分离的原因; 2: 理解色谱分析法的两个重要理论; 3: 掌握分离度的计算及影响分离度的重要色谱参数; 4: 了解气相色谱法的优点及适用范围; 5: 了解固定相及重要操作条件的选择; 6: 了解常用检测器原理，优缺点及适用范围; 7: 掌握色谱分析的定性、定量讨论： ① 柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离； ② △K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离； ③柱效较低，，△K较大,但分离的不好； ④ △K小，柱效低，分离效果更差。
气相色谱 分析
由β/u和上式可看出： ① 纵向扩散项与u有关，u越小，色谱峰展宽显著；
② 纵向扩散项与Dg成正比。
Dg 1 ( Dg 1 )
M气
P气
Dg随柱温升高而增加，反比于柱压。
③ 纵向扩散项与γ成正比
空心毛细管柱,扩散程度最大γ=1 填充柱中，扩散程度降低，例如硅藻土担体 γ=0.5～0.7
分配过程：物质在固定相和流动之间发生吸附、脱附和
溶解、挥发的过程。 分配系数（K）：在一定温度下组分在两相之间分配达
到平衡时浓度比。
K
组分在固定相的浓度 组分在流动相的浓度
CS CM
分配系数是色谱分离的依据。
气相色谱 分析
分配系数 K 的讨论
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
（2） 灵敏度高 可以检测出μ g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
1.1.1概述
混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。 色谱法是一种分离技术. 试样混合物的分离过程也就是试样中各 组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进 行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相（ stationary phase）； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的 流体（气体或液体），称为流动相（mobile phase）。
动画
气相色谱 分析
色谱法
混合物中各组分在两相间 （固定相和流动相）进行分配， 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 滞留时间有长有短，从而按先后
不同次序从固定相中流出。
气相色谱 分析
1.1.4 色谱的流出曲线与术语
色谱图以组分浓度为纵坐标，流出时间为横坐标， 这种曲线称为色谱流出曲线，也称色谱峰。
气相色谱 分析
1 基线(baseline)
操作条件稳定后，无样品通过时检测器所反映 的信号--时间曲线。如图OM
2 保留值
（1）死时间tm （dead time） 惰性气体从进样开始到色谱峰顶（浓度最大）
(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔 板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定 物质。
(3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组
分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法
分离。 (4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下
柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱 效的途径。
气相色谱 分析
（2）半峰宽度 Y12 峰高一半处宽度。 如图
（3）峰底宽度Y
色谱峰两侧转折点所作切线在基线上的截距。 如图
利用色谱流出曲线可解决问题：
①根据色谱峰位置（保留值）进行定性鉴定；
②根据色谱峰面积或峰高进行定量测定；
③根据色谱峰位置及宽度，可对色谱柱分离情况 进行评价。
气相色谱 分析
1.2 气相色谱分析理论基础
气相色谱 分析
（3）传质项cu
① 气相传质项 气相传质过程：
Cg 0.01 2 d p 2 (1 )2 Gg
k——容量因子(分配比) ； dp——填充物平均颗粒直经（cm）；
Dg——组分在气相中扩散系数。
粒度小的填充物和分子量小的气体作载气可使 Cg减小，柱效增加。
气相色谱 分析
②液相传质阻力项 液相传质过程：
气相色谱 分析
2．气液相色谱分离分析原理：
固定相：化学惰性的固体颗粒表面，涂上一层高沸点
有机化合物液膜。
分析原理（动画）
被测组分在固定液反复多次溶解、挥发、再溶解、再 挥发。由于各组分在固定液中溶解能力不同，停留在柱中 时间长短不一样，经过一段时间，各组分就彼此分离。
气相色谱 分析
3．分配系数(partion factor) （K）
2Dg
u
0.01 2
(
1
)2
dp 2 Dg
2 3 (1
)2
df 2 DL
u
由上式可见： 填充均匀程度，担体粒度、载气种类、载气流连、
柱温、固定相液膜 厚度等对柱效，峰扩张有影响。
气相色谱 分析
1.3色谱分离条件的选择
1.3.1分离度
两个分组怎样才能达到完全分离？ ① 两组分的色谱之间的距离必须相差足够大 。 ②色谱峰分必离须中窄的四。种情况如图所示：
所对应的时间 如图O’A’´所示。 （2）保留时间tR（retention time） 组分从进样开始到柱后出现最大值所对应时间。
如图O’B所示。
气相色谱 分析
（3）调整保留时间t’R 扣除死时间后的保留时间.如图A’B所示。 t’R´= tR- tm
（4）死体积VM（dead volume）
色谱柱填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留空 间、色谱仪管路和连接头间空间以及检测器空间的 总和。
气相色谱 分析
1.1 色谱法的特点、分类及作用 1.2气相色谱分析理论基础 1.3色谱分离条件的选择 1.4 固定相及其选择 1.5气相色谱仪 1.6 气相色谱定性方法 1.7 气相色谱定量方法 1.8毛细管柱色谱法 1.9气相色谱分析的特点及其应用范围
气相色谱 分析
1.1 色谱法的特点、分类和作用
气相色谱 分析
4．分配比（k） partion ratio
在一定温度、压力下，在两相间达到分配平衡 时，组分在两相中质量比。
k mS mM
分配比也称：
mS— 组分分配在固定相中质量；
mM— 组分分配在流动相中质量。
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
气相色谱 分析
2.速率理论
速率理论吸收了塔板理论的概念，并把影响塔板高度 的动力学因素结合进去。
导出了H与载气流速u的关系。
H A B Cu u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效；
存在着最佳流速；
A、B、C三项各与哪些因素有关？
气相色谱 分析
（1）涡流扩散项A
分配比k与分配系数K关系：
K CS mS VS k VM k
CM mM VM
VS
气相色谱 分析
由上式可知： ① K：两相中浓度比。k：组分在两相中分配总量 比。都与固定相性质有关，且与柱温、柱压有关。 ② K：决定于组分和两相性质，与两相体积有关。
k：决定于组分和两相性质，与两相体积无关。 ③ 组分分离最终决定于组分在每相中相对量，而 非相对浓度。因此,k是重要参数。
k越大，tR 越长. k=0 时 tR=tM
气相色谱 分析
5. 分配比与保留时间的关系
滞留因子（retardation factor）： RS uS u
us——组分在柱内线速度 u——流动相在柱内线速度
Rs可用质量分数表示：
RS
mM mS mM
1 1 mS
1
1
mM
气相色谱 分析
tR
L uS
tM
气相色谱 分析
（3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法
凝胶色谱法：测聚合物分子量 分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特别 适合生物试样分析分离的高效 分析仪器。
气相色谱 分析
1.1.3.色谱法的特点
（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。
试样组分在气相中形成类似“涡流”的流动，引 起色谱峰扩张。
A=2λdp
dp——填充物平均颗粒直经（cm） λ——填充的不均匀性。 因此，使用适当细粒度和颗粒均匀担体，尽量 填充均匀，是成为涡流扩散提高柱效的有效途径。
气相色谱 分析
（2）分子扩散项β/u
动画
B 2Dg
γ——载体填充在柱内引起气体扩散路经弯曲的 因数（弯曲因子）； Dg——组分在气相中扩散系数。
气相色谱 分析
色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：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(注意单位)
n 5.54( tR )2 16(tR )2
Y1/ 2
Y
气相色谱 分析
2.有效塔板数和有效塔板高度
• 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。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数