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气相色谱仪分析的基本原理是什么?

气相色谱分析的基本原理是什么?

气相色谱分析的基本原理是:

气相色谱仪分析的基本原理是什么?气相色谱仪分析的基本原理是什么?


利用物质的沸点、极性及吸附性质的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。

气相色谱分离过程中,溶质分子与固定相之间的相互作用,决定了溶质在固定相和载气之问的相平衡关系,与溶质的保留值直接相关,这是影响色谱分离的热力学因素。

气相色谱具有以下特点:

①分析速度快。一般只需几分钟到几十分钟便可完成一次分析,如果用色谱工作站控制整个分析过程,自动化程度提高,分析速度更快。

②选择性好。能分离分析性质极为相近的物质,如有机物中的手性物质,顺、反异构体,同位素,芳香烃中的邻、间、对位异构体、对映体积组成极复杂,如石油、污染水样和天然精油等。

③分离效能高。在较短时间内能够同时分离和测定极为复杂。例如,用空心毛细管柱能一次分析样品中的150个组分。

气相色谱仪的原理是什么

气相色谱仪的原理:

色谱仪利用色谱柱先将混合物分离,然后利用检测器依次检测已分离出来的组分。

色谱柱的直径为数毫米,其中填充有固体吸附剂或液体溶剂,所填充的吸附剂或溶剂称为固定相。与固定相相对应的还有一个流动相。流动相是一种与样品和固定相都不发生反应的气体,一般为氮或氢气。

待分析的样品在色谱柱顶端注入流动相,流动相带着样品进入色谱柱,故流动相又称为载气。载气在分析过程中是连续地以一定流速流过色谱柱的;而样品则只是一次一次地注入,每注入一次得到一次分析结果。

样品在色谱柱中得以分离是基于热力学性质的异。固定相与样品中的各组分具有不同的亲合力(对气固色谱仪是吸附力不同,对气液分配色谱仪是溶解度不同)。当载气带着样品连续地通过色谱柱时,亲合力大的组分在色谱柱中移动速度慢,因为亲合力大意味着固定相拉住它的力量大。亲合力小的则移动快。

4根柱管实际上是一根,只是用来表示样品中各组分在不同瞬间的状态。样品是由A、B、C3个组分组成。在载气刚将它们带入色谱柱时,三者是完全混合的,。经过一定时间,即载气带着它们在柱中走过一段距离后,三者开始分离。再继续前进,三者便分离开。

固定相对它们的亲合力是A>B>C,故移动速度是C>B>A。走在前面的组分C首先进入紧接在色谱柱后的检测器,而后B和A也依次进入检测器。检测器对每个进入的组分都给出一个相应的信号。将从样品注入载气为计时起点,到各组分经分离后依次进入检测器,检测器给出对应于各组分的信号(常称峰值)所经历的时间称为各组分的保留时间tr。实践证明,在条件(包括载气流速、固定相的材料和性质、色谱柱的长度和温度等)一定时,不同组分的保留时间tr也是一定的。因此,反过来可以从保留时间推断出该组分是何种物质。故保留时间就可以作为色谱仪器实现定性分析的依据。

实际上气相色谱(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异,气相色谱仪主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的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

由于

气相色谱仪一般由气路系统,进样系统,分离系统(色谱柱系统),检测及温控系统,记录系统组成。

气相色谱仪利用色谱分离技术和检测技术,对多组分的复杂混合物进行定性和定量分析的仪器。通常可分析土壤中热稳定且沸点不超过500度的有机物,如挥发性有机物等。

其原理为以气体做为流动相,由于各组分在色谱柱中的流动相(气相)和固定相(液相或固相)间的分配异,在载气作用下,各组分在两相间作用反复多次分配,使各组分在柱中得到分离,然后用接在柱后面的检测器根据组分的物理化学性质将各组分检测出来。

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气相色谱仪:一种医疗器械

气相色谱仪的工作原理

气相色谱仪的基本原理:

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异,GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的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,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。

气液相色谱的原理是什么

1、气相色谱仪原理:利用色谱柱先将混合物分离,然后利用检测器依次检测已分离出来的组分。

应用范围:

环境保护: 大气水源等污染地的痕量毒物分析、监测和研究。

生物化学: 临床应用,病理和毒理研究。

食品发酵: 微生物饮料中微量组分的分析研究。

中西物: 原料中间体及成品分析。

2、液相色谱仪的原理:利用混合物在液、固或不互溶的两种液体之间分配比的异,对混合物进行先分离,而后分析鉴定的仪器。

由于具有高分辨率、高灵敏度、速度快、色谱柱可反复利用,流出组分易收集等优点,因而被广泛应用到生物化学、食品分析、医研究、环境分析、无机分析等各种领域。

气相色谱原理是什么?

气相色谱原理是利用色谱柱先将混合物分离。

当样品由微量注射器“注射”进入进样器后,被载气携带进入填充柱或毛细管色谱柱。由于样品中各组分在色谱柱中的流动相(气相)和固定相(液相或固相)间分配或吸附系数的异,在载气的冲洗下,各组分在两相间作反复多次分配使各组分在柱中得到分离。

然后用接在柱后的检测器根据组分的物理化学特性将各组分按顺序检测出来。检测器对每个组分所给出的信号,在记录仪上表现为一个个的峰,色谱峰上的极大值是定性分析的依据,而色谱峰所包罗的面积则取决于对应组分的含量,故峰面积是定量分析的依据。

气相色谱法的应用领域

气相色谱法是以气体为流动相的色谱分析方法,主要用于分离分析易挥发的物质。气相色谱法已成为极为重要的分离分析方法之一,在医卫生、石油化工、环境监测、生物化学等领域得到广泛的应用。气相色谱仪具有高灵敏度、高效能、高选择性、分析速度快、所需试样量少等优点。

气相色谱仪将分析样品在进样口中气化后,由载气带入色谱柱,通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱,使各组分分离,依次导入检测器,以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序,经过对比,可以区别出是什么组分,根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。

气相色谱法原理

用气体作为移动相的色谱法。根据所用固定相的不同可分为两类:固定相是固体的,称为气固色谱法;固定相是液体的则称为气液色谱法。气相色谱法(gas chromatography 简称GC)是色谱法的一种。色谱法中有两个相,一个相是流动相,另一个相是固定相。如果用液体作流动相,就叫液相色谱,用气体作流动相,就叫气相色谱。

原理

气相色谱系统由盛在管柱内的吸附剂或惰性固体上涂着液体的固定相和不断通过管柱的气体的流动相组成。将欲分离、分析的样品从管柱一端加入后,由于固定相对样品中各组分吸附或溶解能力不同,即各组分在固定相和流动相之间的分配系数有别,当组分在两相中反复多次进行分配并随移动相向前移动时,各组分沿管柱运动的速度就不同,分配系数小的组分被固定相滞留的时间短,能较快地从色谱柱末端流出。以各组分从柱末端流出的浓度 c对进样后的时间t作图,得到的图称为色谱图。当色谱过程为冲洗法方式时。从色谱图可以看到从柱后流出的色谱峰不是矩形,而是一条近似高斯分布的曲线,这是由于组分在色谱柱中移动时,存在着涡流扩散、纵向扩散和传质阻力等因素,因而造成区域扩张。在色谱柱内固定相有两种存放方式,一种是柱内盛放颗粒状吸附剂,或盛放涂敷有固定液的惰性固体颗粒;另一种是把固定液涂敷或化学交联于毛细管柱的内壁。用前一种方法制备的色谱柱称为填充色谱柱,后一种方法制备的色谱柱称为毛细管色谱柱(或称开管柱)。

应用

只要在气相色谱仪允许的条件下可以气化而不分解的物质,都可以用气相色谱法测定。对部分热不稳定物质,或难以气化的物质,通过化学衍生化的方法,仍可用气相色谱法分析。在石油化工、医卫生、环境监测、生物化学、食品检测等领域都得到了广泛的应用。

转载:《分析测试百科网》

气相色谱法的分离原理及理论基础

气相色谱法的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相(载气)和固定相两相间的分配有异(即有不同的分配系数),当两相作相对运动时,这些组分在两相间的分配反复进行,从几千次到数百万次,即使组分的分配系数只有微小的异,随着流动相的移动可以有明显的距,使这些组分得到分离。

气相色谱法的理论基础主要表现在两个方面,即色谱过程动力学和色谱过程热力学,也可以这样说,组分是否能分离开取决于其热力学行为,而分离得好不好则取决于其动力学过程。

色谱过程动力学发展高效色谱技术及色谱峰形预测的理论基础

色谱过程动力学是研究物质在色谱过程中运动规律的科学。其研究的主要目的是根据物质在色谱柱内运动的规律解释色谱流出曲线的形状;探求影响色谱区域宽度扩张及峰形拖尾的因素和机理,从而为获得高效能色谱柱系统提供理论上的指导,为峰形预测、重叠峰的定量解析以及为选择色谱分离条件奠定理论基础。

在色谱发展过程中,用来描述色谱过程动力学的理论模型主要有:1940年提出的平衡色谱理论,解释了部分实验事实,但由于该理论忽略了传质速率有限性与物质分子纵向扩散性的影响,对一些现象不能解释;1941年Martin等人引入了理论塔板的概念,在该理论中,色谱过程被比拟为蒸馏过程,而色谱柱被视为一系列平衡单元-理论塔板的结合。在色谱柱足够长、理论塔板高度充分小,以及分配等温线呈线性的情况下,这一理论对色谱流出曲线分布和谱带移动规律,以及柱长与理论塔板高度H对区域扩张的影响等给予了近似的解释。但是塔板理论对影响理论塔板高度H的各种因素没有从本质上考虑,而色谱过程本质上并不是分馏过程,因而这一理论还只是半经验式的理论。

首先揭露影响色谱区域宽度内在因素的是纵向扩散理论和考察传质速率有限性的的速率理论。在气相色谱仪中有同时考察传质速率和纵向扩散影响的vanDeemter方程式,考察径向扩散的Golay毛细管色谱方程式。vanDeemter方程式和Golay方程式分别描述了填充柱和毛细管柱两种色谱柱的理论塔板高度H的各种影响因素,两个公式综合到一起可简化如下:

H=A+B/u+(Cg+Cl)u色谱过程热力学色谱定性及研究高选择性色谱方法和柱系统等的理论基础

由气相色谱的分离原理可知,实现气相色谱分离的基本条件是欲被分离的物质有不同的分配系数,而不同的分配系数也是气相色谱定性鉴别组分的基础。物质在色谱过程中的保留是一种宏观现象,但引起保留的原因却是分子之间的微观作用。因此要研究影响物质保留的原因,必须从分子间的微观作用、分子的微观结构着手,在这一方面,统计热力学是的工具。

色谱过程热力学能够很好地解释气相色谱的保留值规律:利用分子结构参数直接预测气相色谱保留值;容量因子k’随柱温变化的规律;同类化合物中同系物保留值随分子中碳原子数目变化的规律;同族化合物的保留值随沸点变化的规律;双固定液的保留值变化规律。

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气相色谱法是利用气体作流动相的色层分离分析方法。被汽化的试样经过载气(流动相)的推动带入色谱柱中,色谱柱中的固定相与试样中各组分分子作用力不同,各组分从色谱柱中流出时间不同,组分彼此分离。

采用适当的鉴别和记录系统,制作标出各组分流出色谱柱的时间和浓度的色谱图。根据图中表明的出峰时间和顺序,可对化合物进行定性分析;根据峰的高低和面积大小,可对化合物进行定量分析。具有效能高、灵敏度高、选择性强、分析速度快、应用广泛、作简便等特点。适用于易挥发有机化合物的定性、定量分析。

载气携带化合物进入到GC系统中,通过由于化合物中不同的组分流经固定相的速度不同,使之产生分离,在通过不同的检测器转化成电信号传输到数据处理器上,形成色谱峰。

气相色谱:把检测气样在载气(一般是N2)的带动下,通过色谱柱(填充色谱柱和毛细管色谱柱),气样里各种成分的气体在色谱柱里固定相里的分离度不同,分离出来的时间也不同,按这个时间可以对每种成分的出峰时间进行确定(定性分析)。分离出的各种成分在TCD和FID检测器里,对成分的浓度进行分析(定量分析)。这样就能确定气样里各成分的多少了

使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动

的(固定相),另一相(流动相)携带混合物流过此固定相,与固

定相发生作用,在同一推动力下,不同组分在固定相中滞留

的时间不同,依次从固定相中流出,又称色层法,层析法

就是 有一个填充柱 比如聚乙二醇 往里面 打气,,一般是氮气,也叫做载气;

待测的样品通过 小针 打进柱子 后, 一方面会被 柱子吸附, 另一方面 不断的 有载气把它 吹走, 然后 不同的 物质 从 柱子里 出来的时间就不一样呗, 然后 在柱子末端 有检测器 呵呵, 就能检测出样品 都有哪些 含量啦

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