氣相色譜技術(shù)在化工分析中的應(yīng)用探究

張晨

（常州大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院，江蘇 常州 213000）

0 引言

氣相色譜技術(shù)是一種高效的物質(zhì)分離技術(shù)，將其應(yīng)用于化工分析中，可以測(cè)定脂肪酸類物質(zhì)，分析烴類氣體，除此之外，其對(duì)于醫(yī)學(xué)藥物、環(huán)境以及食品領(lǐng)域的物質(zhì)檢測(cè)和分析也有重要的作用。隨著社會(huì)對(duì)化工行業(yè)要求的提升，氣相色譜技術(shù)作為一種高效的分離技術(shù)，其在化工分析中的應(yīng)用受到了越來(lái)越多的重視。目前，氣相色譜技術(shù)已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展，其在化工分析的應(yīng)用也取得了顯著的效果。隨著今后化工行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用必然會(huì)受到更多的關(guān)注。

1 關(guān)于氣相色譜技術(shù)

1.1 氣相色譜技術(shù)的原理

氣相色譜技術(shù)是一種物質(zhì)分離技術(shù)，其通過(guò)物理原理來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常情況下也被叫作層析法。利用色譜法分離混合物，作用過(guò)程中有一相固定不動(dòng)，其為固定相，另一相會(huì)推動(dòng)物質(zhì)前進(jìn)，當(dāng)混合物質(zhì)接觸到固定相的時(shí)候，會(huì)與之相作用?；旌衔镏邪鞣N組分，這些組分的性質(zhì)不同，結(jié)構(gòu)也有一定的差異，因而在混合物與固定相作用的時(shí)候，其中各組分的作用效果便會(huì)有所差異?；旌衔锸艿酵苿?dòng)經(jīng)過(guò)固定相，其中各組分會(huì)與固定相產(chǎn)生不同的作用，從固定相中析出的時(shí)間存在差異，由于具有時(shí)間差，混合物中的各組分析出的時(shí)候會(huì)有一定的順序，由于析出順序不同，混合物中各組分便會(huì)被分離出來(lái)。色譜法應(yīng)用中除了固定相，還有一相為流動(dòng)相，流動(dòng)相物質(zhì)狀態(tài)的不同，可以將色譜分為不同的類型。若流動(dòng)相混合物狀態(tài)為液體，則為液相色譜，若流動(dòng)相混合物為氣體，則為氣相色譜。利用氣相色譜法分離物質(zhì)，在固定相和流動(dòng)相之間，混合物中的各組分會(huì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于兩相，各組分的分配系數(shù)存在差異，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各組分會(huì)以不同的分配系數(shù)進(jìn)行分配，經(jīng)過(guò)多次分配，混合物的分離就會(huì)更加清晰?；旌衔镉蓺庀嗌V技術(shù)分離之后，需要使用檢測(cè)儀器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，以測(cè)定各組分物質(zhì)。

1.2 氣相色譜的系統(tǒng)組成

氣相色譜系統(tǒng)有多個(gè)部分構(gòu)成，其中包括進(jìn)樣系統(tǒng)、氣路控制系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等。氣相色譜系統(tǒng)中需要?dú)庠矗^長(zhǎng)使用的為高壓氣瓶，此外，還需要選擇氣體的種類，通常會(huì)選氫氣、氮?dú)?、氦氣等。進(jìn)樣器形式多樣，并且分析存在差異，進(jìn)行系統(tǒng)的確認(rèn)需要據(jù)此嚴(yán)格進(jìn)行。若樣品為氣體，應(yīng)用六通閥。若樣品為液體，需用微量的注射器。若樣品為固體，應(yīng)用裂解爐，同時(shí)搭配脈沖爐。氣相色譜系統(tǒng)中含有分離系統(tǒng)，其具體為色譜柱，將色譜柱進(jìn)行細(xì)分，其中包含毛細(xì)管柱以及填充柱。檢測(cè)系統(tǒng)需使用檢測(cè)器，檢測(cè)器的穩(wěn)定性影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。氣相色譜系統(tǒng)中還包含記錄儀，其主要是記錄數(shù)據(jù)。除此之外，氣相色譜系統(tǒng)中還需要有溫控器，通過(guò)溫控器調(diào)節(jié)溫度，以確保系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)行[1]。

1.3 氣相色譜技術(shù)的特點(diǎn)

氣相色譜技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，相較于以往的化學(xué)分析法，其操作更加安全，對(duì)于物質(zhì)的檢測(cè)更加靈敏，物質(zhì)的分離效果也更好。定性以及定量分析物質(zhì)的時(shí)候，化學(xué)分析法需要一定量的物質(zhì)，如果應(yīng)用氣相色譜法，需要的物質(zhì)的量則少得多，這使得物質(zhì)的分析更加高效。除此之外，氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用，還實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的反復(fù)檢測(cè)，并能夠進(jìn)行自動(dòng)分析。氣相色譜技術(shù)也有一定的局限性，定性分析物質(zhì)的時(shí)候應(yīng)用氣相色譜技術(shù)，需要比對(duì)物質(zhì)數(shù)據(jù)和色譜峰、色譜圖等，只有經(jīng)過(guò)比對(duì)才可以定性。有些時(shí)候，只進(jìn)行比對(duì)還不足以定性物質(zhì)，還需要借助一些光譜技術(shù)。定量分析物質(zhì)的時(shí)候，利用氣相色譜技術(shù)需要考慮色譜儀的問(wèn)題，色譜儀的準(zhǔn)確性會(huì)影響到物質(zhì)分析的結(jié)果，因而需要校準(zhǔn)。在實(shí)際的化工分析中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求，綜合考慮氣相色譜技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，科學(xué)應(yīng)用氣相色譜技術(shù)。

2 化工分析中氣相色譜技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 脂肪酸類的測(cè)定

化工分析中需要測(cè)定脂肪酸類物質(zhì)，對(duì)于這類物質(zhì)的測(cè)定，常見的測(cè)定方法有滴定法，有時(shí)也會(huì)用到比色法，但是無(wú)論是滴定法，還是比色法，其都有一定的局限性，這種局限性表現(xiàn)為測(cè)定的范圍小，同時(shí)可以應(yīng)用的范圍也較小。這些局限性不利于化工分析中脂肪酸類物質(zhì)的準(zhǔn)確測(cè)定，同時(shí)對(duì)于化工分析的效率也有著一定的影響。對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)定方法所表現(xiàn)出來(lái)的不足，可以通過(guò)使用氣相色譜技術(shù)來(lái)改進(jìn)。相較于以往的測(cè)定方法，氣相色譜技術(shù)更加簡(jiǎn)單，測(cè)定脂肪酸類物質(zhì)的效率更高。對(duì)于脂肪酸類樣品的特征，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有效的分類規(guī)劃。脂肪酸類物質(zhì)的測(cè)定中，應(yīng)用氣相色譜技術(shù)可以有效改善測(cè)定效果，提升化工分析的準(zhǔn)確性[2]。

2.2 烴類氣體的分析

一些化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量氣體，比如石油化工、煤化工等，其生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生烴類氣體，對(duì)于化工企業(yè)產(chǎn)生的氣體，需要進(jìn)行分析。分析這些氣體的時(shí)候，可以應(yīng)用氣相色譜技術(shù)，通過(guò)氣相色譜技術(shù)中的分析方法，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單便捷的氣體分析?；て髽I(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于可能會(huì)產(chǎn)生的烴類氣體，以及其他氣體和一些永久性氣體，通過(guò)氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)這些氣體的分離，以及檢測(cè)和分析。

2.3 醫(yī)學(xué)藥物的分析

醫(yī)藥化工行業(yè)中也需要進(jìn)行化工分析，進(jìn)行此類的化工分析，可以使用氣相色譜技術(shù)。醫(yī)學(xué)藥物生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，需要了解其成分，只有充分了解藥物的成分，才能夠科學(xué)生產(chǎn)藥物，并使藥物中的各成分發(fā)揮其最大的作用。對(duì)此，可以使用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行分析藥物，并對(duì)藥物做出準(zhǔn)確的定性分析。通過(guò)氣相色譜技術(shù)的使用，可以使藥物的檢測(cè)更加準(zhǔn)確、高效，從而促進(jìn)醫(yī)藥化工行業(yè)的發(fā)展。氣相色譜技術(shù)不僅可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)藥物分析中，也可以應(yīng)用于臨床分析，應(yīng)用過(guò)程中可結(jié)合超聲波等其他技術(shù)，以提升分析效果。

2.4 應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域

隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，對(duì)于環(huán)境中的物質(zhì)進(jìn)行分析，有助于了解環(huán)境的變化情況。在檢測(cè)環(huán)境中的物質(zhì)的時(shí)候，可以使用氣相色譜技術(shù)。苯系物不僅會(huì)損害人的神經(jīng)系統(tǒng)，還會(huì)對(duì)造血組織造成傷害，因而環(huán)境中苯系物的檢測(cè)十分重要。

苯系物存在于廢氣中，對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，需要先收集廢氣，再進(jìn)行分離和檢測(cè)，分離檢測(cè)可利用氣相色譜技術(shù)。通過(guò)氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用，可以使苯系物的檢測(cè)更加精準(zhǔn)，同時(shí)也更加高效。有效檢測(cè)廢氣中的苯系物，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的精準(zhǔn)控制，以保證環(huán)境安全。除此之外，氣相色譜技術(shù)還可以應(yīng)用于水體的檢測(cè)中，水體中的物質(zhì)對(duì)于水質(zhì)有一定的影響，水質(zhì)受到影響會(huì)對(duì)人體以及自然環(huán)境造成威脅，因而，需要對(duì)水體中的一些物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)和分析，科學(xué)控制其含量，保證水體的質(zhì)量，進(jìn)而保護(hù)環(huán)境和生物的安全。半揮發(fā)鹵代烴存在于水體中會(huì)影響水體的質(zhì)量，利用氣相色譜技術(shù)對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)并分析這種物質(zhì)，可以將其控制在合理的范圍內(nèi)[3]。

2.5 應(yīng)用于食品領(lǐng)域

食品的生產(chǎn)需要考慮食品安全問(wèn)題，為了確保食品安全，需要在對(duì)食品生產(chǎn)中涉及到的一些物質(zhì)進(jìn)行化工分析，比如食品中防腐劑的分析和檢測(cè)。利用色譜分析法可以對(duì)調(diào)味品進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定其中苯甲酸乙酯、山梨酸等物質(zhì)，經(jīng)過(guò)測(cè)定和分析得出結(jié)果，根據(jù)這些結(jié)果對(duì)調(diào)味品中的物質(zhì)含量進(jìn)行控制，可以有效保證食品的安全。

氣相色譜法也可以用于其他食品中物質(zhì)的測(cè)定，比如食用油中一些物質(zhì)的測(cè)定。通過(guò)對(duì)食物中物質(zhì)的測(cè)定，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些物質(zhì)的有效控制，確保食物生產(chǎn)符合食用安全標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中，為了保證其健康生長(zhǎng)，通常需要使用農(nóng)藥以減少病蟲害的侵?jǐn)_，然而農(nóng)藥的使用不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)藥物的殘留，這對(duì)于人和動(dòng)物的生命健康有著嚴(yán)重的影響。對(duì)此，可以使用氣相色譜技術(shù)檢測(cè)農(nóng)作物中的藥物殘留情況，以保證農(nóng)產(chǎn)品的安全。

3 結(jié)語(yǔ)

總體而言，氣相色譜技術(shù)作為一種高效的物質(zhì)分離技術(shù)，其應(yīng)用與化工分析中能夠改善分析效果，提升化工企業(yè)在市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)力。化工企業(yè)進(jìn)行化工分析的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)使用氣相色譜技術(shù)，以充分發(fā)揮氣相色譜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在化工分析中，氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用還有很大的發(fā)展空間，未來(lái)，化工分析中應(yīng)該不斷擴(kuò)展和完善氣相色譜技術(shù)的應(yīng)用，以推動(dòng)化工行業(yè)的健康發(fā)展。