分析化学 第十九章 气相色谱法
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气相色谱一、气相色谱法有哪些特点?答:气相色谱是色谱中的一种,就是用气体做为流动相的色谱法,在分离分析方面,具有如下一些特点:1、高灵敏度:可检出10-10克的物质,可作超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析和空气中微量毒物的分析。
2、高选择性:可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和各种同位素。
3、高效能:可把组分复杂的样品分离成单组分。
4、速度快:一般分析、只需几分钟即可完成,有利于指导和控制生产。
5、应用范围广:即可分析低含量的气、液体,亦可分析高含量的气、液体,可不受组分含量的限制。
6、所需试样量少:一般气体样用几毫升,液体样用几微升或几十微升。
7、设备和操作比较简单仪器价格便宜。
二、何谓气相色谱?它分几类?答:凡是以气相作为流动相的色谱技术,通称为气相色谱。
一般可按以下几方面分类:1、按固定相聚集态分类:(1)气固色谱:固定相是固体吸附剂,(2)气液色谱:固定相是涂在担体表面的液体。
2、按过程物理化学原理分类:(1)吸附色谱:利用固体吸附表面对不同组分物理吸附性能的差异达到分离的色谱。
(2)分配色谱:利用不同的组分在两相中有不同的分配系数以达到分离的色谱。
(3)其它:利用离子交换原理的离子交换色谱:利用胶体的电动效应建立的电色谱;利用温度变化发展而来的热色谱等等。
3、按固定相类型分类:(1)柱色谱:固定相装于色谱柱内,填充柱、空心柱、毛细管柱均属此类。
(2)纸色谱:以滤纸为载体,(3)薄膜色谱:固定相为粉末压成的薄漠。
4、按动力学过程原理分类:可分为冲洗法,取代法及迎头法三种。
三、新装填的色谱柱为什么要老化一段时间才能使用?答:装填好的色谱柱,连接于仪器上后,应先试压,试漏,而后在恒定的温度下用载气吹洗数小时后承受分析,一般称此为柱子的老化过程。
老化的目的是把固定相的残存溶剂,低沸点杂质,低分子量固定液等赶走,使记录器基线平直,并在老化温度下使固定液在担体表面有一个再分布过程,从而涂得更加均匀牢固。
第十九章 气相色谱法习题 P511~P5121.实验条件 柱温:80℃;气化室与氢焰检测室温度:120℃;载气:N 2,30~40mL/min ;H 2:N 2=1:1;H 2:空气=1/5~1/10;样品:0.05%(体积分数)苯的二硫化碳溶液(浓度需准确配制);进样量:0.5μL ,进样3次。
已知苯的密度为0.88mg/μL 。
数据:噪声N=±0.01mV ;峰高平均值10.10cm ;半峰宽平均值0.202cm ;记录器灵敏度C 1=0.40mV/cm ;记录纸倒数C 2=0.50min/cm ;衰减K=16(所测峰高为真实高的1/16)。
求检测器的灵敏度S m 及检测限D m 。
解:)/(6021g s mV WC C A S m ⋅⋅⋅⋅= 其中:记录器灵敏度C 1=0.40mV/cm ;记录纸倒数C 2=0.50min/cm22/176.34202.01610.10065.1065.1cm W K h A =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= g g W 732102.21088.05.01005.0---⨯=⨯⨯⨯⨯=g s mV S m /1090.1102.26050.040.076.3497⋅⨯=⨯⨯⨯⨯=- s g gs mV mV s g S N D m m /1005.1/1090.101.02)/(2119-⨯=⋅⨯⨯==2. 在一根甲苯硅橡胶(OV-1)色谱柱上,柱温120℃。
测得一些纯物质的保留时间(s ):甲烷4.9、正己烷84.9、正庚烷145.0、正辛烷250.3、正壬烷436.9、苯128.8、3-正己酮230.5、正丁酸乙酯248.9、正己醇413.2及某正构饱和烷烃50.6。
(1)求出这些化合物的保留指数。
说明应如何正确选择正构烷烃物质对,以减小计算误差;(2)解释上述5个六碳化合物的保留指数为何不同;(3)未知正构饱和烷烃是什么物质? 解:(1)∵t R (甲烷)=t 0=4.9 s,∴ t ’R (正己烷)= 84.9 – 4.9 = 80.0 s, t ’R (正庚烷)=145.0 – 4.9 = 140.1 st ’R (正辛烷)=250.3 – 4.9 = 245.4 s, t ’R (正壬烷)=436.9 – 4.9 = 432.0 st ’R (苯)=128.8 – 4.9 = 123.9 s, t ’R (3-正己酮)=230.5 – 4.9 = 225.6 st ’R (正丁酸乙酯)=248.9 – 4.9 = 244.0 s, t ’R (正己醇)=413.2 – 4.9 = 408.3 st ’R (正构烷烃)=50.6 – 4.9 = 45.7 s∵ I x = 100[z + n ˙(㏒t ’R (x )-㏒t ’R (z ))/(㏒t ’R (z+n )-㏒t ’R (z ))]∴ I 苯= 100[6 + 1˙(㏒123.9-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=678.1I 3-正己酮=100[7 +1˙(㏒225.6- ㏒140.1)/(㏒245.4-㏒140.1)]=785.0, I 正丁酸乙酯=100[7 +1˙(㏒244.0-㏒140.1)/(㏒245.4- ㏒140.1)]=799.0, I 正己醇=100[8 +1˙(㏒408.3-㏒245.4)/(㏒432.0-㏒245.4)]=890.1, I 未知物=100[6 +1˙(㏒45.7-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=500.1在选择正构烷烃物质对时,应使待测物质的t ’R 位于两个正构烷烃物质之间。
第十九章气相色谱法2.在一根甲苯硅橡胶(OV-1)色谱柱上,柱温120℃。
测得一些纯物质的保留时间(s):甲烷4.9、正己烷84.9、正庚烷145.0、正辛烷250.3、正壬烷436 苯128.8、3-正己酮230.5、正丁酸乙酯248.9、正己醇413.2及某正构饱和烷烃50.6。
(1)求出这些化合物的保留指数。
说明应如何正确选择正构烷烃物质对,以减小计算误差;(2)解释上述5个六碳化合物的保留指数为何不同;(3)未知正构饱和烷烃是什么物质?解:(1)∵t R(甲烷)=t0=4.9 s,∴t’R(正己烷)= 84.9 – 4.9 = 80.0 s, t’R(正庚烷)=145.0 – 4.9 = 140.1 s t’R(正辛烷)=250.3 – 4.9 = 245.4 s, t’R(正壬烷)=436.9 – 4.9 = 432.0 s t’R(苯)=128.8 – 4.9 = 123.9 s, t’R(3-正己酮)=230.5 – 4.9 = 225.6 s t’R(正丁酸乙酯)=248.9 – 4.9 = 244.0 s, t’R(正己醇)=413.2 – 4.9 = 408.3 s t’R(正构烷烃)=50.6 – 4.9 = 45.7 s∵I x = 100[z + n˙(㏒t’R(x)-㏒t’R(z))/(㏒t’R(z+n)-㏒t’R(z))]∴I苯= 100[6 + 1˙(㏒123.9-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=678.1I3-正己酮=100[7 +1˙(㏒225.6- ㏒140.1)/(㏒245.4-㏒140.1)]=785.0, I正丁酸乙酯=100[7 +1˙(㏒244.0-㏒140.1)/(㏒245.4- ㏒140.1)]=799.0, I正己醇=100[8 +1˙(㏒408.3-㏒245.4)/(㏒432.0-㏒245.4)]=890.1, I[6 +1˙(㏒45.7-㏒80.0)/(㏒140.1-㏒80.0)]=500.1未知物=100在选择正构烷烃物质对时,应使待测物质的t’R位于两个正构烷烃物质的t’R 之间,而且它们的t’R应接近。