气相色谱法

气相色谱法

基础知识分类号：W12—0

一、填空题

1．气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温5～10℃，并低于固定液的最高使用温

度，老化时，色谱柱要与检测器断开。

2．气相色谱法分离过程中，一般情况下，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差

别就越小，而保留值差别最小的一对组分就是难分离物质对。

3．气相色谱法分析非极性组分时应首先选用非极性固定液，组分基本按沸点顺序出峰，

如烃和非烃混合物，同沸点的组分中极性大的组分先流出色谱柱。

4．气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种定向力，氢键力在气液

色谱中占有重要地位。

5．气相色谱法分离中等极性组分首先选用中极性固定液，组分基本按沸点顺序流出色

谱柱。

6．气相色谱分析用归一化法定量的条件是样品中所有组分都要流出色谱柱，且在所用

检测器上都能产生信号。

7．气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的内标物，并要求它与其他组分能完全

分离。

8．气相色谱法常用的浓度型检测器有热导检测器(TCD)和电子捕获检测器(ECD)。

9．气相色谱法常用的质量型检测器有氢火焰检测器(FID)和火焰光度检测器(FPD)。

10．电子捕获检测器常用的放射源是Ni63

和H

3

。

11．气相色谱分析中，纯载气通过检测器时，输出信号的不稳定程度称为噪音。

12．顶空气体分析法是依据相平衡原理，通过分析气体样宋测定平衡液相中组分的方法。

13．毛细管色谱进样技术主要有分流进样和不分流进样。

14．液—液萃取易溶于水的有机物时，可用盐析法。即用添加盐来减小水的活度，

从而降低有机化合物的溶解度。

15．气相色谱载体大致可分为无机载体和有机聚合物载体。

16．所谓气相色谱固定液热稳定性好，主要是指固定液在高温下不发生聚合、交联和

分解。

17．气相色谱程序升温的方式有线性升温和非线性升温。

18．气相色谱法分析中，不同的色谱柱温会对柱效、保留值、保留时间、峰高和

峰面积产生影响。

19．选择气相色谱分析的气化室温度时要考虑试样的挥发性、沸点范围、稳定性

和进样量等因素。

20．气相色谱法中，评价毛细管柱性能的3项重要指标是柱效、表面惰性和热

稳定性。

21．用于气相色谱分析样品的采集方法主要有：直接采集法、浓缩采集法和化学

反应采集法。

二、判断题

1．用气相色谱分析同系物时，难分离物质对一般是系列第一对组分。(√)

2．气相色谱分析时，载气在最佳线速下，柱效高，分离速度较慢。(√)

3．气相色谱法测定中，随着进样量的增加，理论塔板数上升。(×)

正确答案为：气相色谱法测定中，理论塔板数与进样量无关。

4．气相色谱分析时进样时间应控制在1s以内。(√)

5．气相色谱分析时，载气流速对不同类型气相色谱检测器响应值的影响不同。(√)

6．气相色谱固定液必须不能与载体、组分发生不可逆的化学反应。(√)

7．气相色谱分离过程中的色散力是非极性分子间唯一的相互作用力。(√)

8．气相色谱检测器灵敏度高并不等于敏感度好。(√)

9．气相色谱分析中溶质的比保留体积受柱长和载气流速的影响。(×)

正确答案为：不受柱长影响。

10．测定气相色谱法的校正因子时，其测定结果的准确度受进样量的影响。(×)

正确答案为：其测定结果的准确度不受进样量的影响。

11．气相色谱法中，色谱峰的峰高是峰的顶点与基线之间的距离。(√)

12．在气相色谱分析中，分子量较小的载气有较小的扩散系数。(×)

正确答案为：分子量较小的载气有较大的扩散系数。

13．气相色谱的灵敏度又称为应答值。(√)

14．气相色谱法中，分离度是色谱柱总分离效能的指标。(√)

15．气相色谱分析时，组分在气-液两相间的分配比愈大，保留时间愈短。(√)

16．采集用吹脱—捕集气相色谱法测定的样品时，应采空白样，以证明样品未被污染。(√)

17．用吹脱—捕集气相色谱法分析水样时，吹脱出的气体样品会含有许多水分，有可能会干

扰色谱测定，因此要除去水分。(√)

18．ECD检测器是一种高灵敏度检测器。(√)

19．ECD检测器灵敏度高，但重现性差。(√)

20．动态顶空气相色谱法又称为吹扫—捕集气相色谱法。(√)

三、选择题

1．用气相色谱法定量分析多组分样品时，分离度至少为。(C)

A．0.50B．0.75C．1.0D．1.5E．>1.5

2．气相色谱固定液的选择性可以用来衡量。(B)

A．保留值B．相对保留值C．分配系数D．分离度E．理论塔板数

3．制备气相色谱填充柱时，涂渍高温固定液宜选用。(B)

A．抽空涂渍法B．加热回流法

4．在气相色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的。(B)

A．保留值B．分配系数C．扩散速度D．分配比E．理论塔板数

5．使用气相色谱仪热导池检测器时，有几个步骤，下面次序是正

确的。(1)打开桥电流开关，(2)打开记录仪开关，(3)通载气，(4)升柱温及检测器温度，(5)

启动色谱仪电源开关。(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．在气相色谱分析中，色谱峰特性与被测物含量成正比的是。(D)

A．保留时间B．保留体积C．相对保留值D．峰面积E．半峰宽

7．气相色谱法中，色谱柱的柱效率可以用表示。(D)

A．分配比B．分配系数C．保留值D．有效塔板高度E．载气流速

8．气相色谱检测器的“线性范围”是。(B)

A．标准曲线呈直线部分的范围B．检测器呈线性时，最大和最小进样量之比

C．最小进样量和最大进样量之比D．最大允许进样量与最小检测量之比

9．SE-30气相色谱固定液的极性属于。(A)

A．非极性B．弱极性C．强极性

10．PEG-20M气相色谱固定液的极性属于是。(C)

A．非极性B．中等极性C．极性

四、问答题

1．气相色谱分析用微量注射器进样时，影响进样重复性的因素是哪些?

针头在进样器中的位置，插入速度，停针时间，拔出的速度。

2．气相色谱法中，确定色谱柱分离性能好坏的指标是什么?

柱效能、选择性和分离度。

3．气相色谱分析中，柱温的选择主要考虑哪些因素?

(1)被测组分的沸点；

(2)固定液的最高使用温度；

(3)检测器灵敏度；

(4)柱效。

4．评价气相色谱检测器性能的主要指标有哪些?

灵敏度、检测度、线性范围和选择性。

5．分别说明气相色谱柱填料硅藻土载体ChromosorbWAWDMCS中“W”“AW”“DMCS'’

的含义?

W—白色：AW—酸洗；DMCS－二甲基二氯硅烷处理。

6．制备气相色谱填充柱时，应注意哪些问题?

(1)选用合适的溶剂；

(2)要使固定液均匀地涂在载体表面；

(3)避免载体颗粒破碎；

(4)填充要均匀密实。

7．气相色谱法分析误差产生原因主要有哪些?

取样进样技术、样品吸附分解、检测器性能、仪器的稳定性、数据处理与记录。

8．气相色谱分析采用恒温—线性—恒温程序升温的作用是什么?

初始用恒温分离低沸点组分，然后线性升温至终温，在终温保持一定时间，把高沸点组

分冲洗出来。

9．试述气相色谱法的特点。

分离效能高、选择性好、灵敏度高、分析速度快、样品用量少和响应范围广。

10．试说出气相色谱法的局限性。

只能分析在操作条件下能气化而且热稳定性良好的样品。

11．什么是气相色谱检测器的灵敏度?

当一定浓度或一定质量的样品进入检测器时，就会产生一定的响应信号，灵敏度就是响

应信号对进样量的变化率。

12．气相色谱分析基线的定义是什么?

气相色谱分析基线是色谱柱中仅有载气通过时，噪声随时间变化的曲线。

13．气相色谱柱老化的目的是什么?

气相色谱柱老化的目的是要赶走残存溶剂和某些挥发性杂质，使固定液在载体表面有一

个再分布的过程，使其更加均匀牢固。

14．与常规液-液萃取相比，连续液-液萃取具有哪些优缺点?

优点：无需人工操作，可以进行低分配系数物质的萃取，使用较少的溶剂，可获得较高的萃

取效率。

缺点：在蒸馏过程中可能会损失高挥发性的物质，热不稳定物质也可能会有降解。

15．说明连续液-液萃取的适用范围。

对于分配系数值小的物质，或者需要萃取的样品体积很大，多次萃取是不符实际的，

并且萃取次数越多，使用的萃取剂体积也太大。在某些情况下，萃取动力学平衡可能需要很

长时间才能建立。在这些情况下，可以使用连续液—液萃取。

16．毛细管柱气相色谱分析时，加尾吹的目的是什么?

为了减少柱后死体积，提高灵敏度。

17．什么是气相色谱的半高峰宽?

半高峰宽是在峰高一半处的色谱峰的宽度，单位可用时间和距离表示。

18．气相色谱法中，与填充柱相比，毛细管柱有哪些特点?

在毛细管色谱柱中，固定液涂在毛细管内表面上，与填充柱相比，毛细管柱渗透性大，

传质阻力小，所以具有如下特点：柱子长，柱效高：可提高载气线速，分析速度快；样品用

量少；柱容量小。

19．为什么连接色谱柱与检测器时，要将原接真空泵的一端接检测器?

在连接色谱柱与检测器时，将原接真空泵的一端接检测器，另一端接气化室，这样可以

提高出口的压力，使载气线性均匀，柱效高。方向接反时，造成柱效下降10％～20％。

20．何谓气相色谱的保留值和相对保留值?

保留值表示溶质通过色谱柱时被固定相保留在柱内的程度。相对保留值是任一组分与基

准物质校正保留值之比。

21．什么是气相色谱的分配系数?影响分配系数的因素有哪些?

分配系数也叫平衡常数，是指在一定温度和压力下，气液两相间达到平衡时，组分分配

在气相中的平均浓度与其分配在液相中的平均浓度的比值，它是一个常数。分配系数只随柱

温、柱压变化，与柱中两相体积无关。

22．对气相色谱固定液的基本性能有哪些要求?

(1)在工作温度下为液体，具有很低的蒸气压(0.75kPa，即0.1mmHg)；

(2)在工作温度下要有较高的热稳定性和化学稳定性，即在进行色谱分析时固定液不能与载

体、样品和载气发生反应；

(3)在工作温度下固定液对载体有好的浸渍能力，使固定液形成均匀的液膜；

(4)固定液对所分离的混合物有选择性分离能力。

23．气相色谱常用的定性、定量方法有哪些?

定性方法：用已知保留值定性；根据不同柱温下的保留值定性；根据同系物保留值的规

律关系定性；双柱、多柱定性；双检测器定性或利用检测器的选择性定性；利用其他物理方

法结合定性，如质谱；利用化学反应或物理吸附作用对样品进行预处理。定量方法：外标法；

内标法；叠加法；归一化法。

24．简述氢火焰离子化检测器的工作原理。

利用氢火焰作为电离源，当待测气体通过离子室时，在能源的作用下分子直接或间接被

离子化，并且在电场内定向运动形成电流，利用电子放大系统测定离子流的强度，即可得到

被测物质变化信号。

25．论述火焰光度检测器的工作原理。

火焰光度检测器是利用富氢火焰使含硫、磷杂原子的有机物分解，形成激发态分子，当

它们回到基态时，发射出一定波长的光。此光强度与被测组分量成正比。

26．气相色谱保留值包括哪些指标，各表示什么物理意义?(至少说出6种)

气相色谱保留值包括死时间、死体积、死区域、保留时间、调整(校正)保留时间、保留体积、

调整(校正)保留体积、净保留体积、比保留体积、相对保留值、保留指数和保留指数差等。

(1)死时间：一些不被固定相吸收或吸附的气体通过色谱柱的时间。

(2)死体积：指色谱柱中不被固定相占据的空间及进样系统管道和检测系统的总体积，等于

死时间乘以载气流量。

(3)死区域：指色谱柱中不被固定相占据的空间。

(4)保留时间：从注射样品到色谱峰出现时的时间，以s或min为单位表示。

(5)调整(校正)保留时间：保留时间减去死时间即为调整保留时间。

(6)保留体积：从注射样品到色谱峰顶出现时，通过色谱系统载气的体积，一般可用保留时

间乘载气流速求得，以ml为单位表示。

(7)调整(校正)保留体积：保留体积减去死体积即为调整保留体积。

(8)净保留体积：经压力修正的调整保留体积。

(9)比保留体积：把净保留体积进一步校正到单位质量固定液在273K时的保留体积。

(10)相对保留值：在一定色谱条件下，某组分的校正保留时间与另一基准物的校正保留时间

之比。

(11)保留指数：一定温度下在某种固定液上的相对保留值，具体说是以一系列正构烷烃作标

准的相对保留值。

(12)保留指数差：化合物X在某一固定液S上测得的保留指数减去X在角鲨烷固定液上得

到的保留指数。

27．气相色谱分析中，气化室温度会对色谱柱效产生怎样的影响?

如果气化室温度选择不当，会使柱效降低，当气化室温度低于样品沸点时，样品气化的

时间变长，使样品在柱内分布加宽，因而柱效会下降。而当气化室温度升至足够高时，样品

可以瞬间气化，其柱效恒定。

28．说明用保留时间进行气相色谱定性分析的局限性。

保留时间并非某一物质的特征值，在相同的色谱条件下测得的同一保留时间可能有很多

化合物与之相对应，这就难以确定未知化合物究竟是什么。

29．说明气相色谱填充柱应具备的条件。

(1)具有化学稳定性，即在使用温度下不与固定液或样品发生反应；

(2)具有好的热稳定性，即在使用温度下不分解，不变形，无催化作用；

(3)有一定机械强度，在处理过程不易破碎；

(4)有适当的比表面，表面无深沟，以便使固定液成为均匀的薄膜；要有较大的孔隙率，以

便减小柱压降。

30．简述电子捕获检测器工作原理。

载气及吹扫气进入电离室中，在放射源发射的β—粒子(高能粒子)轰击下电离，产生

大量电子。在电源、阴极和阳极电场作用下，该电子流向阳极，得到10

-9

～10

-8

的基流。当

被分离的电负性组分进入检测器时，即捕获电子，使基流下降，产生一负峰。它通过放大器

放大，在记录器上记录，即为响应信号，其大小与进入池中组分量成正比。

31．为什么可用液—液萃取的方式从水样中萃取出有机物?

有机物在有机溶剂中的溶解度一般比在水相中的溶解度大，所以可以用有机溶剂将它

们从水样中萃取出来。分配系数越大，水相中的有机物被有机溶剂萃取的效率会越高。

32．消除液—液萃取出现的乳化现象常用的技术有哪些?

常用的破乳技术有：加盐；增加有机溶剂比例；通过玻璃棉塞过滤乳化液样品或通过

无水硫酸钠柱过滤：冷藏；通过离心作用；加进少量的不同有机溶剂。

33．液-固萃取(索氏提取)包括哪两个过程?

液-固萃取(索氏提取)包括固体样品中某些待测组分分子在溶剂中溶解过程和待测组分

分子与溶剂分子相互扩散的过程。

34．影响液-固萃取(索氏提取)的因素有哪些?

影响液-固萃取(索氏提取)的因素有：物料的性质：萃取时的温度；萃取时间；溶剂的

性质和用量；样品中溶剂保留量；萃取液的浓度；溶剂的穿透速度。

35．吹脱捕集气相色谱法的进样方式有哪些特点?

方法灵敏度高、不需要有机溶剂、无溶剂污染、组分损失少、检出限低、操作快捷。

但样品是一次进样，所以在无法确定样品的浓度时，有时需要多次取样品测定。

五、计算题

气相色谱法分析某废水中有机组分时，取水样500m1以有机溶剂分次萃取，最后定容

至25.00m1供色谱分析用。进样5μl测得峰高为75.0mm，标准液峰高69.0mm，标准液浓

度20.0mg/L，试求水样中被测组分的含量(mg/L)。

已知试样峰高h

i为75.0mm，标准液峰高hs为69.0mm，标准液浓度Cs为20.0mg/L，

水样富集倍数=500.0/25.00=20，则

LmgC/09.120/0.20

0.69

0.75

