气相色谱测定甲醇甲苯含量方法验证研究(3)
1.2 气相色谱工作原理
GC首先是一种分离技术。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。混合物种各组分的分离性质在一定的条件下是不变的。因此，一旦确定了分离条件，就可以来对样品组分进行定性定量分析。这就是色谱的分离分析过程。
混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异。比如过滤时液体通过滤纸，而未溶解的固体物质则留在滤纸上，这就是利用二者物理状态不同而分离的。当然，滤液中可能会有部分已溶解的固体物质，而滤纸上的固体也会带一些液体，分离效率达不到100%。同样，我们常用萃取来分离溶解性不同的物质，用离心来分离密度不同的物质。可用于分离的物理化学性质还有沸点，分子尺寸，极性，带电状态和化学反应性能等等。事实上，分离技术的发展过程就是不断发现并利用物质物化性质差异的过程。
色谱分析仪包括分离和分析两个技术环节。在测试时，使被分析的试样通过“色谱柱”由色谱柱将混合试样中的各个组分分离，再由检测器对分离后的各组分进行检测，以确定各组分的成分和含量。
GC主要是利用物质的沸点，极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，其过程如图1.2.1所示。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，也叫
图1.2.1 GC分析流程图
流动相）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。也正是由于载气是流动的，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解吸，结果是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，就是如图1.2.2所示的色谱图，它包含了色谱的全部原始信息。
图1.2.2 气相色谱图示意
1.2.1气相色谱分析原理
1．气相色谱分离原理
气相色谱分离是在色谱柱内完成的，混合试样由流动相（在气相色谱中，流动相又称为载气）携带进入色谱柱，与固定相接触时，很快被固定相溶解或吸附。随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附下来，挥发或脱附下来的组分随着载气向前移动时，又再次被固定相溶解或吸附。随着载气的流动，溶解，挥发或吸附，脱附过程反复地进行。由于组分性质的差异，固定相对它们的溶解或吸附的能力也不相同，易被溶解或吸附的组分，挥发或脱附较难，随载气移动的速度慢，在柱内停留的时间长；反之，不易被溶解或吸附的组分随载气移动的速度快，在柱内停留的时间段，所以，经过一定的时间间隔（一定的柱长）后性质不同的组分便彼此分离。
组分在固定相和流动相间发生的吸附，脱附或溶解，挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数(partition coefficient)，用K表示，即
K=
式中，cs是组分在固定相中的浓度，cM是组分在流动相中的浓度。
在一定温度下，各物质在两相间的分配系数不相同。分配系数小的组分，每次分配在流动相中的浓度较大，随载气前移速度快，在柱内停留时间短；分配系数大的组分，每次分配在流动相中的浓度较小，随载气前移的速度慢，在柱内停留时间长，因此经过足够多次的分配后，各组分便彼此分离。
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