同濟大學分析化學(環(huán)境生物版)9色譜分析法.ppt

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色譜分析法,同濟大學化學系,上周要點 1 歷史,1903 Tsweet的實驗,植物提取液 CaCO3玻璃柱 石油醚淋洗,流動相 固定相,stationary phase,mobile phase,什么是兩相？,上周要點 2 兩相,流 動 相,按M相分類,80%,基線,死時間tM,保留時間tR 調整 tR’,峰高h,標準差σ,半峰寬Y1/2,峰底寬Yb,上周要點 3 流出曲線,色譜流出曲線中得到的重要信息,根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷試樣中所含組分的最少個數(shù)。 根據(jù)色譜峰的保留值?或位置?，可以進行定性分析。 根據(jù)色譜峰下的面積或峰高，可以進行定量分析。 色譜峰的保留值及其區(qū)域寬度，是評價色譜柱分離效能的依據(jù)。 色譜峰兩峰間的距離，是評價固定相?和流動?選擇是否合適的依據(jù)。,載氣系統(tǒng),進樣系統(tǒng),,色譜柱,,檢測器,,氣相色譜分析流程示意圖 1 – 載氣鋼瓶； 2 – 減壓閥； 3 – 干燥管； 4 – 針形閥； 5 – 流量計； 6 – 壓力表； 7 – 進樣器； 9 – 色譜室； 10 – 檢測器； 11 – 記錄儀,記錄系統(tǒng),,上周要點 4 儀器結構,上周要點 4 兩類柱,L 10-150m ID 0.1-0.5mm Film 0.1-1μm,L 1-5m ID 2-6mm Film 10μm,HP-1 30/0.25/0.25,上周要點 5 分離本質,兩相分配理論,K越大，tR越大，越慢出峰,分離本質，K不同,K=0, 不保留, 最先出峰, tR= tM (死時間),誰先出峰？ 苯/甲苯/對二甲苯,上周要點 6 塔板理論,塔高H柱長L的關系 有效板高Heff,neff和Heff是柱效能指標,上周要點 7 速率理論,1956 Van Deemter方程,u為 載氣 流速,H為板高,A：渦流擴散,C：傳質阻力,B：分子擴散,各類擴散 高斯分布,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,今 天 繼 續(xù),12.4 色譜條件,分離度,如何確保分離度？,,,,適當?shù)闹L,第一笨招整柱長,P241導出,R不夠 增柱長,換個思路,,載氣流速,載氣種類,H2/N2 / Ar,有最佳流速, 實際略高于此值,太慢分子擴散峰展寬,太快傳質阻力峰也寬,載氣流速/種類,原則：保證相似組分分離 盡量低柱溫、tR適宜、不拖尾,氣化溫度,低于固定液使用溫度，約350℃ 略低于組分沸點，如300℃組分可取約180℃ 能低則低！基線穩(wěn)定，柱壽命延長,太高？樣品分解！ 太低？進樣效率低！ 常高于柱溫30-50℃,柱溫/氣化溫度,其他條件,柱長,固定液/固定相討論,其他條件,L增，R增 但tR也增 確保難分組分分離度即可！,內徑過大，柱效下降 填充柱: 3～6 mm 毛細管: 0.1～0.5 mm,柱內徑,,固定相與固定液,擔體,,,,填充柱需要,,固定液,高沸點難揮發(fā)有機物或聚合物,固定相與固定液,各種柱都需要,看二甲苯混合液分離,對二甲苯,間二甲苯,鄰二甲苯,沸點℃,138.4,139.1,144.4,極性,沸點是最重要出峰依據(jù),固定相是分離的 重要因素,商品名: HP-INNOWax,30m×0.25mm×0.25um,聚乙二醇: 極性強,商品名: HP-1,30m×0.25mm×0.25um,二甲基聚硅氧烷: 弱極性,對/間/鄰二甲苯 分成2峰,對間/鄰二甲苯 只有3峰,固定液 極性,,,1 分離非極性物質,選用非極性色譜柱,各組分按沸點順序先后流出色譜柱。,2 分離強極性樣品,選用強極性色譜柱,試樣中的各組分主要按極性順序分離,非極性或極性色譜柱，視組分的性質而定,3 分離極性和非極性混合物,固定相的選擇,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,下 一 單 元,12.5 色譜檢測器,一個理想的檢測器 - 靈敏度高 - 穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好 - 對樣品無損檢測 - 通用性好，對所有樣品都有響應 - 線性響應范圍寬,AD? however,GC 常用檢測器,質量型檢測器測量的是載氣中所攜帶的樣品進入檢測器的速度變化，即檢測器的響應信號正比于單位時間內組分進入檢測器的質量。如氫焰離子化檢測器（FID）和火焰光度檢測器（FPD）。,濃度型檢測器測量的是載氣中組分濃度的瞬間變化，即檢測器的響應值正比于組分的濃度。如熱導檢測器（TCD）、電子捕獲檢測器（ECD）。,GC 常用檢測器,熱敏電阻 不同氣體的熱擴散作用改變電阻 “萬能”檢測器，但是靈敏度低 常用于填充柱和濃度較大時,TCD檢測器,TCD檢測器,工作原理:電橋,記錄儀,氣體熱導系數(shù)之差,色譜峰面積,參比池僅通過載氣,測量池通過組分,TCD 的影響因素,FID檢測器,FID 特點,含碳物質氫火焰中離子化 外電場作用形成電流, 與待測物質量正比 檢測含碳化合物更通用 靈敏度比TCD高的多，選擇性也更高,FID 特點,FID檢測器,（1）檢測含碳有機化合物更通用 （2）無機氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質靈敏度低或不響應,GC 常用檢測器,MSD 檢測器,MSD 特點,通用性強，對所有樣品都有響應 常使用電子轟擊源(EI) 配質譜標準譜庫，進行定性分析 高靈敏度,下次單獨講座,卷煙香氣成分分析,,GC-MS實例,GC-MS實例,定性能力強,本書雖未提及 但是最強大有效檢測器,,下 一 單 元,12.1 色譜法概述,12.4 色譜條件的選擇,12.5 檢測器,12.6 定性定量方法,12.2 色譜柱,12.3 色譜理論,12.6 色譜定性分析方法,純標準樣對照,文獻值對照,儀器聯(lián)用定性,色譜自身定性—保留值,12.7色譜定量分析方法,定量依據(jù):組分含量與峰面積成正比,峰面積A測定,積分軟件,強大的分離能力,主流,定量校正因子,原因:不同檢測器對不同組分的靈敏度不同,測量f ’常用標準物:苯(TCD), 正庚烷（FID),12.7色譜定量分析方法,為什么要引入校正因子？,TCD原理： 熱導系數(shù)差，樣品與載氣,液體的比重概念，水與乙醇,12.7色譜定量分析方法,,特點及要求： § 簡便、準確 § 進樣量/操作條件對結果影響不大(同時) § 試樣中所有組分必須全出峰,1 歸一化法,常用定量方法,2 外標法,方法: 已知濃度標準系列作工作曲線,注意: 控制相同條件,常用定量方法,3 內標法,內標物要滿足以下要求：,目的:為消除進樣量、操作條件對色譜定量的影響,方法:定量地將內標準物質加入試樣中并混勻,常用定量方法,本章作業(yè)：p253-255,概念與選擇題等自行完成,上交計算題：12.26/12.29,頂空色譜法,基本樣品預處理技術之一,色譜最麻煩的環(huán)節(jié)：樣品預處理,Headspace：大花園中的,樣品預處理：百花齊放大花園,內 容 摘 要,概念,實驗內容,基本原理,儀器,氣相萃取法,頂空密封瓶,頂空色譜—概念,加熱,底部液/固相有關成分揮發(fā),取樣,上部氣相,氣相色譜適合： 易揮發(fā)成分,頂空優(yōu)勢！,實驗,自己采樣，三種樹皮，1g就夠！ 香樟、松樹、梧桐：樹皮色譜指紋圖譜,全自動儀器視頻,今日關鍵詞,色譜條件/固定液/溫度/柱,檢測器/FID/TCD/MSD,tR定性/面積定量:歸一化等,頂空色譜:氣相萃取,這就是色譜！,本章關鍵詞,首次色譜實驗1903 tsweet,本質:分離 // 兩相:固定/流動相,分離:按流動相/原理,色譜曲線的術語:保留時間/區(qū)域寬度,填充柱與毛細管柱：各自特點,本章關鍵詞,分離原理：分配系數(shù)差異,K越大，tR越大，越慢出峰,塔板理論與速率理論：柱效標志,分離度:1.5,這些重要公式,條件:柱長/柱溫/流速/固定液極性,檢測器：TCD/FID/MSD,色譜定性：tR法/MS等聯(lián)用,色譜定量：歸一/內標/外標,色譜法的應用實例,,開放實驗室 下周四12：45-1：40 2：00-3：10 紫外可見分光光度儀 拉曼 漫反射 頂空-氣相色譜,,分析化學實驗談論區(qū) 報名 09年外系開放實驗討論區(qū),