气相色谱的定性和定量分析(1).ppt

分析化学教研室一、实验目的
1.加深理解色谱分离分析的原理，学习计算色谱峰的分辨率、理论塔板数等。
2.掌握根据保留值、用已知纯物质对照定性的分析方法。
3.掌握用归一化法定量测定混合物各组分的含量。
二.方法原理
气相色谱法能否很好地完成所给定物质的分离，主要取决于色谱峰间的相对距离及色谱峰的扩宽程度，前者与固定相的选择有关，后者是柱子的设计情况及其操作条件的结果，与柱效能有关。
对一个混合试样成功的分离，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：

式中tR,2，Y2和tR,1，Y2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时一般可以满足。柱效能指标用理论塔板数n表示，而将每一塔板数对应的柱长用H表示：

显然，柱效越高，n值越大，H则越小。理论塔板数n反之是一个估算柱效能的理论概念，并不能用来作为柱分离能力的绝对量度。而只能将它用来比较类似（或标准）的柱子，衡量它们的装填情况，n可由下式从色谱图上求得：

tR是样品的保留时间，Y1/2是色谱峰的半宽度在色谱系统中，下列因素将影响理论塔板数：
①进样系统，包括气化室的体积、温度以及进样时的速度和进样量；
②检测器的池体积；
③柱子的性能。
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。因此，在相同的色谱操作条件下，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。在一定的色谱条件下，组分í的质量mí或其在流动相中的浓度，与检测器的响应讯号峰面积Aí或峰高hí成正比：
mí=fi·Ai
式中fi称为绝对校正因子。上式是色谱定量的依据。不难看出，响应信号A及校正因子的正确测量直接影响定量分析的准确度。由于峰面积的大小不易受操作条件如柱温，流动相的流速，进样速度等因素影响，故峰面积更适定量分析的参数。测量峰面积的方法分为手工测量和自动测量两大类。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。手工测量则首先测量峰高h和半峰宽Y1\2，然后按下式计算：
Aí=1.065hí·Y1\2
当峰形不对称时，则：
Aí=0.5hí（Y0.15+Y0.85）
常用的定量分析方法有归一化法、内标法和标准曲线法。在实际工作中采用何种方法，应根据它们各自的特点加以选择。
归一化法是将样品中所有组分的含量之和按100%计算，以它们相应的色谱峰面积或峰高（响应信号）为定量参数，通过下式计算各组分的质量分数：
三.仪器和试剂
1.102M气相色谱仪，热导池检出器、色谱工作站（N2000）
2.高纯氮气（带减压阀的氮气）
3.色谱柱:邻苯二甲酸二壬酯（15%DNP）
4.注射器:1μL
5.环己烷,苯,甲苯(色谱纯)
6.未知的混和试样四.实验步骤
1.认真阅读气相色谱仪操作说明，在教师指导下,按照下列色谱条件开启色谱仪。
色谱条件：
柱温（恒温）:110℃；检测器（TCD）：120℃；汽化室：125℃；载气流速（N2)：4.6圈；进样量：0.3μL（混合物为0.9μL）。
2.内容
a.死时间t0的测定。
b.环己烷、苯、甲苯纯样品保留时间的测定。
c.混合试液的分析。3.实验完毕，依次关闭记录仪、热导池桥电流、将温度设置开关归零，待温度降至室温后，关闭主机电源，最后关闭载气。并将各开关旋钮旋至最低档处。
五结果处理
1.将混合物各组分的保留时间与纯物质各组分对照进行定性分析。
2.依据峰面积定量，用归一化法计算混合物中各组分的质量分数，并与工作站计算数据比较。
六.问题讨论
1.归一化法定量前提条件是什么？本实验中进样量是否需要非常准确?为什么?
2.试根据混合试液各组分及固定液的性质，解释各组分的流出次序。
3.102M型气相色谱仪的操作次序。
4.为什么要测定定量校正因子？
5.使用热导池检测器时，能否先接通电源，再开启载气？为什么？36.如何选择适当的桥电流和载气种类以提高热导池检测器的灵敏度？
7.为什么氢气作载气比用氮气载气灵敏度高？