气相色谱技术在化工分析中的应用

张晨(常州大学继续教育学院，江苏 常州 213000)

0 引言

气相色谱技术是一种高效的物质分离技术，将其应用于化工分析中，可以测定脂肪酸类物质，分析烃类气体。除此之外，其对于医学药物、环境以及食品领域的物质检测和分析也有重要的作用。随着社会对化工行业要求的提升，气相色谱技术作为一种高效的分离技术，其在化工分析中的应用受到了越来越多的重视。目前，气相色谱技术已经得到了一定程度的发展，其在化工分析的应用也取得了显著的效果。随着今后化工行业的发展和进步，气相色谱技术的应用必然会受到更多的关注。

1 关于气相色谱技术

1.1 气相色谱技术的原理

气相色谱技术是一种物质分离技术，其通过物理原理来实现，通常情况下也被叫作层析法。利用色谱法分离混合物，作用过程中有一相固定不动，其为固定相，另一相会推动物质前进，当混合物质接触到固定相的时候，会与之相互作用。混合物中包含着各种组分，这些组分的性质不同，结构也有一定的差异，因而在混合物与固定相作用的时候，其中各组分的作用效果便会有所差异。混合物受到推动经过固定相，其中各组分会与固定相产生不同的作用，从固定相中析出的时间存在差异，由于具有时间差，混合物中的各组分析出的时候会有一定的顺序，由于析出顺序不同，混合物中各组分便会被分离出来。色谱法应用中除了固定相，还有一相为流动相，流动相物质状态的不同，可以将色谱分为不同的类型。若流动相混合物状态为液体，则为液相色谱，若流动相混合物为气体，则为气相色谱。利用气相色谱法分离物质，在固定相和流动相之间，混合物中的各组分会相对运动，对于两相，各组分的分配系数存在差异，运动过程中，各组分会以不同的分配系数进行分配，经过多次分配，混合物的分离就会更加清晰。混合物由气相色谱技术分离之后，需要使用检测仪器对其进行检测，以测定各组分物质。

1.2 气相色谱的系统组成

气相色谱系统有多个部分构成，其中包括进样系统、气路控制系统、分离系统、检测系统等。气相色谱系统中需要气源，较长使用的为高压气瓶。此外，还需要选择气体的种类，通常会选氢气、氮气、氦气等。进样器形式多样，并且分析存在差异，进行系统的确认需要据此严格进行。若样品为气体，应用六通阀。若样品为液体，需用微量的注射器。若样品为固体，应用裂解炉，同时搭配脉冲炉。气相色谱系统中含有分离系统，其具体为色谱柱，将色谱柱进行细分，其中包含毛细管柱以及填充柱。检测系统需使用检测器，检测器的稳定性影响者整个系统的性能。气相色谱系统中还包含记录仪，其主要是记录数据。除此之外，气相色谱系统中还需要有温控器，通过温控器调节温度，以确保系统的科学运行[1]。

1.3 气相色谱技术的特点

气相色谱技术具有一定的优势，相较于以往的化学分析法，其操作更加安全，对物质的检测更加灵敏，物质的分离效果也更好。定性以及定量分析物质的时候，化学分析法需要一定量的物质，如果应用气相色谱法，需要的物质的量则少得多，这使得物质的分析更加高效。除此之外，气相色谱技术的应用，还实现物质的反复检测，并能够进行自动分析。气相色谱技术也有一定的局限性，定性分析物质的时候应用气相色谱技术，需要比对物质数据和色谱峰、色谱图等，只有经过比对才可以定性。有些时候，只进行比对还不足以定性物质，还需要借助一些光谱技术。定量分析物质的时候，利用气相色谱技术需要考虑色谱仪的问题，色谱仪的准确性会影响到物质分析的结果，因而需要校准。在实际的化工分析中，应该根据实际需求，综合考虑气相色谱技术的优缺点，科学应用气相色谱技术。

2 化工分析中气相色谱技术的具体应用

2.1 脂肪酸类的测定

化工分析中需要测定脂肪酸类物质，对于这类物质的测定，常见的测定方法有滴定法，有时也会用到比色法，但是无论是滴定法，还是比色法，其都有一定的局限性，这种局限性表现为测定的范围小，同时可以应用的范围也较小。这些局限性不利于化工分析中脂肪酸类物质的准确测定，同时对化工分析的效率也有着一定的影响。对传统测定方法所表现出来的不足，可以通过使用气相色谱技术来改进。相较于以往的测定方法，气相色谱技术更加简单，测定脂肪酸类物质的效率更高。对于脂肪酸类样品的特征，应用气相色谱技术可以实现有效的分类规划。脂肪酸类物质的测定中，应用气相色谱技术可以有效改善测定效果，提升化工分析的准确性[2]。

2.2 烃类气体的分析

一些化工企业在生产过程中，会产生大量气体，比如石油化工、煤化工等，其生产中会产生烃类气体。对化工企业产生的气体，需要进行分析。分析这些气体的时候，可以应用气相色谱技术，通过气相色谱技术中的分析方法，可以实现简单便捷的气体分析。化工企业生产中，对可能会产生烃类气体以及其他气体和一些永久性气体，通过气相色谱技术的应用，可以有效实现这些气体的分离以及检测和分析。

2.3 医学药物的分析

医药化工行业中也需要进行化工分析，进行此类的化工分析，可以使用气相色谱技术。医学药物生产和应用过程中，需要了解其成分，只有充分了解药物的成分，才能够科学生产药物，并使药物中的各成分发挥其最大的作用。对此，可以使用气相色谱技术进行分析药物，并对药物做出准确的定性。通过气相色谱技术的使用，可以使药物的检测更加准确、高效，从而促进医药化工行业的发展。气相色谱技术不仅可以应用于医学药物分析中，也可以应用于临床分析，应用过程中可结合超声波等其他技术，以提升分析效果。

2.4 应用于环境领域

随着社会生产的发展，环境问题日益凸显，对于环境中的物质进行分析，有助于了解环境的变化情况。在检测环境中的物质时，可以使用气相色谱技术。苯系物不仅会损害人的神经系统，还会对造血组织造成伤害，因而环境中苯系物的检测十分重要。苯系物存在于废气中，进行测定时需要先收集废气，再进行分离和检测，分离检测可利用气相色谱技术。通过气相色谱技术的应用，可以使苯系物的检测更加精准，同时也更加高效。有效检测废气中的苯系物，可以实现对其的精准控制，以保证环境安全。除此之外，气相色谱技术还可以应用于水体的检测中，水体中的物质对于水质有一定的影响，水质受到影响会对人体以及自然环境造成威胁。因而，需要对水体中的一些物质进行检测，通过检测和分析，科学控制其含量，保证水体的质量，进而保护环境和生物的安全。半挥发卤代烃存在于水体中会影响水体的质量，利用气相色谱技术对其实现有效的检测，通过检测并分析这种物质，可以将其控制在合理的范围内[3]。

2.5 应用于食品领域

食品的生产需要考虑食品安全问题，为了确保食品安全，需要在对食品生产中的涉及到的一些物质进行化工分析，比如食品中防腐剂的分析和检测。利用色谱分析法可以对调味品进行检测，测定其中苯甲酸乙酯、山梨酸等物质，经过测定和分析得出结果，根据这些结果对调味品中的物质含量进行控制，可以有效保证食品的安全。气相色谱法也可以用于其他食品中物质的测定，比如食用油中一些物质的测定。通过对食物中物质的测定，可以实现对这些物质的有效控制，确保食物生产符合食用安全标准。农作物生长过程中，为了保证其健康生长，通常需要使用农药以减少病虫害的侵扰，然而农药的使用不当会出现药物的残留，这对人和动物的生命健康有着严重的影响。对此，可以使用气相色谱技术检测农作物中的药物残留情况，以保证农产品的安全。

3 对色谱柱的清洗和仪器保养

为了保证色谱技术的使用准确性，在使用色谱技术之前，要保证色谱仪的正常使用。在实际操作过程中，堵住色谱柱的一端，在另一端连接气源，色谱柱在工作压力下接收空气，吸入时慢慢地将色谱柱侵入水中，确认色谱柱周围是否有气泡泄漏。这样就能确认色谱柱是否有裂缝。泄漏检查后需要清洗色谱管，具体的清洗方法取决于色谱柱的材料。玻璃材质的色谱柱需先用洗涤剂冲洗两次，然后用自来水冲洗成中性状态，再用蒸馏水冲洗、丙酮冲洗。清洗完成后，首先利用吹风机空气干燥色谱柱，确保色谱柱内没有丙酮滴，然后放置电烤箱干燥。

色谱技术用于化工行业，色谱仪温度箱温度控制要求高。首先要将标准钚电阻温度计与数字多用途表连接起来，然后将温度计放在色谱盒的中间，测量室温加50 ℃和250 ℃的两个温度节点，观察10 min。观察过程中要及时记录色谱盒中的所有数据。严格控制色谱仪箱内温度，可以有效提高色谱技术的分离准确度，对色谱技术在化工行业的运用具有重要意义。对色谱仪线性范围的检定应首先输入与检查器相对应的标准物质，从浓度不同的样品中取样3次，每次保证2 μL，并从各种样品数据中选择溶质峰区的算术平均值作为最终验证数据。

4 结语

总体而言，气相色谱技术作为一种高效的物质分离技术，其应用与化工分析中能够改善分析效果，提升化工企业在市场中竞争力。化工企业进行化工分析的时候，应该根据实际情况，科学使用气相色谱技术，以充分发挥气相色谱技术的优势。在化工分析中，气相色谱技术的应用还有很大的发展空间。未来，化工分析中应该不断扩展和完善气相色谱技术的应用，以推动化工行业的健康发展。