一、氣相色譜儀基本原理：
氣相色譜是對氣體物質(zhì)或可以在一定溫度下轉(zhuǎn)化為氣體的物質(zhì)進(jìn)行檢測分析。由于物質(zhì)的物性不同，其試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同，當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，組份就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，由于固定相對各組份的吸附或溶解能力不同， 雖然載氣流速相同，各組份在色譜柱中的運(yùn)行速度就不同，經(jīng)過一定時(shí)間的流動后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測器，產(chǎn)生的訊號經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。 根據(jù)出峰位置，確定組分的名稱，根據(jù)峰面積確定濃度大小。
二、對-個(gè)混合試樣成功地分離，是氣相色譜法完成定性及定量分析的前提和基礎(chǔ)。而其中氣相色譜分離條件的選擇至為關(guān)鍵。主要涉及以下幾個(gè)方面：
1. 載氣對柱效的影響：
載氣對柱效的影響主要表現(xiàn)在組分在載氣中的擴(kuò)散系數(shù)Dm（g）上，它與載氣分子量的平方根成反比，即同一組分在分子量較大的載氣中有較小的Dm（g） 。根據(jù)速率方程：
（1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)與載氣流速無關(guān)；
?。?font face="Times New Roman">2）當(dāng)載氣流速 u 小時(shí)，分子擴(kuò)散項(xiàng)對柱效的影響是主要的，因此選用分子量較大的載氣，如 N2、Ar，可使組分的擴(kuò)散系數(shù) Dm（g）較小，從而減小分子擴(kuò)散的影響，提高柱效；
（3）當(dāng)載氣流速 u 較大時(shí)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)對柱效的影響起主導(dǎo)作用，因此選用分子量較小的氣體，如 H2、He 作載氣可以減小氣相傳質(zhì)阻力，提高柱效。
2. 載氣流速（u）對柱效的影響：
從速率方程可知，分子擴(kuò)散項(xiàng)與流速成反比，傳質(zhì)阻力項(xiàng)與流速成正比，所以要使理論塔板高度Hzui小，柱效zui高，必有一*流速。對于選定的色譜柱，在不同載氣流速下測定塔板高度，作 H-u 圖。
由圖可見，曲線上的zui低點(diǎn)，塔板高度zui小，柱效zui高。該點(diǎn)所對應(yīng)均流速即為*載氣流速。在實(shí)際分析中，為了縮短分析時(shí)間，選用的載氣流速稍高于*流速。
3. 固定液的配比 又稱為液擔(dān)比。
從速率方程式可知，固定液的配比主要影響Csu，降低df，可使Csu減小從而提高柱效。但固定液用量太少，易存在活性中心，致使峰形拖尾；且會引起柱容量下降，進(jìn)樣量減少。在填充柱色譜中，液擔(dān)比一般為 5％～25％。
4. 柱溫的選擇
柱溫是影響氣相色譜分離的重要參數(shù)之一，主要影響來自于K、k、Dm（g）、Ds（l）；從而直接影響分離效能和分析速度。柱溫與 R和 t 密切相關(guān)。提高 t，可以改善 Cu，有利于提高 R，縮短 t。但是提高柱溫又會增加B/u 導(dǎo)致 R 降低，r21變小。但降低 t 又會使分析時(shí)間增長。
在實(shí)際分析中應(yīng)兼顧這幾方面因素，選擇原則是在是在難分離物質(zhì)對能得到良好的分離，分析時(shí)間適宜且峰形不托尾的前提下，盡可能采用較低的柱溫。同時(shí)，選用的柱溫不能高于色譜柱中固定液的zui高使用溫度（通常低20-50℃）。 對于沸程寬的多組分混合物可采用“程序升溫法”，可以使混合物中低沸點(diǎn)和高沸點(diǎn)的組分都能獲得良好的分離。
氣化溫度的選擇
氣化溫度的選擇主要取決于待測試樣的揮發(fā)性、沸點(diǎn)范圍。穩(wěn)定性等因素。氣化溫度一般選在組分的沸點(diǎn)或稍高于其沸點(diǎn)，以保證試樣*氣化。對于熱穩(wěn)定性較差的試樣，氣化溫度不能過高，以防試樣分解。
色譜柱長和內(nèi)徑的選擇
能使待測組分達(dá)到預(yù)期的分離效果，盡可能使用較短的色譜柱。一般常用的填充柱為l～3m。填充色譜柱內(nèi)徑為3～4mm。
7. 進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量的選擇
進(jìn)樣迅速（塞子狀）以防止色譜峰擴(kuò)張；
進(jìn)樣量要適當(dāng)：在檢測器靈敏度允許下，盡可能少的進(jìn)樣量：液體樣0.1～10ul，氣體試樣為0.1～10ml。
8. 燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤?/font>
在氣相色譜分析中，燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤龝?yán)重的影響組分的分離，一般兩者的比例為1：8~1：15。
而真正實(shí)現(xiàn)對-個(gè)混合試樣成功地分離，色譜條件的選擇中zui為關(guān)鍵的是色譜柱的選擇、柱溫的選擇、載氣的選擇及其流速的確定、燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤取?/font>
衡量氣相色譜分離好壞的程度可用分離度R表示：
式中，tR2，Y2和tR1，Y1分別是兩個(gè)組分的保留時(shí)間和峰底寬，如圖所示。當(dāng)R＝1.5時(shí)，兩峰*分離；當(dāng)R=1.0時(shí)，98％的分離。在實(shí)際應(yīng)用下，R＝1.0時(shí)一般可以滿足需要。
用色譜法進(jìn)行定性分析的任務(wù)是確定色譜圖上每一個(gè)峰所代表購物質(zhì)。在色譜條件確定時(shí)，任何一種物質(zhì)都有確定的保留值、保留時(shí)間、保留體積、保留指數(shù)及相對保留值等保留參數(shù)。因此，在相同的色譜操作條件下，通過比較已知純樣和未知物的保留參數(shù)或在固定相上的位貿(mào)，即可確定未知物為何種物質(zhì)。
當(dāng)手頭上有待測組分的純樣時(shí)，作與巴知物的對照進(jìn)行定性分析極為簡單。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可采用單柱比較法、峰高加入法或雙柱比較法。
單柱比較法是在相同的色譜條件下，分別對已知純樣及待測試樣進(jìn)行色譜分析．得到兩張色譜圖，然后比較其保留參數(shù)。當(dāng)兩者的數(shù)值相同時(shí)，即可認(rèn)為待測試樣中有純佯組分存在。雙柱比較法是在兩個(gè)極性*不同的色譜住上，在各自確定的操作條件下，測定純樣和待測組分在其上的保留參數(shù)，如果都相同，則可準(zhǔn)確地判斷試樣中有與此純樣相同的物質(zhì)存在。由于有些不同的化合物會在某一固定相上表現(xiàn)出相向的熱力學(xué)性質(zhì)，故雙柱法定性比單柱法更為可靠。
在一定的色譜條件下，組分i的質(zhì)量mi或其在流動相中的濃度，與檢測器的響應(yīng)訊號峰面積Ai或峰高hi，成正比： 或 ，
式中，和稱為校正因子。這是是色譜定量的依據(jù)。響應(yīng)信號Ai、hi及校正因子和的淮確測量直接影響定量分析的準(zhǔn)確度。而其中峰面積更適于作為定量分析的參數(shù)。現(xiàn)代色譜儀或工作站中一般都能準(zhǔn)確測量色譜峰面積。
校正因子可用下式表示：
式中，Mi可用質(zhì)量、物質(zhì)的量及體積等物理量表示，糊應(yīng)的校正因子分別稱為質(zhì)量校正因子、摩爾校正因子和體積校正因子。由于校正因子受儀器和操作條件的影響很大，其應(yīng)用受到限制，一般采用相對校正因子。相對校正因子是指組分i與基準(zhǔn)組分s的校正因子之比，即：
根據(jù)不同的情況，可選用不同的定量方法。歸一化法是將樣品巾所有組分合量之相按100％計(jì)算，以它們相應(yīng)的響應(yīng)信號為定量參數(shù)，從而計(jì)算各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。該法簡便、準(zhǔn)確。當(dāng)操作條件變化時(shí)，對分析結(jié)果影響較小，常用于定量分析，尤其適于進(jìn)佯量少而體積不易準(zhǔn)確測量的液體試樣。但采用本法進(jìn)行定量分析時(shí)，要求試樣中各組分產(chǎn)生可測量的色譜峰。
三、氣相色譜儀儀器和試劑：
1.氣相色譜儀 上海吉理GC5890
2.氮?dú)饣驓錃怃撈?/font>
3.微量進(jìn)樣器 10μL，醫(yī)用注射劑 5ｍＬ， 10ｍＬ
4.色譜條件 色譜柱：苯系物檢測柱（2mm×2m不銹鋼填充柱，其zui高耐受溫度105℃），氣化室溫度：150℃，檢測器溫度：150℃，載氣（N2）流速：30~50mL/min，燃燒氣（H2）流速：40~50mL/min，助燃?xì)猓諝猓┝魉伲?/font>400~500mL/min，柱溫：65℃~100℃。
初始色譜條件：氣化室溫度：150℃，檢測器溫度：150℃，載氣（N2）流速：30mL/min，燃燒氣（H2）流速：40mL/min，助燃?xì)猓諝猓┝魉伲?/font>400mL/min，柱溫：65℃。
5.苯、甲苯、乙苯、正己烷等均為分析純。
四、氣相色譜儀試驗(yàn)步驟：
樣品的配制：分別取取苯、甲苯及乙苯各50μL，用正己烷稀釋至50mL容量瓶中，密封搖勻。
樣品的測定：先按照初始條件設(shè)定色譜條件，待儀器的電路和氣路系統(tǒng)達(dá)到平衡，記錄儀上的基線平直時(shí)，既可進(jìn)樣。吸取2uL標(biāo)準(zhǔn)樣品注入汽化室，記錄色譜圖，采集色譜數(shù)據(jù)。重復(fù)進(jìn)樣兩次。進(jìn)樣后及時(shí)在記錄紙上，于進(jìn)樣信號處標(biāo)明標(biāo)準(zhǔn)溶液號碼，注意每做完一種標(biāo)準(zhǔn)溶液需用后一種待進(jìn)樣標(biāo)準(zhǔn)溶液洗滌微量進(jìn)樣器5~6次。
柱溫的選擇： 改變柱溫：65℃、75℃、85℃，同上測試，判斷柱溫對分離的影響。
載氣流速的選擇：改變不同的載氣流速，同上測試，判斷柱溫對分離的影響。
燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤倪x擇：改變?nèi)細(xì)夂椭細(xì)獾谋壤?，同上測試，判斷柱溫對分離的影響。
五﹑ 氣相色譜儀數(shù)據(jù)及處理：
記錄初始實(shí)驗(yàn)條件下的色譜條件及色譜結(jié)果（各自組分及對應(yīng)保留時(shí)間）。并根據(jù)單一標(biāo)準(zhǔn)樣的保留時(shí)間確定混合樣品中各峰的物質(zhì)名稱。
記錄實(shí)驗(yàn)條件：
?。?font face="Times New Roman">1）色譜柱的柱長及內(nèi)徑：
?。?font face="Times New Roman">2）載氣及其流量：
?。?font face="Times New Roman">3）燃?xì)饧捌淞髁浚?/font>
（4）助燃?xì)饧捌淞髁浚?/font>
?。?font face="Times New Roman">5）柱溫：
?。?font face="Times New Roman">6）檢測器及檢測溫度：
?。?font face="Times New Roman">7）汽化室溫度：
記錄各色譜圖上各組分色譜峰的保留時(shí)間值，并填入下表中。
編號t苯t甲苯t乙苯
123平均值123平均值123平均值
單標(biāo)
混合樣
采用混合標(biāo)樣作為樣品，改變柱溫：65℃、75℃、85℃，同上測試，記錄各色譜圖上各組分色譜峰的保留時(shí)間值，并填入下表中。判斷柱溫對分離的影響。
溫度t苯t甲苯t乙苯
123平均值123平均值123平均值
65℃
75℃
85℃
如果時(shí)間許可，可以以混合標(biāo)樣作為樣品嘗試改變不同的載氣流速，改變?nèi)細(xì)夂椭細(xì)獾谋壤?，判斷柱溫對分離的影響。
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