丁醇异构体混合物的GC分离——归一化法定量

醇系物的气相色谱分析实验报告气相色谱法测定醇系物含量一、实验目的1. 学习归一化定量的基本原理及测定方法;2. 掌握色谱操作技术。

二、实验原理参考P188面三、仪器与试剂气相色谱仪GC1100型(带FID检测器);色谱工作站;毛细色谱柱 ;氮气钢瓶，空气压缩机，氢气发生器;1uL微量进样器。

试剂:乙酸乙酯、乙醇、正丙醇(以上均为色谱纯);未知混合样(由教师配置)四、实验内容1(色谱条件 :柱温，75?;检测器温度，105?;进样温度，105?;检测器为 DET/A 载气:开启N2调节压力:0.3~0.4MPa，吹扫约20分钟;开启氢气.空气调节压力按上述色谱条件控制有关操作条件，直到仪器稳定，基线平直方可实验。

2.纯样保留时间测定分别用微量进样器吸取乙酸乙酯、乙醇、正丙醇纯样1uL，直接由进样口注入色谱仪，测定个样品的保留时间。

3.混合物的分析用微量进样器吸取混合物样品1uL注入色谱仪，连续记录各组份的保留时间、峰高和峰面积。

4.实验结束后首先关闭氢气.空气，主机电源，待分离柱温降至室温后再关闭载气，关闭计算机。

五、数据的记录与处理乙醇乙酸乙酯正丙醇待测样液实验测得待测样液组分为:组分1为乙酸乙酯;其含量为50.29% 组分2为乙醇;其含量为27.31% 组分3为正丙醇;其含量为2.12%篇二:河北工业大学实验报告——醇系物的分析河北工业大学实验报告课程:分析化学实验班级:姓名: 组别: 同组人: 日期:2011-5-25实验:醇系物的分析一、实验目的:1、了解气相色谱填充柱的制备方法，了解气相色谱仪(热导检测器TCD)的使用方法。

2、掌握保留值得测定方法。

3、掌握分离度、校正因子的测定方法和归一法定量原理。

二、实验原理:醇系物包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等组成的混合物。

醇系物可用色谱法分离、并进行分析。

保留值是非常重要的色谱参数，本实验有关的保留值如下:死时间:tM(当检测器采用TCD时，以空气峰的保留时间作为死时间) 保留时间:tR调整保留时间:tR`= tR- tM相对保留值:ris= tR(i)`/ tR(s)`(i为待测组分，s为参比物质)分离度(R)表示两个相邻色谱峰的分离程度，以两个组分的保留值之差与其平均峰宽值之比定义:R=2(tR2- tR1)/(W1+W2)由于检测器对各个组分的灵敏度不同，计算试样某组分含量时应将色谱图上的峰值加以矫正。

GC中归一化法和内标法定量优缺点，适用于什么情况？答：归一化法
优点：简便、定量结果与进样量无关、受操作条件变化影响较小。

缺点：必须所有组分在一个分析周期内都能流出色谱柱，检测器对它们都产生信号。

不适用于微量杂质的测定。

内标法：以一定量的纯物质（内标物），加入到准确称定的试样中，根据试样和内标物的重量及其峰面积比，求出某组分的含量。

优点：只需内标物及欲测组分出峰，操作条件变化而引起的误差小。

缺点：内标物选择难。

江南大学实验报告实验名称醇系物的气相色谱分析——归一化法定量一、实验目的1、了解气—固色谱法的分离原理。

2、学习归一化法定量的基本原理及测定方法。

3、掌握色谱分析的基本技术。

二、实验原理气—固色谱法中的固定相是固体吸附剂，其分离是基于吸附剂对各组分气体的吸附能力不同。

目前广泛使用的气—固色谱固定相是以二乙烯基苯作为单体，经悬浮共聚所得的交联多孔聚合物，国产商品牌号为GDX。

醇系物系指甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等以及这些醇试剂常含有的水分。

用GDX—103做固定相，并使用热导池检测器，在一定操作条件下，可使醇系物中的各组分完全分离。

在一定条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，即Y1/2∝t RY1/2 =bt RA=hY1/2=hbt R在做相对计算时，比例系数又b可约去，这样就可用峰高与保留时间的乘积来表示同系物峰面积的大小。

使用归一化法定量，要求试样中的各组分都能得到完全分离，并且在色谱图上应能绘出其色谱峰，计算式为ωi = niiiiiA fA f1ωi = niRiiiRiiithfthf1归一化法的优点是计算简便，测定准确，结果与进样量无关，且操作条件不需严格控制。

但若试样中的组分不能全部出峰，则不能应用此法；若只需测量试样中的一两个组分，应用此法也显得麻烦。

三、仪器和试剂1、仪器：GC—7890Ⅱ气相色谱仪，秒表，微量进样器。

2、试剂：醇系物混合液。

四、实验步骤1、色谱柱的准备2、色谱操作条件（1）色谱柱：内径：4mm，柱长：2m。

（2）固定相：GDX—103，60~80目。

（3）载气：氮气，流速：20 mL/min-1（4）检测器：热导池检测器，桥电流：150A，温度：150℃（5）柱温：100℃（6）气化室温度：150℃（7）纸速：600mm/h-11、2步骤均有实验技术人员完成。

3、混合液进样用微量取样器按规定量进样，同时测定各组分的保留时间。

五、实验结果与分析。

样品 R4
热导检测器结构与检测原理3
TCD与FID的区别
项目 类型 FID检测器 1、质量型检测器 2、破坏型检测器 3、选择性检测器 FID的特点是灵敏度高，检出 限低，可达10-12g/s。 TCD检测器 1、浓度型检测器 2、非破坏型检测器 3、通用型检测器 灵敏度较低，一般 <400pg/mL，单丝流路 热导检测器，灵敏度可达 4×10-10g/mL 105
教师演示测定全过程5
打开色谱数据处理机，观察基线是否稳定。 待基线稳定后，将一支微量注射器用丙酮试样润洗后，准确吸取2µL 试样按规范进样，启动色谱数据处理机，绘制色谱图，完毕后停止数据 采集。 按相同方法再测2次丙酮试样与3次所配制丙酮标样。
教师演示测定全过程6
取1µL纯蒸馏水，进样分析，记录保留时间，根据保留时间确定前6 次色谱图中水分的位置，并记录其峰高hi（丙酮试样）与hi+S（所配 制丙酮标样）。 按公式 w水 =
让气相色谱仪走基线，待基线稳定。
教师演示测定全过程4
取一个干燥洁净的称量瓶，吸取3mL丙酮试剂，称其准确重量，记 为m样,然后在其中加入20μL纯蒸馏水，称其准确重量，记为mS。摇匀 备用，此为每位同学所配制丙酮标样。
另取一个干燥洁净的称量瓶，加入约3mL丙酮试剂，备用。 取两支10µL微量注射器，以溶剂（如无水乙醇）清洗完毕后，备用。
测定过程常见问题讨论2
水的定量问题：本项目的测定采用“标准加入法”进行定量。
项目 定量方法 要求 相对校正 因子 计算公式 丁醇异构体混合物的测定 归一化法 1、样品中各组分均出峰，完全 分离，且均有响应；2、进样量 无须准确。 须用标准物质测量相对校正因 子，否则无法准确测量 丙酮中微量水分的测定 标准加入法 1、将欲测组分的纯物质作标准物 质加入样品中，作为标样；2、欲 测组分出峰且与其它物质相互分 离即可；3、进样量要求准确。 无须测量相对校正因子

常州工程职业技术学院《仪器分析》教案气相色谱法基本单元训练归一化法测定丁醇异构体混合物的含量复习n 气相色谱分离条件的选择应从哪几个方面着手? 课程引入n 给出样品甲醇和乙醇完全分离的色谱图,请大家说出样品中甲醇和乙醇的含量分别是多少?n 学生思考并回答。

n 提示:某组分的色谱峰峰高越高,则相应的含量越高,即 i i i h f c = ; n 提示:某组分的色谱峰峰面积越大,则相应的含量越高,即 i i i A f w = ; n 问题:色谱峰峰高与峰面积与组分含量的关系是什么? 气相色谱定量分析理论依据(教师讲解n 色谱分析中,在某些条件限定下,色谱峰的峰高或峰面积(检测器的响应值与所测组分的数量(或浓度成正比。

绝对校正因子(教师讲解 n i i i A m f = 或 iih i h m f = ( n 式中m i 为组分质量(或物质的量,或体积,A i 为峰面积,h i 为峰高。

n 绝对校正因子的测定一方面要准确知道进入检测器的组分的量m i ,另一方面要准确测量出峰面积或峰高,并要求严格控制色谱操作条件,这在实际工作中是有一定的困难的。

n 问题:如何准确确定进入检测器的组分的量?(学生思考n 提示:能否避免直接解决这个问题,抓住问题的关键,迂回解决? 相对校正因子(教师讲解n i f ' = s i f f = i S Si A m A m × × n i f ' —相对校正因子; i f —i 物质的绝对校正因子;f S —基准物质的绝对校正因子;m i —i 物质的质量;c i —i 物质的浓度;A i —i 物质的峰面积;h i —i 物质的峰高;m S —基准物质的质量;c S —基准物质的浓度;A S —基准物质的峰面积; h S —基准物质的峰高。

n 常用的基准物质对不同检测器是不同的,热导检测器常用苯作基准物,氢火焰离子化检测器常用正庚烷作基准物质。

实验步骤
3．操作 开启气源（高压钢瓶或气体发生器），接通载气、燃气、 助燃气。打开气相色谱仪主机电源，打开色谱工作站、计算 机电源开关，联机。按上述色谱条件进行条件设置。温度升 至一定数值后，进行自动或手动点火。 待基线稳定后，用1μL微量注射器取0.2μL含有混合醇 的标样和未知待测样品注入色谱仪，记录每一色谱峰的保留 时间tR和峰面积A，平行测定3次。
f i m i As fi = = ⋅ f s m s Ai
'
式中： Ai、As分别为组分和标准物质的峰面积； mi、ms分别为 组分和标准物质的质量。
fi' 只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操作条件和柱
温、载气流速、固定液性质等无关，是一个能通用的参数。
实验原理
测定方法： 准确称取色谱纯（或已知准确含量）的被测组分和基准物质，配 制成已知准确浓度的样品，在已定的色谱实验条件下，取一定体积的 样品进样，准确测量所得组分和基准物质的色谱峰峰面积，根据计算 公式就可以计算出该组分的相对校正因子。
实验原理
所谓归一化法就是以样品中被测组分经校正过的峰面积（或峰 高）占样品中各组分经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例来表 示样品中各组分含量的定量方法。 条件：当试样中所有组分均能流出色谱柱，且完全分离，并在检测 器上都能产生信号时，可用归一化法计算组分含量。计算式为
mi Ai f i ' ωi = × 100% = ×100% m1 + m2 + ⋅ ⋅ ⋅ + mn A1 f1 '+ A2 f 2 '+ ⋅ ⋅ ⋅ + An f n '
丁醇异构体的气相色谱分析 ——归一化法
实验目的

《仪器分析》课程实施方案课程名称：仪器分析适用专业：三年制中等职业学校《环境监测技术》专业制订时间：2014.02《仪器分析》课程实施方案1．课程性质和地位本课程是中等职业学校环境监测技术专业的一门重要的专业核心课程，是一门技术性、实践性非常强的课程，是根据环境监测技术专业的人才培养目标，对应工作岗位的需求整合教学内容，是学生学习《基础化学》、《化学分析》之后，必须掌握的仪器分析技术。

通过本课程的学习，使学生基本掌握常用仪器分析方法，熟练使用分析仪器，学会正确选择分析方法解决相应问题，具备从事环境监测能力，为学生将来从事环境监测及相关工作打下良好的技术基础，是学习后续专业课程的基础。

2.课程设计思路以职业能力培养为重点，本课程总体设计思路是以环境监测专业相关工作任务为依据，与行业企业合作，根据行业企业发展需要，结合职业能力分析和化学分析工职业资格四级标准的相关要求，确定课程目标；本课程倡导项目教学法，以工作任务为中心设计课程内容，突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要，并让学生在完成具体项目的过程中完成相应的任务，构建相关的理论知识，发展职业能力，培养适应工作变化的知识型、发展型技能人才。

为了充分体现任务引领、实践导向的课程思想，将课程的教学内容设计成若干个项目若干个工作任务，以工作任务为中心引出相关专业知识和职业技能。

以情境教学为主，任务驱动，按职业活动顺序的每一个过程环节来传授相关的技术知识，使学生在实施任务过程中传授相应的技术知识和完成操作技能训练，实现操作技能和理论知识的有机整合，教师在整个教学行动过程中，扮演着一个组织者、协调人的角色，勤于提供咨询、帮助，学生在教师的指导下，通过感知、体验、实践、参与和合作等方式，实现完成任务所要达到的目标，感受成功，使学生体会到学习的乐趣，培养学生积极的学习态度和情感，使学生得到全面发展。

3．课程能力目标通过本课程学习使学生掌握常用仪器分析基本操作技能，初步了解仪器的基本构造，学会对测试仪器设备基本维护和保养技术，培养学生使用分析仪器，对样品进行定性、定量分析测试的能力，使学生具备从事仪器分析测试技术所必备的素质、知识与技能，树立全面质量管理意识，具备提出和解决问题的能力，逐步培养学生的辩证思维和严格的科学作风，创新思维和创新能力，以及团队合作精神，为后续的专业职业能力培养打下扎实基础。

组分在固定相和流动相间发生了多次的 吸附、脱附，或溶解、挥发的分配平衡过程。 在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡 时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系 数，用K 表示，即：
组分在固定相中的质量浓度 s K 组分在流动相中的浓度 g
分配系数是色谱分离的依据
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰 越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基 础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最 先流出。
1.概述
俄国植物学家茨维特在1906年 使用的装臵,色谱原型装臵如右 图： 色谱法是一种分离技术，试 样混合物的分离过程也就是试样 中各组分在称之为色谱分离柱中 的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定 相;另一相是携带试样混合物流 过此固定相的流体（气体或液 体），称为流动相。
保留时间（tR）：组分从进样到柱后 出现浓度极大值时所需的时间；
死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间；
调整保留时间（tR ＇）：扣除了死时间后的保留时间；
tR＇= tR－tM
（2）用体积表示的保留值：
保留体积（VR）：保留时间内通过 的载气体积； VR = tR×FC FC为柱出口处的载气流量。 死体积（VM）：流动相从进样口到检测器出口所占有 的空隙体积； V = t ×F
3、色谱柱自身的温度是决定保留和分辨的 重要因素。在高温下，由于组分的溶解度 随温度升高而减小，故组分倾向于以大部 分时间留在气相中。因此，它们将很快地 洗脱并相互靠紧——分辨不良。在低温时， 组分将以大部分时间留于液相，因此组分 洗脱会变慢并经常相隔很远——分辨有改 进但耗费了时间。操作时采用程序升温法 就可能在保留和分辨这两个领域中都得到 最好的结果。

气相色谱归一化法定量分析一、实验目的1.掌握气相色谱中利用保留值定性及校正面积归一化法定量的分析方法。

2.理解相对校正因子的意义及测定方法。

3.熟悉岛津GC-14C 型气相色谱仪的使用，掌握微量注射器进样技术。

二、实验原理气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。

在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。

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，即可确定未知物为何种物质。

气相色谱的定量分析方法有归一化法、内标法和外标法等，其中归一化法定量准确，但它要求样品中所有组分均出峰，而且在实际应用中，由于各组分在检测器上的响应不同，因此不能用单一组分峰面积占各组分峰面积的总和之比值来确定各组分含量。

为了使各组分的峰面积能相互比较，必须先确定各组分单位量所得峰面积的相互比例关系，具体操作时可选用某一标准组分s 的绝对校正因子f s ’作为相对标准，按 计算待测试样的相对校正因子fi ，而在操作条件保持不变的前提下，在一定范围内存在如下关系式： ，据此式可计算试样的绝对校正因子f i ’。

三、实验仪器及试剂1.仪器：GC-14C 气相色谱仪（日本岛津）；FID 检测器；毛细管柱:DB-5(30m×0.25mm×0.25μm)，1μL 微量进样器2.试剂：正己烷（AR ），环己烷（AR ），甲苯 （AR ）,丙酮（AR ），高纯N 2，高纯H 2，高纯O 2四、实验步骤1.开机（1）开载气并设定相关参数逆时针旋转打开载气（氮气）钢瓶主阀，调节钢瓶减压阀至0.5-0.6MPa ；调节气相色谱仪的载气压力调节器（流量控制器上层右二位的P 表）使压力达到200Kpa ；调节载气压力调节器（流量控制器下层右二位的P 表）至120Kpa 左右；按上述条件通15分钟氮气后打开仪器主机。

在相同色谱操作条件下分别以苯、甲苯（GC级）标样 进样分析，以各标样出峰时间（即保留时间）确定甲苯测 试标样与甲苯测试试样中各色谱峰所代表的组分名称。 实训完毕后先关闭氢气钢瓶总阀，待压力表回零后，关 闭仪器上氢气稳压阀。 关闭空气钢瓶总阀，待压力表回零后，关闭仪器上空气 稳压阀。 设置气化室温度、柱温在室温以上约10℃、检测室温度 120℃。 待柱温达到设定值时关闭气相色谱仪电源开关。 关闭载气钢瓶和减压阀，关闭载气净化器开关。
揿“点火”键 点火”
演示测定全过程3
取一个干燥洁净称量瓶，加入3mL正已烷。加入100μL甲苯（GC级），称 其准确重量，记为mS1，加入100μL苯（GC级，内标物），称其准确重量， 记为mS2。摇匀备用，此为每位同学所配制甲苯测试标样。 另取一个干燥洁净的称量瓶，加入3mL正已烷。加入100μL所测甲苯试剂， 称其准确重量，记为m样，加入100μL苯（GC级，内标物），称其准确重量， 记为mS3。摇匀备用，此为每位同学所配制甲苯测试试样。 取两支10μL微量注射器，以溶剂（如无水乙醇）清洗完毕后，备用。
测定过程常见问题讨论2
甲苯的定量问题：本项目的测定采用“内标法”进行定量。
项目 定量方法 要求 相对校正 因子 丁醇异构体混合物的测定 归一化法 甲苯试剂纯度的测定 内标法
1、样品中各组分均出峰，完全分离， 1、无须样品中各组分均出峰且完全 且均有响应； 分离，要求待测组分能出峰，且与相 2、进样量无须准确。 邻组分完全分离。 2、进样量无须准确。 须用标准物质测量相对校正因子，否 则无法准确测量 须用标准物质测量相对校正因子，否 则无法准确测量
fi' ⋅ Ai ×100% i 计算公式 w = ' ∑ fi ⋅ Ai
优点：简便、精确，进样量的多少与 测定结果无关，操作条件（如流速， 柱温）的变化对定量结果的影响较小。 缺点：校正因子的测定较为麻烦。

一、设置参数1、计算机开机；2、双击“GC Solution”；3、双击“1Analysis”；4、单击“Configuration and Maintenance”；5、单击“System Configuration”，配置系统；6、双击“DINJ1”，设置最高温度220度，检测器Mode“Dual”；7、单击“Column”，选择“L”和“R”所使用的色谱柱型号“GDX-102”；8、单击“DTCD1”，设置检测器最高使用温度220度；9、单击“确定”；10、单击“set”；设置进样口“DINJ1”温度为160度、色谱柱“L”和“R”流速为35mL/min；11、单击“column”；设置柱箱温度155度；11、单击“DTCD1”；设置检测器璧的温度为180度；设置“Stop Time”10min；“Current”待机器显示“Ready”后设置为110mA。

12、保存方法；13、单击“Download”；14、单击“Top”，使左边菜单回到下面的情形；15、单击“Single Run”，单击“Sample Login”，输入样品名，及姓名、学号、班级；或在Data Description中输入姓名、学号、班级；软件中显示为“Data”;16、单击Star，计算机上显示“Ready（Standby）”；抽取0.5微升样品，调零后进样；进样后按仪器键盘上绿色的“Start”按钮开始采集数据；二、数据处理1、在window界面上，双击“Postrun”;2、单击“Top”；3、单击“Data Analysis”；单击“Data Analysis”后出现的界面4、打开欲处理文件；5、单击“Compound Table Wizard”，单击“下一步”6、选择“Quantitative Method“为“Corrected Area Normalization”；“Curve Fit”为“Manual RF（Linear）”；“X Axis of Calibration”：Area/Height”;“Unit”为“%”;单击“下一步”；7、勾选欲处理峰；8、在“Name”中输入每个峰对应的化合物名称；9、在RF中输入相应的校正因子；单击“完成“；单击“完成”后出现的界面10、单击“View”，在“Result”中可见计算结果；11、单击“Report in Data”；12、检查无误后打印报告；。

实训项目十一丁醇异构体混合物的GC分析——归一化法定量一、实验目的（1）了解气相色谱仪的基本构造及流程。

（2）掌握气相色谱保留值定性及归一化法定量的方法和特点。

（3）掌握微量注射器进样技术。

（4）了解气相色谱仪氢火焰离子检测器FID的性能和操作方法。

二、实验原理聚二乙醇是一种常用的具有强极性且带有氢键的固定液，用它制备的PEG-20M色谱柱对醇类有很好的选择性，特别是对四种丁醇异构化合物的分析，在一定的色谱操作条件下，四种丁醇异构化合物可完全分离，而且分析时间短，一般只需4min左右。

三、主要仪器和试剂1.仪器GC9790型气相色谱仪（或其他型号气相色谱仪）、气体高压钢瓶（N2、H2与空气，其中空气高压钢瓶可用空气压缩机替代）、氧气减压阀与氢气减压阀、气体净化器、填充色谱柱（PEG-20M，2m3mm,100～120目）、石墨垫圈、硅胶垫、色谱工作站、样品瓶、电子天平、微量注射器（1μL）。

2.试剂异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正丁醇（此四种标样均为GC级），样品（含少量上述四种醇，溶剂为水），蒸馏水。

四、操作步骤1.准备工作①测试标样的配制。

取一个干燥洁净的样品瓶，吸取3mL水，在分别加入100μL叔丁醇、仲丁醇、异丁醇与正丁醇（GC级），准确称其质量（精确至0.2mg），其质量记为、、、，摇匀备用。

②测试样的准备。

另取一个干燥洁净的样品瓶，加入约3mL丁醇试样，备用。

2.气相色谱仪的开机及参数设置启动气相色谱仪，按照仪器规定操作要求进行调试，，将色谱仪调至所需工作状态。

色谱条件：柱温90℃；汽化室温度160℃；检测器温度140℃；载气N2，流速30mL/min，H2流速60mL/min，空气流速60 mL/min。

3.试样的定性定量分析①取两支10μL微量注射器，以溶剂（如无水乙醇）清洗完毕后，备用。

②打开色谱工作站，观察基线是否稳定。

③基线稳定后，将其中一支微量注射器用丁醇测试标样润洗后，准确吸取1μL该标样按规范进样，启动色谱工作站，绘制色谱图，完毕后停止数据采集。

丁醇异构体混合物的GC分析——归一化法一、任务目的1．学习归一化法测定物质含量的原理和技能2．掌握完成一次气相色谱实验的基本过程、实验技能及注意事项3．学习色谱定性方法。

二、任务内容色谱条件和系统适用性试验色谱柱（PEG-20M，2m×3mm，100~120目），柱温90℃，汽化室温度160℃，检测室温度140℃，各分组的分离度应符合要求。

校正因子的测定取一个干燥洁净的样品瓶，吸取3ml水，再分别加入100μl叔丁醇、仲丁醇、异丁醇与正丁醇（GC级），精密称定，其质量分别记为m1、m2、m3、m4，摇匀，备用。

取1μl注入气相色谱仪，计算校正因子（以正丁醇为对照物质）。

测定法取待测样品（可自制：加上述四种醇少量，用水作溶剂）适量于样品中，取1μl注入气相色谱仪，测定，计算，即得。

三、实验原理聚乙二醇是一种常用的具有强极性带有氢键的固定液，用它制备的PEG-20M 色谱柱对醇类很好的选择性，特别是对四种丁醇异构体的分析，在一定的色谱条件下，四种丁醇异构体通过在色谱柱分离后，利用FID检测器，得到色谱图，可进行归一化定量。

四、实验技能1.色谱工作站的使用（GC-2010气相色谱仪操作规程）；2.学习气相色谱仪进样技术；3.色谱定量分析方法之归一化法的原理；4.归一化法的过程及计算。

五、实验准备1.仪器准备（1）气相色谱仪（GC-2010或其他型号）、FID检测器、色谱柱；（2）微量进样器（或自动进样器）；（3）电子天平，相关玻璃器皿等。

2.试剂及试液准备（1）实验试剂：叔丁醇、仲丁醇、异丁醇与正丁醇（GC级）。

（2）空白溶液：高纯水。

（3）测定保留时间的标准液：取4个干燥洁净的进样瓶，吸取3ml水，再分别加入100μl叔丁醇、仲丁醇、异丁醇和正丁醇（GC级），摇匀，备用。

（4）测定校正因子标准液：取一个干燥洁净的样品瓶，吸取3ml水，再分别加入100μl叔丁醇、仲丁醇、异丁醇与正丁醇（GC级），精密测定，其质量分别记为m1、m2、m3、m4，摇匀，备用。

气相色谱实验-01GC 法分离丁醇异构体及其含量测定一、实验目的1．掌握气相色谱仪的基本构成及基本操作2．掌握色谱柱分离化学物质的原理，以及影响分离度的因素3．掌握分离度的计算方法4．掌握气相色谱中保留值定性与内标法定量的分析方法。

二、实验原理：不同化合物之所以能够色谱分离是因为在色谱柱中停留时间的不同，停留时间取决于化合物与固定相的亲和能力。

当样品通过进样口汽化进入色谱柱，化合物分子会溶解在固定相，随后在温度、气流作用下再次汽化到流动相，这个过程不断反复，微弱的性质差别被不断放大，直至流出色谱柱。

与固定相亲和力强的化合物，汽化到流动相比较难，流出色谱柱的时间（保留时间Retention time ，Rt ）也就比较长，根据相似相溶的原理，不同极性的色谱柱适合分离相应极性的化合物；保留时间还取决于蒸汽压和汽化焓，即与沸点密切相关；保留时间受环境温度、流动相速度的影响也很明显。

色谱柱的分离能力是决定色谱分析成败的关键，现代气相色谱广泛采用高效率的毛细管色谱柱。

毛细管色谱柱种类众多，按固定相的不同可分为非极性柱、弱极性柱、中等极性柱、极性柱等。

本实验采用的色谱柱Rtx-1是一种非极性柱，固定相是高分子量聚二甲基硅氧烷，最高使用温度340℃。

在气液色谱中，有两种力同时影响组分的分离。

即（1）建立在拉乌尔定律基础上的蒸汽压平衡力和（2）组分分子与固定相分子间的作用力。

组分最终从柱后流出的次序就是这两种力相互“竞争”的结果。

柱温严重影响分配系数，进而影响组分的分离度。

一般地说，柱温降低，分配系数增大，分离改进。

图1是典型的气相色谱图，Y 轴表示检测器电压，X 轴是从样品进样到某个组分流出的时间，即该组分的保留时间。

如果色谱峰分离不理想，如图2的第二、第三峰，虽然可以简单地在峰谷画一条垂直线将两峰分离，但是在第三峰起始处仍然有第二峰分子的存在，无法准确标定峰面积与分子数之间的关系，因此有必要调整色谱条件，使各色谱峰得到良好分离（基线分离）。

化学检验工技能培训与考核（中级）气相色谱法模块之任务二丁醇异构体混合物的GC分离测定教学任务：1、进一步熟悉色谱操作分析方法；2、学会色谱分析的基本定性定量方法；3、能够熟练操作色谱分析仪；4、能够利用仪器完成的测定某一物质；5、锻炼学生搜集信息、处理信息的能力。

教学方法：1、教学做一体2、引导文教学法3、演示教学法4、课堂讲解教学学时：每10人为一组，按照教师要求，利用实训室仪器设备，进行现场讨论和操作，完成对丁醇异构体的测定，并进行数据处理得到结果，本次内容共需4学时。

教学过程设计：调节仪器，设置色谱条件，使仪器达到可测定状态（0.5学时）相关知识点的讲解，同学们作笔记（1学时）根据讲解的内容，结合本次实训的内容进行讨论（0.5学时）由同学们分组完成试样的测定，得到结果（1学时）对实训过程中出现的问题进行总结，布置下一次课程的任务（0.5学时）整理实验台，打扫实验室卫生，离开实验室（0.5学时）教学内容：学习知识点：色谱定性与定量分析方法4.1色谱定性分析4.1.1 保留时间定性在一定的色谱系统和操作条件下，每种物质都有一定的保留时间，如果在相同色谱条件下，未知物的保留时间与标准物质相同，则可初步认为它们为同一物质。

为了提高定性分析的可靠性，还可进一步改变色谱条件（分离柱、流动相、图柱温等）或在样品中添加标准物质，如果被测物的保留时间仍然与标准物质一致，则可认为它们为同一物质。

4.1.2 保留指数定性在气相色谱中，可以利用文献中的保留指数数据定性。

保留指数随温度的变化率还可用来判断化合物的类型，因为不同类型化合物的保留指数随温度的变化率不同。

4.2 定量分析色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积（或峰高）成正比。

数据处理软件（工作站）可以给出包括峰高和峰面积在内的多种色谱数据。

因为峰高比峰面积更容易受分析条件波动的影响，且峰高标准曲线的线性范围也较峰面积的窄，因此，通常情况是采用峰面积进行定量分析。

归一化法normalization method 一种常用的色谱定量方法。

归一化法是把样品中各个组分的峰面积乘以各自的相对校正因子并求和，此和值相当于所有组分的总质量，即所谓“归一”，样品中某组分i的百分含量可用下式计算：pt%= Aifi/(A1f1+A2f2 + ....Anfn )*100式中f1、f2、fn…为各组分的相对校正因子，A1、A2、…An为各组分的峰面积。

如果操作条件稳定，也可以用峰高归一化法定量，此时组分i的百分含量可按下式计算：pt%= hifi/(h1f1+h2f2 + ....hnfn )*100式中f1、f2、fn、…为各组分在该操作条件下特定的峰高相对校正因子，h1、h2、…hn为各组分的峰高。

用归一化法定量时，必须保证样品中所有组分都能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰。

•定量方法色谱中常用的定量方法有：a.校正归一化法当试样中各组分都能流出色谱柱且在检测器上均有响应，各组分的相对校正因子已知时，可用此法定量。

组分i在混合物中的百分含量可由下式计算：其中fi可为质量校正因子，也可为摩尔校正因子。

若各组分的定量校正因子相近或相同（如同系物中沸点接近的组分），则上式可简化为：该法简称为归一化法。

校正归一化法的优点是：简便、准确，当操作条件如进样量、流速变化时，对定量结果影响很小。

缺点是：对该法的苛刻要求限制了该法的使用。

该法适合于常量物质的定量。

b.内标法所谓内标法是将一定量的纯物质作为内标物，加入到准确称量的试样中，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的百分含量。

当只需测定试样中某几各组分时，而且试样中所有组分不能全部出峰时，可用此法。

此法适合于微量物质的分析。

该法的计算公式如下：是被测组分相对于内标物的相对校正因子。

其中，fsi该法的优点是：受操作条件的影响较小，定量结果较为准确，使用上不象归一化法那样受到限制。

该法的缺点是：每次分析必须准确称量被测物和内标物，不适合于快速分析。

CL

2 3

k (1 k)2

d
2 f
DL
k为容量因子； Dg /DL为扩散系数。
减小担体粒度，选择小分子量的气 体作载气，可降低传质阻力。
色谱操作条件的选择
载气流速的选择—确定方法
载气
较高
传质阻力项是影响柱效的主 要因素，流速，柱效。
流速
较低
H～u曲线的绘制
分子扩散项成为影响柱效的 主要因素，流速,柱效。
u有一 最佳值
色谱操作条件的选择
柱温的选择（学生操作）
请同学们测定不同柱温下该溶液的分离情况。
如对于DNP柱（最高温度130℃），柱温可设置为50℃、60℃、 70℃、90℃和110℃。
第1组：最佳值为 第2组：最佳值为 第3组：最佳值为 第4组：最佳值为 第5组：最佳值为 第6组：最佳值为
cm/s；第4组：最佳值为
第5组：最佳值为
cm/s；第6组：最佳值为
cm/s; cm/s;
cm/s。
载气流速选择的一般规律（学生讨论，教师总结）
理论基础
速率理论
色谱峰在分离过程中为什么会扩展？
范第姆特方程
H A B C
涡流扩散 分子扩散 传质阻力
理论基础
涡流扩散
色谱条件选择
载气流速的选择（学生操作）
请同学们测定不同载气流量下该溶液的分离情况。
载气流量分别为10mL/min、20mL/min、30mL/min、40mL/min、 60mL/min、80mL/min。
最佳载气流速的选择（学生）
第1组：最佳值为
cm/s；第2组：最佳值为
第3组：最佳值为
℃； ℃； ℃； ℃； ℃； ℃。