资源简介

(共18张PPT)
气相色谱基本原理
一、知识目标
1.气相色谱法基本原理
2.气相色谱仪基本工作流程
二、能力目标：
培养学生分析解决问题的能力
三、思政-素养目标：
培养严密的逻辑思维方式，保持工作的条理性，在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。
气相色谱基本原理
课程引入
问题：气相色谱是如何完成性质接近混合物的分离的？
学生讨论（可从下列3个方面入手）
运动员在同一起跑线起跑，却在不同时间达到终点；
不同的人逛同一条街，有的人需3小时，有的人却只要15min；
用筛子可以使不同直径的颗粒得到较好的分离。
学生总结3种情况的核心
基于速度不同；
基于商店对人的吸引力；
基于分子直径与筛孔的相对大小。
气相色谱分析是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，又称色层法或者层析法。，组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。
色谱法分离原理
色谱分析法实质上是一种物理化学分离方法，即利用不同物质在两相（固定相和流动相）中具有不同的分配系数（或吸附系数），当两相作相对运动时，这些物质在两相中反复多次分配（即组分在两相之间进行反复多次的吸附、脱附或溶解、挥发过程）从而使各物质得到完全分离。
色谱法分离过程示意图
A
B
C
D
载气
3种组分同时进入色谱柱
3种组分开始在色谱柱中分离
3种组分在色谱柱中基本达到分离
3种组分在色谱柱中完全达到分离
不同组分在色谱柱中为什么呈现不同的运行速度？
因为固定相对不同组分有不同的吸附力，吸附力强的组分难以被流动相冲洗出色谱柱，故运行速度慢，运行时间长。反之，吸附力弱的组分则容易被流动相冲洗出色谱柱，故运行速度快，运行时间短。
不同组分在色谱柱中为什么呈现不同的运行速度？
同样的道理，若固定相呈液体状态，则不同组分呈现不同运行速度则是因为固定液对不同组分有不同的溶解能力，溶解性强的组分难以挥发至流动相中，故其在色谱柱中运行速度慢，运行时间长。反之，溶解性弱的组分则容易挥发至流动相中，故其在色谱柱中运行速度快，运行时间短。
吸附与脱附是怎么回事？
吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。具有吸附性的物质叫做吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。
脱附作用正好与吸附作用相反，是指吸着在固体或液体物质表面上的物质在一定的作用下离开原表面的过程。
什么是溶解过程与挥发过程？
溶解过程是指气态或液态组分进入固定液的过程，而挥发过程则是指组分离开固定液回到气态或液态流动相的过程。
所谓分配系数？分配比？它在色谱分离过程中有什么作用？
分配系数（K）:平衡状态时，组分在固定相与流动相中的浓度比。如在给定柱温下组分在流动相与固定相间的分配达到平衡时，对于气-固色谱，组分的分配系数为：
对于气-液色谱，分配系数为：
式中CL与CG分别是组分在固定液与载气中的浓度。
容量因子（k）:又称分配比，容量比，指组分在固定相和流动相中分配量（质量、体积、物质的量）之比。
两组分分配系数不同，则在色谱柱中有不同的保留值，因而就以不同的速度先后流出色谱柱，从而达到分离。
组分分子结构不同，组分性质不同，则相应的分配系数也不同，这是色谱分离的基础。
气相色谱仪基本工作流程
GC色谱仪基本工作流程
课堂小结
GC色谱仪基本工作流程
气相色谱工作原理
法国著名的微生物学家、化学家——路易斯·巴斯德
In the field of observation,
opportunity favors only the prepared mind.
—— Louis Pasteur
在观察的领域中，
机遇只偏爱那种有准备的头脑。
——路易斯·巴斯德
课后作业
你能说出气相色谱仪的基本工作流程和气相色谱的基本原理么？

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