氣相色譜法

氣相色譜法

基礎知識分類號：W12—0

一、填空題

1．氣相色譜柱的老化溫度要高于分析時最高柱溫5～10℃，并低于固定液的最高使用溫

度，老化時，色譜柱要與檢測器斷開。

2．氣相色譜法分離過程中，一般情況下，沸點差別越小、極性越相近的組分其保留值的差

別就越小，而保留值差別最小的一對組分就是難分離物質(zhì)對。

3．氣相色譜法分析非極性組分時應首先選用非極性固定液，組分基本按沸點順序出峰，

如烴和非烴混合物，同沸點的組分中極性大的組分先流出色譜柱。

4．氣相色譜法所測組分和固定液分子間的氫鍵力實際上也是一種定向力，氫鍵力在氣液

色譜中占有重要地位。

5．氣相色譜法分離中等極性組分首先選用中極性固定液，組分基本按沸點順序流出色

譜柱。

6．氣相色譜分析用歸一化法定量的條件是樣品中所有組分都要流出色譜柱，且在所用

檢測器上都能產(chǎn)生信號。

7．氣相色譜分析內(nèi)標法定量要選擇一個適宜的內(nèi)標物，并要求它與其他組分能完全

分離。

8．氣相色譜法常用的濃度型檢測器有熱導檢測器(TCD)和電子捕獲檢測器(ECD)。

9．氣相色譜法常用的質(zhì)量型檢測器有氫火焰檢測器(FID)和火焰光度檢測器(FPD)。

10．電子捕獲檢測器常用的放射源是Ni63

和H

3

。

11．氣相色譜分析中，純載氣通過檢測器時，輸出信號的不穩(wěn)定程度稱為噪音。

12．頂空氣體分析法是依據(jù)相平衡原理，通過分析氣體樣宋測定平衡液相中組分的方法。

13．毛細管色譜進樣技術主要有分流進樣和不分流進樣。

14．液—液萃取易溶于水的有機物時，可用鹽析法。即用添加鹽來減小水的活度，

從而降低有機化合物的溶解度。

15．氣相色譜載體大致可分為無機載體和有機聚合物載體。

16．所謂氣相色譜固定液熱穩(wěn)定性好，主要是指固定液在高溫下不發(fā)生聚合、交聯(lián)和

分解。

17．氣相色譜程序升溫的方式有線性升溫和非線性升溫。

18．氣相色譜法分析中，不同的色譜柱溫會對柱效、保留值、保留時間、峰高和

峰面積產(chǎn)生影響。

19．選擇氣相色譜分析的氣化室溫度時要考慮試樣的揮發(fā)性、沸點范圍、穩(wěn)定性

和進樣量等因素。

20．氣相色譜法中，評價毛細管柱性能的3項重要指標是柱效、表面惰性和熱

穩(wěn)定性。

21．用于氣相色譜分析樣品的采集方法主要有：直接采集法、濃縮采集法和化學

反應采集法。

二、判斷題

1．用氣相色譜分析同系物時，難分離物質(zhì)對一般是系列第一對組分。(√)

2．氣相色譜分析時，載氣在最佳線速下，柱效高，分離速度較慢。(√)

3．氣相色譜法測定中，隨著進樣量的增加，理論塔板數(shù)上升。(×)

正確答案為：氣相色譜法測定中，理論塔板數(shù)與進樣量無關。

4．氣相色譜分析時進樣時間應控制在1s以內(nèi)。(√)

5．氣相色譜分析時，載氣流速對不同類型氣相色譜檢測器響應值的影響不同。(√)

6．氣相色譜固定液必須不能與載體、組分發(fā)生不可逆的化學反應。(√)

7．氣相色譜分離過程中的色散力是非極性分子間唯一的相互作用力。(√)

8．氣相色譜檢測器靈敏度高并不等于敏感度好。(√)

9．氣相色譜分析中溶質(zhì)的比保留體積受柱長和載氣流速的影響。(×)

正確答案為：不受柱長影響。

10．測定氣相色譜法的校正因子時，其測定結(jié)果的準確度受進樣量的影響。(×)

正確答案為：其測定結(jié)果的準確度不受進樣量的影響。

11．氣相色譜法中，色譜峰的峰高是峰的頂點與基線之間的距離。(√)

12．在氣相色譜分析中，分子量較小的載氣有較小的擴散系數(shù)。(×)

正確答案為：分子量較小的載氣有較大的擴散系數(shù)。

13．氣相色譜的靈敏度又稱為應答值。(√)

14．氣相色譜法中，分離度是色譜柱總分離效能的指標。(√)

15．氣相色譜分析時，組分在氣-液兩相間的分配比愈大，保留時間愈短。(√)

16．采集用吹脫—捕集氣相色譜法測定的樣品時，應采空白樣，以證明樣品未被污染。(√)

17．用吹脫—捕集氣相色譜法分析水樣時，吹脫出的氣體樣品會含有許多水分，有可能會干

擾色譜測定，因此要除去水分。(√)

18．ECD檢測器是一種高靈敏度檢測器。(√)

19．ECD檢測器靈敏度高，但重現(xiàn)性差。(√)

20．動態(tài)頂空氣相色譜法又稱為吹掃—捕集氣相色譜法。(√)

三、選擇題

1．用氣相色譜法定量分析多組分樣品時，分離度至少為。(C)

A．0.50B．0.75C．1.0D．1.5E．>1.5

2．氣相色譜固定液的選擇性可以用來衡量。(B)

A．保留值B．相對保留值C．分配系數(shù)D．分離度E．理論塔板數(shù)

3．制備氣相色譜填充柱時，涂漬高溫固定液宜選用。(B)

A．抽空涂漬法B．加熱回流法

4．在氣相色譜流出曲線上，兩峰間距離決定于相應兩組分在兩相間的。(B)

A．保留值B．分配系數(shù)C．擴散速度D．分配比E．理論塔板數(shù)

5．使用氣相色譜儀熱導池檢測器時，有幾個步驟，下面次序是正

確的。(1)打開橋電流開關，(2)打開記錄儀開關，(3)通載氣，(4)升柱溫及檢測器溫度，(5)

啟動色譜儀電源開關。(C)

A．(1)→(2)→(3)→(4)→(5)B．(2)→(3)→(4)→(5)→(1)

C．(3)→(5)→(4)→(1)→(2)D．(5)→(3)→(4)→(1)→(2)

E．(5)→(4)→(3)→(2)→(1)

6．在氣相色譜分析中，色譜峰特性與被測物含量成正比的是。(D)

A．保留時間B．保留體積C．相對保留值D．峰面積E．半峰寬

7．氣相色譜法中，色譜柱的柱效率可以用表示。(D)

A．分配比B．分配系數(shù)C．保留值D．有效塔板高度E．載氣流速

8．氣相色譜檢測器的“線性范圍”是。(B)

A．標準曲線呈直線部分的范圍B．檢測器呈線性時，最大和最小進樣量之比

C．最小進樣量和最大進樣量之比D．最大允許進樣量與最小檢測量之比

9．SE-30氣相色譜固定液的極性屬于。(A)

A．非極性B．弱極性C．強極性

10．PEG-20M氣相色譜固定液的極性屬于是。(C)

A．非極性B．中等極性C．極性

四、問答題

1．氣相色譜分析用微量注射器進樣時，影響進樣重復性的因素是哪些?

針頭在進樣器中的位置，插入速度，停針時間，拔出的速度。

2．氣相色譜法中，確定色譜柱分離性能好壞的指標是什么?

柱效能、選擇性和分離度。

3．氣相色譜分析中，柱溫的選擇主要考慮哪些因素?

(1)被測組分的沸點；

(2)固定液的最高使用溫度；

(3)檢測器靈敏度；

(4)柱效。

4．評價氣相色譜檢測器性能的主要指標有哪些?

靈敏度、檢測度、線性范圍和選擇性。

5．分別說明氣相色譜柱填料硅藻土載體ChromosorbWAWDMCS中“W”“AW”“DMCS'’

的含義?

W—白色：AW—酸洗；DMCS－二甲基二氯硅烷處理。

6．制備氣相色譜填充柱時，應注意哪些問題?

(1)選用合適的溶劑；

(2)要使固定液均勻地涂在載體表面；

(3)避免載體顆粒破碎；

(4)填充要均勻密實。

7．氣相色譜法分析誤差產(chǎn)生原因主要有哪些?

取樣進樣技術、樣品吸附分解、檢測器性能、儀器的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)處理與記錄。

8．氣相色譜分析采用恒溫—線性—恒溫程序升溫的作用是什么?

初始用恒溫分離低沸點組分，然后線性升溫至終溫，在終溫保持一定時間，把高沸點組

分沖洗出來。

9．試述氣相色譜法的特點。

分離效能高、選擇性好、靈敏度高、分析速度快、樣品用量少和響應范圍廣。

10．試說出氣相色譜法的局限性。

只能分析在操作條件下能氣化而且熱穩(wěn)定性良好的樣品。

11．什么是氣相色譜檢測器的靈敏度?

當一定濃度或一定質(zhì)量的樣品進入檢測器時，就會產(chǎn)生一定的響應信號，靈敏度就是響

應信號對進樣量的變化率。

12．氣相色譜分析基線的定義是什么?

氣相色譜分析基線是色譜柱中僅有載氣通過時，噪聲隨時間變化的曲線。

13．氣相色譜柱老化的目的是什么?

氣相色譜柱老化的目的是要趕走殘存溶劑和某些揮發(fā)性雜質(zhì)，使固定液在載體表面有一

個再分布的過程，使其更加均勻牢固。

14．與常規(guī)液-液萃取相比，連續(xù)液-液萃取具有哪些優(yōu)缺點?

優(yōu)點：無需人工操作，可以進行低分配系數(shù)物質(zhì)的萃取，使用較少的溶劑，可獲得較高的萃

取效率。

缺點：在蒸餾過程中可能會損失高揮發(fā)性的物質(zhì)，熱不穩(wěn)定物質(zhì)也可能會有降解。

15．說明連續(xù)液-液萃取的適用范圍。

對于分配系數(shù)值小的物質(zhì)，或者需要萃取的樣品體積很大，多次萃取是不符實際的，

并且萃取次數(shù)越多，使用的萃取劑體積也太大。在某些情況下，萃取動力學平衡可能需要很

長時間才能建立。在這些情況下，可以使用連續(xù)液—液萃取。

16．毛細管柱氣相色譜分析時，加尾吹的目的是什么?

為了減少柱后死體積，提高靈敏度。

17．什么是氣相色譜的半高峰寬?

半高峰寬是在峰高一半處的色譜峰的寬度，單位可用時間和距離表示。

18．氣相色譜法中，與填充柱相比，毛細管柱有哪些特點?

在毛細管色譜柱中，固定液涂在毛細管內(nèi)表面上，與填充柱相比，毛細管柱滲透性大，

傳質(zhì)阻力小，所以具有如下特點：柱子長，柱效高：可提高載氣線速，分析速度快；樣品用

量少；柱容量小。

19．為什么連接色譜柱與檢測器時，要將原接真空泵的一端接檢測器?

在連接色譜柱與檢測器時，將原接真空泵的一端接檢測器，另一端接氣化室，這樣可以

提高出口的壓力，使載氣線性均勻，柱效高。方向接反時，造成柱效下降10％～20％。

20．何謂氣相色譜的保留值和相對保留值?

保留值表示溶質(zhì)通過色譜柱時被固定相保留在柱內(nèi)的程度。相對保留值是任一組分與基

準物質(zhì)校正保留值之比。

21．什么是氣相色譜的分配系數(shù)?影響分配系數(shù)的因素有哪些?

分配系數(shù)也叫平衡常數(shù)，是指在一定溫度和壓力下，氣液兩相間達到平衡時，組分分配

在氣相中的平均濃度與其分配在液相中的平均濃度的比值，它是一個常數(shù)。分配系數(shù)只隨柱

溫、柱壓變化，與柱中兩相體積無關。

22．對氣相色譜固定液的基本性能有哪些要求?

(1)在工作溫度下為液體，具有很低的蒸氣壓(0.75kPa，即0.1mmHg)；

(2)在工作溫度下要有較高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，即在進行色譜分析時固定液不能與載

體、樣品和載氣發(fā)生反應；

(3)在工作溫度下固定液對載體有好的浸漬能力，使固定液形成均勻的液膜；

(4)固定液對所分離的混合物有選擇性分離能力。

23．氣相色譜常用的定性、定量方法有哪些?

定性方法：用已知保留值定性；根據(jù)不同柱溫下的保留值定性；根據(jù)同系物保留值的規(guī)

律關系定性；雙柱、多柱定性；雙檢測器定性或利用檢測器的選擇性定性；利用其他物理方

法結(jié)合定性，如質(zhì)譜；利用化學反應或物理吸附作用對樣品進行預處理。定量方法：外標法；

內(nèi)標法；疊加法；歸一化法。

24．簡述氫火焰離子化檢測器的工作原理。

利用氫火焰作為電離源，當待測氣體通過離子室時，在能源的作用下分子直接或間接被

離子化，并且在電場內(nèi)定向運動形成電流，利用電子放大系統(tǒng)測定離子流的強度，即可得到

被測物質(zhì)變化信號。

25．論述火焰光度檢測器的工作原理。

火焰光度檢測器是利用富氫火焰使含硫、磷雜原子的有機物分解，形成激發(fā)態(tài)分子，當

它們回到基態(tài)時，發(fā)射出一定波長的光。此光強度與被測組分量成正比。

26．氣相色譜保留值包括哪些指標，各表示什么物理意義?(至少說出6種)

氣相色譜保留值包括死時間、死體積、死區(qū)域、保留時間、調(diào)整(校正)保留時間、保留體積、

調(diào)整(校正)保留體積、凈保留體積、比保留體積、相對保留值、保留指數(shù)和保留指數(shù)差等。

(1)死時間：一些不被固定相吸收或吸附的氣體通過色譜柱的時間。

(2)死體積：指色譜柱中不被固定相占據(jù)的空間及進樣系統(tǒng)管道和檢測系統(tǒng)的總體積，等于

死時間乘以載氣流量。

(3)死區(qū)域：指色譜柱中不被固定相占據(jù)的空間。

(4)保留時間：從注射樣品到色譜峰出現(xiàn)時的時間，以s或min為單位表示。

(5)調(diào)整(校正)保留時間：保留時間減去死時間即為調(diào)整保留時間。

(6)保留體積：從注射樣品到色譜峰頂出現(xiàn)時，通過色譜系統(tǒng)載氣的體積，一般可用保留時

間乘載氣流速求得，以ml為單位表示。

(7)調(diào)整(校正)保留體積：保留體積減去死體積即為調(diào)整保留體積。

(8)凈保留體積：經(jīng)壓力修正的調(diào)整保留體積。

(9)比保留體積：把凈保留體積進一步校正到單位質(zhì)量固定液在273K時的保留體積。

(10)相對保留值：在一定色譜條件下，某組分的校正保留時間與另一基準物的校正保留時間

之比。

(11)保留指數(shù)：一定溫度下在某種固定液上的相對保留值，具體說是以一系列正構(gòu)烷烴作標

準的相對保留值。

(12)保留指數(shù)差：化合物X在某一固定液S上測得的保留指數(shù)減去X在角鯊烷固定液上得

到的保留指數(shù)。

27．氣相色譜分析中，氣化室溫度會對色譜柱效產(chǎn)生怎樣的影響?

如果氣化室溫度選擇不當，會使柱效降低，當氣化室溫度低于樣品沸點時，樣品氣化的

時間變長，使樣品在柱內(nèi)分布加寬，因而柱效會下降。而當氣化室溫度升至足夠高時，樣品

可以瞬間氣化，其柱效恒定。

28．說明用保留時間進行氣相色譜定性分析的局限性。

保留時間并非某一物質(zhì)的特征值，在相同的色譜條件下測得的同一保留時間可能有很多

化合物與之相對應，這就難以確定未知化合物究竟是什么。

29．說明氣相色譜填充柱應具備的條件。

(1)具有化學穩(wěn)定性，即在使用溫度下不與固定液或樣品發(fā)生反應；

(2)具有好的熱穩(wěn)定性，即在使用溫度下不分解，不變形，無催化作用；

(3)有一定機械強度，在處理過程不易破碎；

(4)有適當?shù)谋缺砻妫砻鏌o深溝，以便使固定液成為均勻的薄膜；要有較大的孔隙率，以

便減小柱壓降。

30．簡述電子捕獲檢測器工作原理。

載氣及吹掃氣進入電離室中，在放射源發(fā)射的β—粒子(高能粒子)轟擊下電離，產(chǎn)生

大量電子。在電源、陰極和陽極電場作用下，該電子流向陽極，得到10

-9

～10

-8

的基流。當

被分離的電負性組分進入檢測器時，即捕獲電子，使基流下降，產(chǎn)生一負峰。它通過放大器

放大，在記錄器上記錄，即為響應信號，其大小與進入池中組分量成正比。

31．為什么可用液—液萃取的方式從水樣中萃取出有機物?

有機物在有機溶劑中的溶解度一般比在水相中的溶解度大，所以可以用有機溶劑將它

們從水樣中萃取出來。分配系數(shù)越大，水相中的有機物被有機溶劑萃取的效率會越高。

32．消除液—液萃取出現(xiàn)的乳化現(xiàn)象常用的技術有哪些?

常用的破乳技術有：加鹽；增加有機溶劑比例；通過玻璃棉塞過濾乳化液樣品或通過

無水硫酸鈉柱過濾：冷藏；通過離心作用；加進少量的不同有機溶劑。

33．液-固萃取(索氏提取)包括哪兩個過程?

液-固萃取(索氏提取)包括固體樣品中某些待測組分分子在溶劑中溶解過程和待測組分

分子與溶劑分子相互擴散的過程。

34．影響液-固萃取(索氏提取)的因素有哪些?

影響液-固萃取(索氏提取)的因素有：物料的性質(zhì)：萃取時的溫度；萃取時間；溶劑的

性質(zhì)和用量；樣品中溶劑保留量；萃取液的濃度；溶劑的穿透速度。

35．吹脫捕集氣相色譜法的進樣方式有哪些特點?

方法靈敏度高、不需要有機溶劑、無溶劑污染、組分損失少、檢出限低、操作快捷。

但樣品是一次進樣，所以在無法確定樣品的濃度時，有時需要多次取樣品測定。

五、計算題

氣相色譜法分析某廢水中有機組分時，取水樣500m1以有機溶劑分次萃取，最后定容

至25.00m1供色譜分析用。進樣5μl測得峰高為75.0mm，標準液峰高69.0mm，標準液濃

度20.0mg/L，試求水樣中被測組分的含量(mg/L)。

已知試樣峰高h

i為75.0mm，標準液峰高hs為69.0mm，標準液濃度Cs為20.0mg/L，

水樣富集倍數(shù)=500.0/25.00=20，則

??LmgC/09.120/0.20

0.69

0.75

???