气相色谱的定性和定量分析

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1、实验实验七七 气相色谱的定性和定量分析气相色谱的定性和定量分析 一、实验原理一、实验原理 对一个混合试样成功地分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。衡量一对色谱峰分离的程度可用分离度 R 表示： 211221YYttRRR,式中，TR,2，Y2和 TR,1，Y1分别是两个组分的保留时间和峰底宽，当 R=1.5 时，两峰完全分离；当 R=1.0 时，98%的分离。在实际应用中，R=1.0 一般可以满足需要。 用色谱法进行定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数及相对保留值等保留参数。因此，在相同的色

2、谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何种物质。 当手头上有待测组分的纯样时，作与已知物的对照进行定性分桥极为简单。实验时，可采用单柱比较法、峰高加入法或双柱比较法。 单柱比较法是在相同的色谱条件下分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析得到两张色谱图，然后比较其保留参数。当两者的数值相同时，即可认为待测试样中有纯样组分存在。 双柱比较法是在两个极性完全不同的色谱住上，在各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其上的保留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样相同的物质存在。由于有些不同的化合物会在某一固定相上表现出相同的热力学性质，故双柱法

3、定性比单柱法更为可靠。 在一定的色谱条件下，组分 i 的质景 m：或其在流动相中的浓度，与检测器的响应信号峰面积 Ai 或峰高 h，成正比： 2-10 或 2-11 式中，fiA和 fih称为绝对校正因子。式(2-10)和式(2-11)是色谱定量的依据。不难看出，响应信号 A、h 及校正因了的淮确测量直接影响定定分析的准确度。 长江师范学院化学及环境科学系-仪器分析实验教案 2 由于峰面积的大小不易受操作条件如校温、流动相的流速、进样速度等因素的影响，故峰面积更适于作为定量分析的参数。测量峰面积的方法分为于上测量和自动测量。现代色谱仪中一般都配有准确测量色谱峰面积的电学积分仪。手工测显则首先测

4、量峰高 h 和半峰宽 Y1/2，然后按下式计算： 2-12 当峰形不对称时，则可按下式计算： 2-13 式中，Y0.15和 Y0.85分别为峰高在 0.15 和 0.85 处的峰宽值。 由式(2-10)，绝对校正因子可用下式表示： 2-14 式中，mi可用质量、物质的量及体积等物理量表示，相应的校正因子分别称为质量校正因子、 摩尔校正因子和体积校正因子。 由于绝对校正因子受仪器和操作条件的彤响很大，其应用受到限制，一般采用相对校正因子。相对校正因子是指组分 i 与基准组分 s 的绝对校正因子之比，即： 2-15 因绝对校正因子很少使用，一般文献上提到的校正因子就是相对校正因子。 根据不同的情况

5、，可选用不同的定量方法。归一化法是将样品中所有组分合量之相按100计算，以它们相应的响应信号为定量参数通过下式计算各组分的质量分数： 该法简便、准确。当操作条件变化时，对分析结果影响较小，常用于定量分析，尤其适于进佯量少而体积不易准确测量的液体试样。但采用本法进行定量分析时，要求试样中各组分产生可测量的色谱峰。 二二、仪器、试剂和实验条件、仪器、试剂和实验条件 1仪器 （1）GC-4000A 气相色谱仪 （2）GCD-300B 全自动氢气发生器 （3）秒表 长江师范学院化学及环境科学系-仪器分析实验教案 3 （4）注射器：10L，100L （5）带磨口试管若干 2试剂 （1）正己烷、环己烷、苯

6、、甲苯（均为 A.R） （2）未知的混合试样 3.实验条件 （1）色谱拄拴长 2m，内径 2mm （3）流动相：氢气 （4）柱温：85-95 （5）汽化温度：120 （6）检测器温度：120 （7）桥电流：110mA （8）载气流速：稍高于 0.1 L/min 三三、实验步骤、实验步骤 1认真阅读气相色谱仪操作说明。 2在教师指导下，开启色谱仪，详见附 1、附 2。根据实验条件，将色谱仪按仪器操作步骤，调至可进样状态，待仪器上电路和气路系统达到平衡、记录仪上基线平直时，即可进样。 3准确配制正己烷，环己烷：苯：甲苯为 1：1：1.5：2.5（质量比）的标准溶液，以备测量校正因子。 4进未知混合

7、试样约 1.42L 和空气 2040 L，各 23 次，调节工作站的参数，得到合适的色谱阁。记录色谱图上各峰的保留时间 tR和死时间 tM。 5分别注射正己烷、苯、环已烷、甲苯等纯试剂 0.2L，各 23 次，记录色谱图上各峰的保留时间 tM。 6进 1.42.0 L 已配制好的标准溶液 23 次，记录色谱图及各峰的保留时间。 7在与操作 6 完全相同的条件下，每次进 1.41.6 L 未知混合试样，23 次，调节工作站的参数，得到合适的色谱图，打印色谱阁及各峰的保留时间 tR。 四四、结果处理、结果处理 1用步骤 6 所得数据，计算前 3 个峰中，每 2 个峰间的分辨率。 2比较步骤 4 相

8、 5 所得色谱围及保留时间，指出未知混合试样中各色谱峰对应的物。 长江师范学院化学及环境科学系-仪器分析实验教案 4 3. 用步骤 6 所得数据，以苯为基准物质，用式（2-15）计算各组分的质量校正因子。 4. 用步骤 7 所得色谱图，根据式（2-16）计算未知混合试样中各组分的质量分数。 五五、注意事项、注意事项 1.钢瓶的工作压力，一定要控制在所规定范围内，不得超压工作。必须切记， 保障安全。 2.实验结束后，检查仪器是否正常，关闭是否正确。 六六、问题讨论、问题讨论 1.本实验中，进样且是否需要非常准确？为什么？ 2.将测得的质量校正因子与文献值比较。 3.试说明 3 种不同单位校正因子的关系和联系。 4.试根据混合试样各组分及固定液的性质解释各组分的流出顺序。