- 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>
- 了解氣相色譜的基本分離原理及其規(guī)律;
- 掌握氣相色譜法常用的定性測(cè)量方法及其應(yīng)用;
- (3)熟悉Agilent 6890N氣相色譜儀的構(gòu)造并掌握其基本操作。
二、實(shí)驗(yàn)原理
- 氣相色譜及其分類
氣相色譜法實(shí)質(zhì)是根據(jù)不同物質(zhì)在互不相溶的兩相中具有不同的分配系數(shù)的原理,當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這些物質(zhì)在兩相中的分配反復(fù)進(jìn)行多次,這樣使得有些分配系數(shù)只有微小差異的組分產(chǎn)生很大的分離效果。
氣相色譜法是以氣體為流動(dòng)的一種色譜分析方法,它具有分離效率高、分析速度快,使用樣品量少、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),因此有著廣泛的應(yīng)用。
氣相色譜的分類方式有很多種,按色譜柱分可分為填充柱和開(kāi)管柱。填充柱是填充了固定相的色譜柱,開(kāi)管柱式固定相涂附在管內(nèi)壁上的色譜柱。
按固定相狀態(tài)分可分為氣固色譜和氣液色譜。前者采用固體固定相,如多孔氧化鋁或高分子小球等,主要用于分離*氣體和較低分子量的有機(jī)化合物,器分離主要是基于吸附機(jī)理;后者則為液體固定相,分離主要基于分配機(jī)理。
按分離機(jī)理分可分為分配色譜和吸附色譜。氣液色譜并不總是純粹的分配色譜,其固色譜也并不*是吸附色譜,一個(gè)色譜過(guò)程常常是兩種或多種機(jī)理的結(jié)合,只有一種機(jī)理起主導(dǎo)作用。 按進(jìn)樣方式分,可分為常規(guī)色譜、頂空色譜和裂解色譜等。
- 氣相色譜法的基本參數(shù)
當(dāng)樣品沒(méi)有進(jìn)入色譜檢測(cè)器是噪聲隨時(shí)間變化的曲線(載氣中雜質(zhì)及柱中流出的一些成分的響應(yīng))。
峰高:從峰大值到峰底的距離。
峰寬:從流出線拐點(diǎn)出作切線,基于基線的兩點(diǎn)間的距離,又叫基線寬度。
峰面積:色譜曲線與基線所包圍的面積。
死時(shí)間:不被固定相保留的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰大值所需要的時(shí)間。
保留時(shí)間:樣品組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰大值所需的時(shí)間、即組分被保留在色譜柱的時(shí)間。
調(diào)整保留時(shí)間:保留時(shí)間減去死時(shí)間。
分配系數(shù):其定義為在平衡狀態(tài)時(shí),某一組分在固定相(CL)與流動(dòng)相(CG)中的濃度之比,即K=CL/CG。
容量因子:也叫分配比或分配容量。它定義為平衡狀態(tài)時(shí),組分在固定相與流動(dòng)相中的質(zhì)量之比:k=CLVL/CGVG=KVL/VG=(tG-tM)/tM。
相對(duì)保留值:又稱為選擇子或選擇性因子即在一定條件下,保留時(shí)間大的組分B與保留時(shí)間小的組分A的調(diào)整保留值之比a=t'R(B)/t'R(A)=kB/kA
- 儀器結(jié)構(gòu)與原理
- 氣路系統(tǒng):氣路系統(tǒng)包括載氣和檢測(cè)器所用的氣體的氣源(氮?dú)狻⒑?、氫氣、壓縮空氣等的鋼瓶或氣體發(fā)生器,氣流管線)以及氣流控制裝置以及相應(yīng)的氣體凈化裝置。
- 進(jìn)樣系統(tǒng):進(jìn)樣系統(tǒng)的作用是有效的將樣品導(dǎo)入色譜柱進(jìn)行分離,包括自動(dòng)進(jìn)樣器、氣體進(jìn)樣閥、各種進(jìn)樣口,以及頂空進(jìn)樣器、吹掃-捕集進(jìn)樣器、裂解進(jìn)樣器等輔助進(jìn)樣裝置。
- 柱系統(tǒng):柱系統(tǒng)包括柱溫箱和色譜柱,其中色譜柱本身的性能是分離成敗的關(guān)鍵。
- 監(jiān)測(cè)系統(tǒng):氣相色譜可使用的檢測(cè)器有多種,常用的有熱導(dǎo)池檢測(cè)器(TCD)、氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)、火焰光度檢測(cè)器(FPD)、氮磷檢測(cè)器(NPD)、電子捕獲檢測(cè)器(ECD)和質(zhì)譜檢測(cè)器(MSD)等幾種。本實(shí)驗(yàn)中使用的氫火焰離子化檢測(cè)器是一種通用型檢測(cè)器,僅對(duì)惰性氣體、水、NH3、CO、CO2、CS2、鹵代烷等無(wú)響應(yīng),他的檢測(cè)機(jī)理是使從色譜柱流出的載氣與氫氣混合由噴嘴噴出,遇到附近的空氣后點(diǎn)燃形成火焰,在于噴嘴水平同軸出有一極化極,火焰上方是一圓筒形收集極,兩極間施以恒定的電壓,使離子在極化極和收集極之間做定向流動(dòng)而形成電流。當(dāng)只有載氣通過(guò)檢測(cè)器時(shí),形成的離子很少,因此電流很低;當(dāng)有樣品組分通過(guò)檢測(cè)器時(shí),由于化學(xué)電離產(chǎn)生的離子會(huì)使電流急劇增大,其強(qiáng)度與通過(guò)檢測(cè)器的樣品量成正比。不過(guò)由于不同的組分其樣品量與檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系不同,因此必須引入校正因子加以統(tǒng)一。
- 氣相色譜法的特點(diǎn)
- 應(yīng)用范圍廣。可適用于氣體、液體和固體的測(cè)量;
- 靈敏度高??捎糜诤哿课镔|(zhì)的測(cè)定;
- 分析速度快。僅需幾分鐘到幾十分鐘即可完成一次分析,操作簡(jiǎn)單,應(yīng)用在工業(yè)上有利于指導(dǎo)和控制生產(chǎn);
- 能。可將組分復(fù)雜的樣品分離開(kāi),適用于復(fù)雜組分的分離分析;
- 選擇性好。可有效地分離性質(zhì)極為相近的各種同分異構(gòu)體和各種同位素;
- 所需試劑少,設(shè)備和操作比較簡(jiǎn)單。 另外由于色譜柱的溫度一般不超過(guò)400oC,所以氣相色譜對(duì)難以氣化的樣品或熱不穩(wěn)定的樣品有一定使用的限制。
- 儀器 Agilent 6890N氣相色譜儀:FID檢測(cè)器;Thermo 10μL進(jìn)樣針;
- 試劑 甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇標(biāo)準(zhǔn)溶液;六種醇混合溶液;市售白酒;
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