气相色谱定性和定量分析一、实验目的1、了解气相色谱各种定性定量方法的优缺点。2、掌握纯标样对照、保留值定性的方法。3、掌握面积和峰高归一化定量方法。二、实验原理气相色谱是一种强有力的分离技术，但其定性鉴定能力相对较弱。一般检测器只能“看到”有物质从色谱中流出，而不能直接识别其为何物。若与强有力的鉴定技术如质谱及傅里叶变换红外光谱等联用，则能大大提高气相色谱的定性能力。在实际工作中，有时遇到的样品其成分是大体已知的，或者是可以根据样品来源等信息进行推测的。这时利用简单的气相色谱定性方法往往能解决问题。气相色谱定性方法主要有以下几种：（1）标准样品对照定性：（2）相对保留值定性；（3）利用调整保留时间与同系物碳数的线性关系定性；（4）利用调整保留时间与同系物沸点的线性关系定性：（5）利用Kovats保留指数定性（6）双柱定性或多柱定性。（7）仪器联用定性，如用质谱、红外光谱及原子发射光谱检测器。本实验采用标准样品对照和相对保留值定性方法。气相色谱在定量分析方面是一种强有力的手段。常用的定量方法有峰面积百分比法、内部归一化法、内标法和外标法等。峰面积百分比法适合于分析响应因子十分接近的组分的含量，它要求样品中所有组分都出峰。内部归一化法定时准确，但它不仅要求样品中所有组分都出峰，而且要求具备所有组分的标准品，以便测定校正因子。内标法是精度最高的色谱定量方法，但要选择一个或几个合适的内标物并不总是易事，而且在分析样品之前必须将内标物加入样品中。外标法简便易行，但定量精度相对较低，且对操作条件的重现性要求较严。本实验采用内部归一化法，其计算公式如下：A,fmi=×100%A,% =ZAfm式中Ai为组分i的峰面积，fmi为组分i的相对校正因子，它可由计算相对响应值S的方法求得：J=1-S-4xSS,yA式中，Ss、Si分别为标准物（常为苯）和被测物的响应因子，As、y和Ai、x分别为标准物和被测物的色谱峰面积及进样量。有些工具书或参考书记录了文献发表的一些fm或S”值
气相色谱定性和定量分析 一、实验目的 1、了解气相色谱各种定性定量方法的优缺点。 2、掌握纯标样对照、保留值定性的方法。 3、掌握面积和峰高归一化定量方法。 二、实验原理 气相色谱是一种强有力的分离技术，但其定性鉴定能力相对较弱。一般检测器只能“看 到”有物质从色谱中流出，而不能直接识别其为何物。若与强有力的鉴定技术如质谱及傅里 叶变换红外光谱等联用，则能大大提高气相色谱的定性能力。 在实际工作中，有时遇到的样品其成分是大体已知的，或者是可以根据样品来源等信息 进行推测的。这时利用简单的气相色谱定性方法往往能解决问题。气相色谱定性方法主要有 以下几种： （1）标准样品对照定性； （2）相对保留值定性； （3）利用调整保留时间与同系物碳数的线性关系定性； （4）利用调整保留时间与同系物沸点的线性关系定性； （5）利用 Kovats 保留指数定性； （6）双柱定性或多柱定性。 （7）仪器联用定性，如用质谱、红外光谱及原子发射光谱检测器。 本实验采用标准样品对照和相对保留值定性方法。 气相色谱在定量分析方面是一种强有力的手段。常用的定量方法有峰面积百分比法、内 部归一化法、内标法和外标法等。峰面积百分比法适合于分析响应因子十分接近的组分的含 量，它要求样品中所有组分都出峰。内部归一化法定时准确，但它不仅要求样品中所有组分 都出峰，而且要求具备所有组分的标准品，以便测定校正因子。内标法是精度最高的色谱定 量方法，但要选择一个或几个合适的内标物并不总是易事，而且在分析样品之前必须将内标 物加入样品中。外标法简便易行，但定量精度相对较低，且对操作条件的重现性要求较严。 本实验采用内部归一化法，其计算公式如下： % = 100% i mi i mi i A f A f A 式中 Ai 为组分 i 的峰面积，fmi 为组分 i 的相对校正因子，它可由计算相对响应值 S’ 的方法求得： i s i s m yA A x S S S f = = = ' 1 式中，Ss、Si 分别为标准物（常为苯）和被测物的响应因子，As、y 和 Ai、x 分别为标准物 和被测物的色谱峰面积及进样量。有些工具书或参考书记录了文献发表的一些 fm 或 S’值
据以上公式，只要用标准物求得有关被测物的fm或S”值，再由待测样品测得峰面积，便可得到定量结果。A的求法可用近似计算法，也可用手动积分仪。还可用剪纸称重法，但误差较大。目前最好的方法是用计算机色谱数据处理软件。若用峰高h代替上述归一化公式中的峰面积A，即所谓峰高归一化法。此时也用h来求fm或S值。峰高归一化法可简化计算手续，但因基于h的fm或S”值会随实验参数的波动而变化，故其定量精度往往比峰面积法稍差一些。三、仪器和试剂1、仪器浙江温岭福立分析仪器有限公司GC-9790型气相色谱仪；氢火焰检测器色谱柱：30m×0.32mm×0.25um毛细管柱：SGEOV-172、试剂环已烷，苯，甲苯（均为分析纯）。试样：环已烷，苯和甲苯的混合物（1+1+1）四、实验步骤1、打开三气发生器的空气开关，待空气压力达到0.4Mpa后，再打开氢气、氮气开关。待三者表压稳定后，打开氮气阀门及气体净化器开关，使色谱柱内的氮气压力稳定到0.12Mpa。2、启动色谱仪，设置实验条件如下：柱温度70℃，气化室温度150℃，检测器温度130℃。氮气为载气，流速自定，衰减自选。3、to的测定待仪器稳定后，注入1μL甲烷，记录其保留时间，即死时间to。4、t.的测定分别吸取0.2uL的环已烷、甲苯和苯的标准样品进样，记录各自完整的色谱图。5、f的测定分别移取0.5mL环已烷、甲苯和苯于具塞试管中混合均匀，吸取0.5uL的标准混合液进样，记录完整的色谱图。重复一次。6、吸取0.5uL的未知试样进样，记录完整的色谱图。重复一次。五、结果处理1、记录下各实验条件和进样量。2、求出三种标准物质的t值，并计算相邻两峰的相对保留值α，以便对未知试样中各物质进行定性分析。3、以苯为基准物，计算各物资的fm。4、未知试样中各组分A.%计算。六、注意事项1、点燃氢火焰时，应先将氢气流量开大，以保证顺利点燃。确认氢火焰已点燃后，再将氢气流量缓慢地降至规定值。氢气降得过快，会熄火。2、为保证实验结果的准确性，本实验每次操作都应重复进样三次，取平均值计算
据以上公式，只要用标准物求得有关被测物的 fm 或 S’值，再由待测样品测得峰面积， 便可得到定量结果。A 的求法可用近似计算法，也可用手动积分仪。还可用剪纸称重法，但 误差较大。目前最好的方法是用计算机色谱数据处理软件。 若用峰高 h 代替上述归一化公式中的峰面积 A，即所谓峰高归一化法。此时也用 h 来求 fm 或 S’值。峰高归一化法可简化计算手续，但因基于 h 的 fm 或 S’值会随实验参数的波 动而变化，故其定量精度往往比峰面积法稍差一些。 三、仪器和试剂 1、仪器 浙江温岭福立分析仪器有限公司 GC-9790 型气相色谱仪；氢火焰检测器 色谱柱：30m×0.32mm×0.25μm 毛细管柱：SGE OV-17 2、试剂 环已烷，苯，甲苯（均为分析纯）。试样：环已烷，苯和甲苯的混合物（1+1+1） 四、实验步骤 1、打开三气发生器的空气开关，待空气压力达到 0.4Mpa 后，再打开氢气、氮气开关。 待三者表压稳定后，打开氮气阀门及气体净化器开关，使色谱柱内的氮气压力稳定到 0.12Mpa。 2、启动色谱仪，设置实验条件如下：柱温度 70℃，气化室温度 150℃，检测器温度 130℃。 氮气为载气，流速自定，衰减自选。 3、t0 的测定 待仪器稳定后，注入 1µL 甲烷，记录其保留时间，即死时间 t0。 4、 R t 的测定 分别吸取 0.2µL 的环已烷、甲苯和苯的标准样品进样，记录各自完整的色谱图。 5、 m f 的测定 分别移取 0.5mL 环已烷、甲苯和苯于具塞试管中混合均匀，吸取 0.5µL 的标准混合液 进样，记录完整的色谱图。重复一次。 6、吸取 0.5µL 的未知试样进样，记录完整的色谱图。重复一次。 五、结果处理 1、记录下各实验条件和进样量。 2、求出三种标准物质的 R t 值，并计算相邻两峰的相对保留值，以便对未知试样中各 物质进行定性分析。 3、以苯为基准物，计算各物资的 m f 。 4、未知试样中各组分 Ai % 计算。 六、注意事项 1、点燃氢火焰时，应先将氢气流量开大，以保证顺利点燃。确认氢火焰已点燃后，再 将氢气流量缓慢地降至规定值。氢气降得过快，会熄火。 2、为保证实验结果的准确性，本实验每次操作都应重复进样三次，取平均值计算
3、由于混合样品中各组分的沸点不同，所以挥发度亦不同。为此，在实验过程中一定要避免样品的挥发。不要将样品放在温度高的地方，少开瓶盖，进样快速。思考题1、从实验结果看，用tr、α值定性时，哪种方法误差最小，为什么？2、为什么归一化法对进样量要求不太严格？3、影响色谱分离效果的因素有哪些？
3、由于混合样品中各组分的沸点不同，所以挥发度亦不同。为此，在实验过程中一定 要避免样品的挥发。不要将样品放在温度高的地方，少开瓶盖，进样快速。 思考题 1、从实验结果看，用 tr、值定性时，哪种方法误差最小，为什么？ 2、为什么归一化法对进样量要求不太严格？ 3、影响色谱分离效果的因素有哪些？