前面介绍了采用色谱技术对混合物质进行分离的原理和操作。气相色谱检测法和液相色谱检测法也是利用色谱原理对混合物相进行分离并且检测的。其中气相色谱（gas chromatography，GC）是化工过程研究和开发中最常用的分析检测手段。

气相色谱法的原理是采用气体作为流动相，当流动相的气体（俗称载气）在固定相的色谱柱中流动时，在其中携带的混合物同时流过色谱柱，由于各组分在色谱柱中移动的速度不同，滞留的时间有差异，所以在色谱柱中进行了有效的分离。根据流出色谱柱的时间先后对混合物的组分根据其物理、化学性质分别检测，转变成电信号对时间作图，就可以得到色谱图。根据色谱图可对混合物中的组分进行定性和定量的分析，一般来说，根据色谱图中的出峰时间可以大概判断混合物的组分，而根据峰的面积或者高度可以得到某一组分在混合物中的含量。

图1-26是气相色谱的流出曲线图，其中tM是进样时刻O′到空气出峰时刻A′的时段，代表的是与固定相无相互作用的组分流经色谱柱所需的时间。tM一般用来测定流动相的平均线速。图中的O′B′段代表的是待测组分流经固定相所需要的时间tR。而tR-tM就是待测组分在固定相中滞留的时间，用来表示，称为调整保留值。

图1-26　典型色谱流出图

在做定性分析时一般会用到相对保留值γ2，1，也就是组分2与组分1的调整保留值的比值，用下式表示：

在柱温和固定相性质不变时，即使柱长、柱径以及流动相发生变化，γ2，1仍然不变。在色谱条件一定时，通过对比已知物和未知物的保留值，确定待测物的种类。

在定量分析组分在混合物中的含量时，一般会用到图中的峰值高度。图中的h代表的是色谱峰顶点与基线之间的垂直距离。如需要知道第i组分在流动相中的浓度或者质量mi，只需要知道色谱峰的高度hi或者面积Ai就可以。如下式所示：

其中，和是绝对矫正因子，代表的是单位峰面积或单位峰高某组分的含量。

定量分析方法有归一化法、内标定量法、外标定量法等。

1.归一化法

归一化法就是当样品中各组分都能流出色谱柱，并在色谱图上显示出峰时，可用此法定量。设某一组分在混合物中的浓度为Ci，可得

根据公式（1-18）可得：

最终得到：

若分析的是同系物，即待测样品中各组分的相对校正因子相近，也就是

上式就可以简化为：

(www.daowen.com)

此种方法计算简便，结果与进样量大小无关，操作的水平对结果的影响很小，是一般色谱常用的定量方法。

2.内标定量法

内标定量法是指当试样中所有组分不完全出峰，或者根据实验要求只需要测定试样中的某些组分时，可用的分析方法。其具体操作是在试样中加入一种待测混合物中不含的纯物质作为内标物。根据被标物和被测组分的面积来计算被测组分的含量。内标物加入的量应该接近被测物质的含量，同时还要求内标物的色谱峰位于被测组分色谱峰的附近。

假设加入待测物中的内标物的质量为ms，称取一定质量m的样品，这时是一个定值，根据公式（1-23）可得

而

所以

如果以内标物作为基准，则上式中的fs=1，可以将公式简化为

在实际测量时可以先配置一系列的标准溶液，测量其相应的值，同时绘制曲线，可在无须测定fi的情况下在标准曲线上求得，再根据式（1-26）求Ci。

3.外标定量法

外标定量法类似于吸光度比色分析中标准曲线的计算方法。具体做法是取待测混合物中待测组分的纯物质，配制成一系列不同浓度的标准样，分别量取一定的体积注入色谱仪，测量其色谱峰面积，作图得到其峰面积与浓度的标准曲线图。然后在相同的操作条件下，在色谱中注入相同体积的待测样品，将得到的色谱面积比对标准曲线，得到待测组分的浓度。

气相色谱常用的检测器有热导池检测器和氢火焰离子化检测器：

热导池检测器（TCD），其原理是当不同组分的气体通过热导池时，会引起热敏元件上的温度发生变化，从而导致元件电阻值发生变化，对原本平衡的电桥产生了电流。通过测量电流的大小，来确定混合物各组分的含量大小。其特点是对所有物质都能产生响应信号，稳定性较好，检测器结构简单，灵敏度适中，是应用最广泛、最成熟的检测器。

氢火焰离子化检测器（FID），是将有机物在火焰处发生离子化，利用正、负离子在外加电场的作用下产生微电流作为检测信号工作的。检测时只对碳氢化合物产生信号，而不能对永久性气体以及H2O、H2S等进行检测，属于选择性检测器。其特点是系统死体积小、灵敏度高（比TCD高100～1000倍）、系统稳定性好、响应快且线性范围宽，对于痕量有机物的分离检测效果良好。

在操作气相色谱仪时需要具体注意的问题如下：

（1）进样速度一般要快，若进样时间过长，会使色谱区域加宽而降低柱效率。因此，进样时间越短越好，一般应小于1秒钟。但是对于一些黏滞性较大的物质进样时需要将进样针先插入大概2/3处，等待升温使样品溶解后再推针。

（2）气路的检漏和清洗，一般情况下仪器在验收时已进行过气路检漏，但在使用中若发现某些异常，如灵敏度降低、保留时间延长、出现波动状的基线等情况时应重新进行气路检漏。另外，样品中所含的高沸点组分易附着在气路的管壁上而造成污染，需要经常清洗管路。

（3）停机操作时首先关闭氢气和空气气源，使氢火焰检测器灭火。在氢火焰熄灭后再将柱箱的初始温度、检测器温度及进样器温度设置为室温（20～30℃），待温度降至设置温度后，关闭色谱仪电源，最后再关闭氮气气阀。

气相色谱法一般用于分析气体和各种易于挥发的有机物，原则上在气相色谱的温度范围可以挥发并且不分解的物质都可以用。但是对于一些热稳定性差，或难以汽化的物质，通过化学衍生化的方法，也可用气相色谱法分析。气相色谱法在石油化工、医药卫生、环境监测、生物化学、食品检测等领域都得到了广泛的应用，是化工过程研究和开发中常用的分析方法之一。