气相色谱法测定乙醇中少量杂质的含量.doc

气相色谱法测定乙醇中少量杂质的含量(外标法)
一、目的要求
1．学习固定液的涂渍，色谱柱的装填和老化处理方法。
2．学习色谱柱的柱效测定方法。
3．学习外标法定量的基本原理利剑定试样中杂质含量的方法。
4．了解氢火焰检测器的基本原理。
二、测定意义
最好的工业乙醇也只有99.9%的含量（还有千分之一的杂质），而工业乙醇中含有少量工业甲醇或工业甲醇中含有少量工业乙醇是很正常的事。因为甲醇沸点是64.7度，乙醇是78度，相差13度是不可能100%完全分离的。食用乙醇需要严格限制甲醇量，所以非常有必要测定乙醇中杂质的含量。
二、方法原理
色谱柱的柱效能是色谱柱的一项重要指标。在一定色谱条件下，色谱柱的柱效可以用理论塔板数或理论塔板高度来衡量，在实际工作中使用有效塔板数n有效及有效塔板高度H有效来表示更为准确，更能真实地反映色谱住分离的好坏，它们的计算公式为：

tR'：调整保留时间；y1/2：半高宽；y：峰底宽；L：柱长；tM：死时间。
外标法定量是用组分i的纯物质配制成已知浓度的标准样，在相同的操作条件下，分析标准样和未知样，根据组分量于相应峰面积或峰高呈线性关系，则在标准样与未知样进样量相等时，由下式计算组分的含量：

式中：Cis：标准样中组分i的含量；ci：样品中组分i的含量；Ais：标样中组分i的峰面积；Ai：样品中组分i的峰面积。
四、仪器与试剂
1．GC400１气相色谱仪；2．A4800色谱数据工作站；3．真空泵；4．漏斗；5．不锈钢色谱柱2mx3mm；6．氢气、空气、氮气高压钢瓶；7．皂膜流量计；8．微量注射器，1μL,100μL；9．固定液：邻苯二甲酸二壬酯(DNP)，色谱纯；10．担体：6201红色硅藻土，60～80目；11．乙醚，盐酸，氢氧化钠，苯，甲苯．乙醚，甲醇；12．甲烷气袋。
五、实验内容与步骤
1．实验条件
色谱柱，DNP：6201担体(15：100)，60-80目。氮气流量5mL／min;空气30mL／min；氢气30mL/min。
检测器：氢火焰离子化检测器。柱温，110℃；气化室温度150℃；检测室温度110℃。
2．色谱拄的装填与老化
(1)称取60g60-80目6201红色硅藻土担体，置于400mL烧杯中在105℃烘箱内干燥4-6h。
(2)称取固定液邻苯二甲酸二壬酯7.5g于150mL蒸发皿中，加入适量乙醚溶解(乙醚的加入量应能浸没担体并保持有3-5mm的液层)，然后加入50g6201担体，晃匀，置于通风厨内使乙醚自然挥发，待乙醚挥发完毕，移至红外线干燥箱内烘干20～30min即可装填。
(3)取一根长2m，内径3mm不锈钢色谱柱，用50mL1mol·L-1盐酸溶液浸泡5～6min，用水抽洗至中性，再用50mL1mol·L-1氢氧化钠溶液浸泡抽洗，再用水抽洗至中性，烘干备用。采用真空泵抽气填人固定相，填满后用玻璃纤维塞紧柱两端。
(4)色谱柱的老化：把填好的色谱柱与色谱仪进样口接好，出气口直
通大气，开启载气，流量为5-10mL/min，检查至气路连接处不漏气，打开色谱仪电源，调节柱温150℃，老化处理8h。
3．色谱柱的柱效测定
根据实验条件，将色谱仪按仪器操作规程调至待测状态，当仪器上电路和气路系统达到平衡，记录图上基线平直时，即可进样。吸取1μL1g/L的苯和甲苯溶液进样，得苯和甲苯的色谱图，并重复两次。用100μL进样器抽取50μL甲烷进样，得死时间tM。
4．乙醇中乙醚含量的测定
取无水乙醇五份，每份5mL，分别加入纯乙醚60μL，120μL，180μL，240μL，300μL配得标准溶液5瓶，从每瓶中吸取0.1μL注入色谱仪得各标准溶液色谱图，取含杂质的乙醇试样5μL，于相同条件下进行分析，得色谱图。
5．实验完毕，用乙醚清洗1μL注射器，退出色谱工作站，关闭H2和空气钢瓶，关闭氢火焰离子化检测器及色谱仪开关，待柱箱温度降至室温后关闭载气。
六、数据记录与处理
1．打印下各色谱图，计算柱效。
2．绘制乙醚的标准曲线。
3．利用A4800色谱数据工作站采用外标法求样品中各组分含量。
七、问题讨论
1．色谱柱管材料应根据什么原则选择？常用的柱管是由什么材质制成的？对色谱柱管材质，应按如下要求选择：应与固定相、试样、载气不起化学反应；要易于加工成型；管内壁应光滑，横截面应均匀呈圆形；一般色谱柱管形状呈Ｕ型或螺旋形，大多由铜、不锈钢，玻璃等材质制成。
2．常用的固定液涂量为多少合适？由于固定液含量对分离效率的影响很大。所以它与担体的重量比例，低比例为５％，一般用１５％－２５％。液体比例再大，则被分析的样品在比较厚的液膜上有扩散现象，有损于分离；液体比例太低时，则由于液膜太薄，担体表面上残余的吸附能力会显示出来，使色谱峰拖尾。由于低比例能促进平衡的建立，可以用较高的载气流速，所以用低