气相色谱学

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气相色谱法在食品的应用

气相色谱法在食品的应用

气相色谱法在食品的应用
气相色谱法是一种分离和分析化合物的技术,在食品行业中有广泛的应用。

该技术利用气相色谱仪,将样品中的化合物通过气相色谱柱分离,然后通过检测器检测化合物的数量和种类。

气相色谱法在食品中的应用主要包括以下方面:
1. 食品中添加剂的检测:气相色谱法可以检测食品中的添加剂,如防腐剂、色素、甜味剂等,以保证食品的安全性。

2. 食品中的食品香料成分分析:气相色谱法可以分析食品中的各种香料成分,如植物提取物、天然香料、化学合成香料等,以保证食品的质量。

3. 食品中的残留农药检测:气相色谱法可以检测食品中的残留农药,以保证食品的安全性。

4. 食品中的脂肪酸成分分析:气相色谱法可以分析食品中的脂肪酸成分,如不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸等,以评估食品的营养价值。

5. 食品中的挥发性成分分析:气相色谱法可以分析食品中的挥发性成分,如酯类、醛类等,以保证食品的品质。

总之,气相色谱法在食品行业中具有重要的应用价值,可以保证食品的安全、质量和营养价值。

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气相色谱名词

气相色谱名词

气相色谱词条正文(294条,56507字)1色谱法chromatography 又称色层法、层析法,是一种对混合物进行分离、分析的方式。

1903年俄国植物学家茨威特在分离植物色素时,取得了各类不同颜色的谱带,故得名色谱法。

以后此法虽慢慢应用于无色物质的分离,但“色谱”一词仍被人们沿用至今。

色谱法的原理是基于混合物中各组分在两相(一相是固定的称为固定相,另一相是流动的称为流动相)中溶解、解析、吸附、脱附,或其它作使劲的不同,当两相作相对运动时,使各组分在两相中反复多次受到上述各作使劲作用而取得相互分离。

2气相色谱法gas chromatography,GC 以气体作为流动相的色谱法。

依照所用固定相状态的不同,又可分为气-固色谱法和气-液色谱法。

前者用多孔型固体为固定相,后者那么用蒸气压低、热稳固性好、在操作温度下呈液态的有机或无机物质涂在惰性载体上(填充柱)或涂在毛细管内壁(开口管柱)作为固定相。

气相色谱法的优势是:分析速度快,分离效能高,灵敏度高,应用范围广,选择性强,分离和测定同时进行。

其局限性在于不能用于热稳固性差、蒸气压低或离子型化合物等的分析。

3反气相色谱法inverse gas chromatography (IGC) 反气相色谱法是以被测物质(如聚合物样品)作为固定相,将某种已知的挥发性低分子化合物(探针分子)作为样品注入汽化室,汽化后由载气带入色谱柱中,探针分子在气相和聚合物相两相中进行分派,由于聚合物的组成和结构的不同,与探针分子的作用也就不同,选择适合的检测器,检测探针分子在聚合物相中的保留值,藉此研究聚合物与探针分子和聚合物之间的彼此作用参数等。

在高聚物的研究中取得普遍的应用。

气相色谱法的原理和计算公式等均适用于反气相色谱法。

4超临界流体色谱法supercritical fluid chromatography 以超临界流体作为流动相(固定相与液相色谱类似)的色谱方式。

超临界流体即为处于临界温度及临界压力以上的流体,它具有对分离十分有利的物化性质,其扩散系数和黏度接近于气体,因此溶质的传质阻力较小,能够取得快速高效的分离,其密度和溶解度又与液体相似,因此可在较低的温度下分析沸点较高、热稳固性较差的物质。

气相色谱知识大全(整理)

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。

甲醛 气相色谱法

甲醛 气相色谱法

甲醛气相色谱法
气相色谱法(Gas Chromatography, GC)是一种分析化学方法,用于分离和测定混合物中的化学物质。

气相色谱法通过将样品蒸发成气体并通过柱状填充物进行分离,然后使用检测器测量各个组分的浓度。

对于甲醛(Formaldehyde),气相色谱法是一种常见的分析手段,特别是在室内空气质量监测、材料测试等领域。

以下是使用气相色谱法分析甲醛的基本步骤:
1.样品制备:从待测样品中收集甲醛,并通过合适的方法将其转化为气体态。

这通常涉及到样品的蒸发或挥发过程。

2.气相色谱仪分析:蒸发后的气体样品被引入气相色谱仪系统。

在气相色谱仪中,样品通过柱状填充物分离成不同的化合物。

3.检测:使用检测器(通常是火焰离子化检测器,FID)测量在柱中分离的甲醛峰的面积,该面积与甲醛的浓度成正比。

4.标定:为了得到准确的浓度,通常需要使用已知浓度的标准品进行标定,以建立峰面积和浓度之间的关系。

通过这些步骤,气相色谱法可以用于准确、敏感地检测和分析甲醛等挥发性有机化合物。

气相色谱法 色谱图 分析化学课件

气相色谱法 色谱图 分析化学课件
气相色谱分析是一种要的化学分析方法,其基本原理是将样品汽化后引入色谱柱。在色谱柱中,由于柱内填充物的极性强弱不同,会对不同的物质产生不等的吸附力或溶解力。同时,通过柱箱的加热使色谱柱内分子运动加剧,样品中的各组分在经过一定的柱长后,便能达到分离效果。这些分离后的组分按一定顺序离开色谱柱,进入检测器。检测器(如氢火焰检测器)会将组分转化为离子流,产生的信号被搜集并放大,最终导出一组模拟信号,即色谱图。色谱图上的每个峰代表一个组分,峰的高低或面积与被测试样中该组分的含量相关,因此可以用于定量分析。此外,通过色谱图还可以对样品进行定性分析,如识别组分种类等。整个过程中,多个参数如基线、色谱峰、峰高、峰面积、拖尾因子、保留值等被用于描述和评价色谱分析的效果。

气相色谱标气

气相色谱标气

气相色谱标气气相色谱标气气相色谱作为一种高效准确的分析技术,在化学、生物、制药、环保等行业中得到了广泛应用。

而在气相色谱分析中,标气作为一个重要的内部标准,可以保证分析结果的准确性和可靠性。

本文将从标气的概念、种类、应用以及选择和使用标气的方法等方面进行探讨和分析。

一、标气的概念标气是指用于某种物质的定量分析中,加入已知量的一种单一化合物或混合物,通过测定它和分析物的响应因子或响应因素的比值,来进行分析物的定量分析。

标气的加入可以有效消除仪器本身的漂移、噪声等误差,从而提高分析的准确性和可靠性。

标气的浓度和纯度要求较高,因此其制备和使用都需要严格的控制和管理。

二、标气的种类常用的标气种类主要包括单质和混合物两种类型。

单质标气是指一种单一化合物(如乙烯、氯化甲烷等),其浓度可以被准确测量,并且其与被测样品的响应因子稳定可靠。

而混合物标气则是由多种单一化合物混合而成,例如官能团混合物、烷烃混合物等。

混合物标气的优点是可以使用一个标气来校准多种被测物质的响应因子,节约成本,效率更高。

三、标气的应用标气在气相色谱分析中有着广泛的应用。

主要用途如下:(一)校准响应因子。

使用标气来校准仪器的响应因子,将样品在仪器上得到的响应信号转化为相应的浓度值,从而得到样品的定量分析结果。

(二)验证分析方法。

使用标气来验证分析方法的精确性和可靠性,从而评估分析方法的适用性和准确度。

(三)确定检出限和灵敏度。

通过加入已知浓度的标气,可以确定仪器的检出限和灵敏度,并且确定样品中待测成分的浓度范围。

(四)对比不同仪器间的结果。

使用标气可以对比不同仪器的响应因子和检出限,从而判断不同仪器间分析结果的一致性和可比性。

四、标气的选择和使用选择适合的标气和使用方法,对于保证气相色谱分析准确性至关重要。

下面是一些选择和使用标气的建议和技巧:(一)选择尽量单一的标准品。

单一基准品可以使实验操作更加简便、高效,并且不容易产生多重校准的误差。

《分析化学》(十七)气相色谱法

《分析化学》(十七)气相色谱法一、教学内容本节课的教学内容来自于《分析化学》第十七章,主要讲述气相色谱法的基本原理、仪器设备及其在分析化学中的应用。

具体包括气相色谱法的定义、原理、分类,气相色谱仪的结构、操作步骤,以及气相色谱法在环境、医药、食品等领域的应用实例。

二、教学目标1. 使学生了解气相色谱法的基本原理和仪器设备,掌握气相色谱法的操作步骤。

2. 培养学生运用气相色谱法分析实际问题的能力。

3. 提高学生对分析化学实验的兴趣,培养学生的实验操作技能。

三、教学难点与重点1. 气相色谱法的原理及其在实际分析中的应用。

2. 气相色谱仪的结构及操作步骤。

3. 气相色谱法的实验操作技能。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、气相色谱仪模型、实验仪器等。

2. 学具:实验报告册、实验试剂、实验仪器等。

五、教学过程1. 实践情景引入:介绍气相色谱法在环境监测、医药、食品等领域的应用实例,激发学生的学习兴趣。

2. 知识讲解:讲解气相色谱法的基本原理、分类,气相色谱仪的结构及操作步骤。

3. 例题讲解:分析实际案例,讲解气相色谱法的应用。

4. 随堂练习:学生自主完成气相色谱法的实验操作,巩固所学知识。

5. 板书设计:绘制气相色谱法的原理图,突出重点内容。

6. 作业设计:(2)思考题:针对本节课的内容,提出思考题,引导学生深入思考。

六、板书设计1. 气相色谱法原理图2. 气相色谱仪结构图3. 气相色谱法操作步骤七、作业设计1. 实验报告:(1)实验目的:掌握气相色谱法的操作步骤,分析实际样品。

(2)实验原理:气相色谱法的基本原理。

(3)实验步骤:气相色谱法的操作步骤。

(4)实验结果及分析:对实验数据进行处理和分析。

2. 思考题:(1)气相色谱法在实际分析中的应用有哪些?(2)气相色谱仪的主要组成部分是什么?(3)如何优化气相色谱法的实验条件?八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:介绍气相色谱法在其他领域的应用,如气象学、化学品的检测等,激发学生的学习兴趣。

气相色谱面积归一法

气相色谱面积归一法气相色谱面积归一法气相色谱(GC)在分析学领域的应用越来越广泛,但在其应用中需要解决一个基本问题:如何准确地定量分析样品中的各种组分。

针对这个问题,气相色谱面积归一法应运而生。

一、气相色谱面积归一法的原理气相色谱面积归一法是一种比较简单的定量计算方法,其原理基于以下两点:1. 气相色谱峰面积与组分相对量成正比气相色谱分离出的峰面积,与峰内所含组分的相对量成正比。

因此,可以通过峰面积计算出各组分的相对量。

2. 色谱图峰面积总和等于100%气相色谱柱在一定条件下能够充分将样品中各组分分离出来,并且能够使每个组分都出现一个峰。

在这样的情况下,色谱图峰面积总和等于100%。

二、气相色谱面积归一法的计算步骤1. 计算各组分峰面积占总峰面积的百分比首先,需要对气相色谱图进行解析,确定每个组分的峰面积。

然后,将每个组分的峰面积除以总峰面积,计算出其占总峰面积的百分比。

2. 所有组分占比求和将每个组分的占比相加,计算出所有组分的占比之和。

3. 每个组分相对含量的计算将每个组分的占比除以所有组分占比之和,即可得到每个组分的相对含量。

三、气相色谱面积归一法的优点1. 简单易行气相色谱面积归一法不需要对每个组分订购单独标准曲线,也不需要进行消解计算。

因此,其计算方法相对简单易行。

2. 准确度高在气相色谱图的范围内,峰面积是与组分成正比的。

因此,使用该方法可以获得比较准确的定量结果。

3. 实用性强气相色谱面积归一法可以适用于大多数气相色谱分离的组分。

因此,该方法在实验室中具有比较广泛的应用。

总之,气相色谱面积归一法是一种基于简单计算的定量分析方法,具有计算方法简单、准确度高、实用性强等优点。

在气相色谱分析中具有非常重要的意义。

使用气相色谱法具有的优点

使用气相色谱法具有的优点气相色谱法(Gas Chromatography,GC)是一种基于气体载体流动相和固定相间分离和分析样品成分的分析技术。

与其他色谱法相比,气相色谱法具有如下优点:1.高分离效率:气相色谱法具有高分辨率和高分离效率,能够有效分离复杂的混合物。

这是由于气相色谱法在分析过程中使用气体载气,使得各组分在固定相上扩散的速度远快于液相色谱法中的扩散速度,从而实现高效的分离。

2.快速分析速度:气相色谱法分析速度较快,通常在几分钟到几十分钟之间。

例如,对于一个在液相色谱法中可能需要几小时的分析,采用气相色谱法通常可以在几分钟之内完成。

3. 低检测下限:气相色谱法的检测下限较低,常常可以达到ppb(亿分之一)或更低水平。

这是由于气相色谱法在样品进样和分离过程中,使用了高温和固定相相结合的技术,使得样品分析更为灵敏,检测能力更强。

4.多功能性:气相色谱法可以用于分析各种不同类型的样品,包括气体、液体和固体样品。

此外,气相色谱法还可以与其他分析技术(如质谱联用)结合使用,从而进一步提高分析的灵敏度和选择性。

5.广泛的应用领域:气相色谱法广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析、石油化工、医学诊断等领域。

例如,气相色谱法可以用于检测空气中的有害气体、水中的有机污染物、食品中的农药残留物等。

6.选择性高:气相色谱法通常具有较高的选择性,即能够准确识别和定量不同化合物成分。

这是由于气相色谱法采用了多种柱和固定相材料,并可以根据化合物性质的差异进行选择,从而实现更高的选择性。

7.检测稳定性好:气相色谱法的仪器设备相对简单,操作比较方便,且稳定性较好。

因此,气相色谱法常常用于需要长时间稳定分析的情况下,如环境监测、在线进程控制等。

8.样品消耗小:相比其他色谱法,气相色谱法所需的样品量相对较小,涉及蒸发浓缩和进样过程。

这使得气相色谱法适用于对样品数量有限或宝贵的情况,同时也减少了样品的浪费。

总之,气相色谱法具有高分离效率、快速分析速度、低检测下限、多功能性、广泛的应用领域、选择性高、检测稳定性好以及样品消耗小等优点。

气相色谱的分类

气相色谱的分类气相色谱的分类:气相色谱法是以气体为流动相的色谱分析法,属于柱色谱,最常见的气相色谱分类有以下几种。

1.按色谱柱分类按色谱柱分类,可分为填充柱气相色谱和开管柱气相色谱。

填充柱内要填充一定的填料,它是“实心”的,而开管柱则是“空心”的,其固定相附着在柱管内壁上。

开管柱又常称为毛细管柱,但毛细管柱并不总是开管柱。

事实上,毛细管柱也有填充型和开管型之分,只是人们习惯上将开管柱叫作毛细管柱。

毛细管柱比填充柱有更高的分离效率,但因其内径小,柱容量小,且对进样技术要求高,载气流速控制要求更为精确。

2.按固定相状态分类按固定相状态可分为气-固色谱和气-液色谱。

前者采用固体固定相,如多孔氧化铝或高分子小球等,主要用于分离永久气体和较低相对分子质量的有机化合物,其分离主要是基于吸附机理。

后者则采用液体固定相,其分离主要基于分配机理。

在实际气相色谱分析中,气-液色谱占90%以上。

3.按分离机理分类按分离机理可以分为分配色谱(气-液色谱)和吸附色谱(气-固色谱)。

当然,气-液色谱并不是纯粹的分配色谱,气-固色谱也不完全是吸附色谱。

一个色谱过程往往是两种或多种机理的结合,只是有一种机理起主导作用。

4.按进样方式分类按进样方式可分为常规色谱、顶空色谱和裂解色谱。

气相色谱的特点:由于气体黏度小,传质速率高,渗透性强,有利于高效快速地分离。

气相色谱法具有如下特点。

1)高效能。

在较短的时间内能够同时分离和测定极为复杂的混合物,如含有100多个组分的烃类混合物的分离分析。

2)高选择性。

能分离分析性质极为相近的物质,如有机物中的顺、反异构体和手性物质等。

3)高灵敏度。

可以分析10-13~10-11g的物质,特别适合于微量和痕量分析。

4)高速度。

一般只需几分钟到几十分钟便可完成一个分析周期。

劝应用范围广。

可以分析气体、易挥发的液体和固体及包含在固体中的气体。

一般情况下,只要沸点在500℃以下,且在操作条件下热稳定性良好的物质,原则上均可用气相色谱法进行分析。

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第一章概述一、气相色谱的发展历史从二十世纪初俄国植物学家茨维特发现色谱,到1941年英国人马丁发明气相色谱开始,如今已有一百多年的时光,其中气相色谱的诞生也有了近百年的历史。

有人形象的比喻,当年气相色谱就像一个呱呱坠地的婴儿,度过了天真烂漫的童年,充满生机和幻想的少年和青年,如今已步入体格健壮、阅历、经验丰富的中年。

这里,我们回顾气相色谱的发展历史,将其归纳为以下多点大事:(1)1903年俄国植物学家茨维特发现了色谱(碳酸钙为固定相,叶绿素为样品,石油醚为流动相的液固色谱)。

(2)1941年英国人马丁发明了气相色谱(流动相为气体,固定相为吸附剂或塗在惰性载体上的高沸点液体)。

(3)1956年荷兰学者范第姆特总结当时气相色谱实践经验,提出了速率理论,即有名+C g+C L·u的范氏方程。

HETP=A+ Bu式中:A—多路效应项(涡流扩散),它的大小跟所用载体颗粒粗细有关。

纵向气态扩散项(分子扩散),它的大小跟载气线速度成反比,线速度越小,纵向扩散越严重。

B=2r D g ,r跟色谱柱的几何形状有关,对填充柱来讲,r在0.5~0.7,对毛细管柱r=1.D g 与组分性质、柱温柱压、载气性质有关。

待分析组分的分子量大,或载气的分子量大,一般D g 值都小,随之B值也小。

D g 值随柱温的增高而加大,随柱温降低而减小,随柱压增加而减小,随柱压减小而增大。

C g—气相传质阻力项,表示气液或气固两相进行质量交换时所受的阻力。

C g值跟填充柱颗粒(d p)大小有关。

d p减小时,C g也减小;反之,d p增大时,C g也增大。

C L—液相传质阻力项,表示组份从气液界面扩散到固定液内部,然后又扩散回到气液界面所受的阻力。

液膜厚度d f增厚,C L也增大;反之,d f变薄,C L减小。

固定液分子量变大,C L也随之增大;反之,固定液分子量变小,C L也随之减小。

(4)在速率理论指导下,1958年美国工程师戈雷,发明了毛细管柱(开管柱)气相色谱法。

+C g+C L·u这时范氏方程中的A=0HETP=Bu毛细管柱内经0.2~0.6mm,长度10~300m,总的柱效可达数十万,甚至上百万塔板数。

柱材料可以是金属、玻璃、弹性石英等。

(5)1958年第二届国际气相色谱讨论会上报道了氢火焰离子化(FID)检测器,使毛细管气相色谱如虎添翼。

20世纪60~70年代,陆续出现了电子捕获检测器(ECD)、火焰光度检测器(FPD)、电加热的氮磷检测器(NPD)、实用的窗式光电离检测器(PID)等。

同时,TCD出现了衡电流、恒热丝温度及衡热丝温度检测电路;ECD出现了衡频率变电流、衡电流脉冲调制检测电路等,从而使性能又有所提高。

(6)1975年在前西德召开了第一届玻璃毛细管气相色谱讨论会。

(7)1979年出现了熔融硅开管柱(FSOT柱),也叫弹性石英毛细管柱。

(8)1983和1984年相继开发出交联型非极性和极性毛细管柱,不仅延长了柱寿命,也提高了柱的使用温度。

(9)1988年澳大利亚SGE公司推出了金属(铝)外护层的弹性石英毛细管柱,同时我国石科院邹乃忠等人开发了金属毛细管内壁镀单晶硅的新毛细管柱型,目前欧洲和日本一些厂商已有商品柱出售。

(10)近年来,530微米大口径柱的发展,在很大程度上弥补了常规毛细管柱样品负荷量小的不足。

(11)目前电子计算机的飞速发展,促进了气相色谱仪的飞速发展,仪器的自动化程度、耐高温性能,都达到了相当程度,低温色谱的研制也正在深入,这样就使气相色谱的应用范围得到进一步的扩展。

(12)在电子计算机飞速发展的促进下,化学计量学在气相色谱中的应用,如神经网络、支持向量机、小波分析等方法在色谱的定性、分类和函数模拟,未分离开色谱峰的解析、祛除噪声、以及提高检测下限等方面的应用,涌现了许许多多的成果。

二、色谱法分类基于色谱过程的现象及基本原理,从不同的角度出发,有不同的分类法。

(一)按两相状态分类:色谱法中共有两相,即固定相和流动相。

相是指一个体系中的某一均匀部分。

如上述弹性石英毛细管内壁涂的固定液,称为固定相,柱内流动的气体或液体就叫流动相。

如果流动相是气体,就称为气相色谱。

用液体作流动相时,就称为液相色谱。

同样固定相也可能有两种状态,即在使用温度下呈液态和在使用温度下呈固态的固体吸附剂等。

所以按这种分类法可以把色谱分成以下几种:(二)按固定相性质分类:柱色谱:可分为两大类,一类是固定相装在一根玻璃或金属管内,叫填充柱色谱;另一类是固定相附着在一根细管内壁上,管中心是空的,叫开管柱色谱或称毛细管色谱。

(1)纸色谱:利用滤纸作为固定相,让样品溶液在纸上展开,达到分离的目的。

(2)薄层色谱:将吸附剂涂渍或压在薄板上,让样品溶液在薄板上展开,以达到分离的目的。

(三)按分离原理分类:(1)吸附色谱:利用吸附剂对不同组分吸附性能的差别而进行分离,包括气固色谱和液固色谱。

(2)分配色谱:利用不同组分在两相间分配系数的差别而进行分离,包括气液分配色谱和液液分配色谱。

(3)其它色谱:如利用离子交换原理的离子交换色谱;利用化学反应的反应色谱;利用胶体的电动效应的电动色谱。

(四)按动力学分类:按这种分类法可分为冲洗法,顶替法和迎头法三种。

目前这种分类法基本不使用。

三、气相色谱基本原理气相色谱法的原理是利用混合物中各组分在流动相和固定相中具有不同的溶解和解析能力(指气液色谱),或不同的吸附能力(指气固色谱),或其它亲和性能作用的差异。

当两相作相对运动时,样品各组分在两相中反复多次,受到上述各种作用力的作用,从而使混合物中的各组分得到分离,如图1—1所示。

当样品(例如A、B两相的混合物)注入色谱柱头以后,载气把气态或气化的样品带人色谱柱内。

刚进入色谱柱时,组分A、B以混合谱带出现,由于各组分在固定相中的溶解和解析、或吸附和脱附能力的差别,各组分在色谱柱中的滞留时间不同,即它们在柱中的流动速度不同。

随着载气的不断流过,组分在柱中两相间经过反复多次的分配和平衡,当运行一定的距离后,柱中的样品各组分就得到了分离,当组份A离开色谱柱进入检测器时,记录仪就记录出组分A的色谱峰,继之组分B离开色谱柱进入检测器,记录仪就记录出组分B的色谱峰。

由于色谱柱中存在着涡流扩散,纵向扩散和传质阻力等原因,使得记录的色谱峰并不是一条矩形的谱带,而是一条接近高斯分布曲线的色谱峰。

图1—1混合物样品在色谱柱中的分离情况四、气相色谱的有关术语和基础理论(一)色谱图被分析样品从进样开始经色谱分离到组分全部流过检测器后,在此期间所记录下来的响应信号随时间而分布的图像称为色谱图。

(1)基线:在操作条件下,当没有样品进入检测器时,反映检测器响应信号随时间变化的记录线称为基线。

稳定的基线如图1—2所示的ot直线。

(2)色谱峰:在操作条件下,当样品组分进入检测器时,反映检测器响应信号随时间变化的图线称为色谱峰。

见图1—2中的高斯曲线。

(3)峰高(h):峰的顶点与基线之间的距离称之为峰高,见图1—2中的h。

(4)半峰宽(W1/2):色谱峰高一半处的峰宽度,图1—2中2△t1/2为以时间表示的半峰宽。

(5)峰宽(W):指从峰两边的拐点做切线与基线相交部分的宽度,图1—2中的W b为以时间表示的峰宽度。

(6)死时间t r0:指纯粹载气从色谱柱中流出需要的时间,一般用空气出峰的时间来表示。

(7)组分i的保留时间(t r):组分i从进样到流出色谱峰需要的时间。

(8)组分i的调整保留时间(t r'):组分i的保留时间与死时间的差值,t r'=t r-t r0。

(9)色谱区域宽度:采用标准偏差、半峰宽或峰底宽等来度量。

色谱区域宽度是色谱流出曲线中的重要参数。

它体现了组分在柱中的运动情况,它与物质在流动相和固定相之间的传质阻力等因素有关。

图1-2气相色谱流出曲线(二) 定性指标—保留值当仪器的操作条件保持不变时,任一物质的色谱峰总是在色谱图上固定的位置出现,即具有一定的保留值。

下面介绍几个有关保留参数的术语:(1)死时间t M :不被固定相滞留的组分,从进样开始到出现色谱峰最大值所需的时间,称为死时间t M ,也就是指不被固定相吸附或溶解的气体在检测器中出现浓度或质量极大值的时间。

(2)保留时间t R :样品组分从进样开始到样品色谱峰出现最高点的时间。

(3)调整保留时间t'R :扣除死时间后样品的保留时间:t'R =t R -t M 。

(4)死体积V M :对应于t M 所流过的流动相的体积。

它可以由死时间和柱流速的乘积来计算,即V M =t M ×Fc'。

式中Fc'是校正到柱温、柱压下的载气流速。

(5)保留体积V R :从样品开始出现色谱峰最大值时所流过的载气体积,即V R =t R ×Fc'。

(6)调整保留体积V R ’:指扣除死体积后保留体积,即V R ’﹦V R -V M 或V R ’﹦t R ’×Fc'。

(三) 总分离效率指标—分离度在色谱分析中经常遇到混合物的各组分之间的分离问题,即相邻两组分能否分离开的问题。

色谱柱对某一物质对的分离显然取决于它们保留值的差别和柱效率的高低。

为便于选择分离条件,常用分离度作为表达色谱柱总分离效率的指标。

分离度R 定义为相邻两组分的保留时间之差除以两峰宽度W 之和的平均值。

R =t R2−t R112(w 2+w 1)=2(t R2−t R2)(W 2+W 1)从图1—3可看出,R=0时,两峰相互重叠,未分离开;当R <1时,相邻两组分的色谱峰有较大部分重叠;R=1时,两峰基本分离开,分离度为98%。

R ≥1.5时,峰完全分离开。

图1—3色谱峰分离度(四) 柱效率指标—理论塔板数衡量和评价柱效率可由塔板理论或速率理论来解释。

这里对塔板理论作简单介绍。

在塔板理论中可把色谱柱比喻成一个精馏塔,被分离物质在色谱柱的分配过程可用类似于精馏塔的塔板理论来描述。

虽然不能全面地解释(塔板理论对有些色谱现象不能解释),却能定性或半定量地解释色谱实践。

这种近似理论处理基本上能与实验结果相符合,而由此计算出来的反映柱效率的塔板数n ,可以用于评价各种柱参数,并比较它们对分离的影响。

最常用的计算公式是: n =5.54(t R W h 2)2=16(tR W )2 要表达色谱柱柱效率和色谱峰的扩张程度,常用相当一个理论塔板(HETP )的高度来表示(H )。

H =L n (L 表示色谱柱长度。

n 表示塔板数)用理论塔板数n和理论塔板高度H表示柱效率似乎很好,其实不然,因为n只能说明色谱峰的扩张程度和徒度,而不能说明两物质在柱中的分离情况,实际上理论塔板数与实验中所使用仪器有关。

色谱仪死体积的存在,对峰的影响很大,往往计算出来的n很小,H很小,但色谱柱表现出的实际操作效能却很差,特别对那些流出较早的组分,仅根据理论塔板数的大小,还不能真实反映分离程度的优劣,因而提出了有效理论塔板数n eff和有效理论塔板高度H’作为柱效率指标。

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