气相色谱分析有哪些定性和定量分析的方法

气相色谱的定性与定量分析一、 实验目的：1、 学习计算色谱峰的分享度2、 掌握根据纯物质的保留值进行定性分析3、 掌握用归一化法定量测定混合物各组分的含量4、 学习气相色谱信的使用方法二、 方法原理1、 柱效能的测定：色谱柱的分享效能，主要由柱效和分离度来衡量。

柱效率是以样品中验证分离组分的保留值用峰宽来计算的理论塔板数或塔板高度表示的。

22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=bR RW t W t n 理论塔板数： nL H =理论塔板高度： 式中R t 为保留值（S 或mm ）：21W 为半峰宽（S 或mm ）：b W 为峰底宽（S 或mm ）：L 为柱长（cm ）。

理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。

但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。

分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，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。

分离度R 的计算方法是：）（）（22112112W W t t R R R +-=或 2112)(2B b R R W W t t R +-=分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R 值达到1.5时，可以认为两组分完全分开。

2、 样品的定性：用纯物质的保留值对照定性。

在一个确定的色谱条件下，每一个物质都有一个确定的保留值，所以在相同条件下，未知物的保留值和已知物的保留值相同时，就可以认为未知物即是用于对照的已知纯物质。

但是，有不少物质在同一条件下可能有非常相近的而不容易察觉差异的保留值，所以，当样品组分未知时，仅用纯物质的保留值与样品的组分的保留值对照定性是困难的。

这种情况，需用两根不同的极性的柱子或两种以上不同极性固定液配成的柱子，对于一些组成基本上可以估计的样品，那么准备这样一些纯物质，在同样的色谱条件下，以纯物质的保留时间对照，用来判断其色谱峰属于什么组分是一种简单而行方便的定性方法。

仪器分析中各分析定量定性的依据定量分析是依据统计数据，建立数学模型，并用数学模型计算出分析对象的各项指标及其数值的一种方法。

定性分析则是主要凭分析者的直觉、经验，凭分析对象过去和现在的延续状况及最新的信息资料，对分析对象的性质、特点、发展变化规律作出判断的一种方法。

1、气相色谱：色谱峰保留值和面积，这样气相色谱可根据这两个数据进行定性定量分析。

色谱峰保留值是定性分析的依据，而色谱峰面积则是定量分析的依据。

2、紫外光谱：最大吸收波长λ、摩尔吸收系数ε及吸收曲线的形状不同是进行物质定性分析的依据。

进行定量分析依据朗伯-比耳定律：A=εbc3、核磁：定量分析以结构分析为基础，在进行定量分析之前，首先对化合物的分子结构进行鉴定，再利用分子特定基团的质子数与相应峰谱的峰面积之间的关系进行定量测定。

定量分析的根据：吸收能量的大小取决于核的多少。

以磁场强度为横坐标提供定性分析所依据的参数，以吸收能量为纵坐标，纵坐标对应于不同H0的出峰面积就是定量分析参数。

4、质谱：利用电磁学原理，对物质气相离子依其质荷比（m/e)进行分离和分析的方法。

被分析的样品首先离子化，然后利用离子在电场或磁场中的运动性质，将离子按质荷比(m/e)分开并按质荷比大小排列成谱图形式，根据质谱图可确定样品成分、结构和相对分子质量。

5、原子吸收：原子吸收光谱法进行定量分析的依据是：试样中待测元素的浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比，即A＝k'C 。

定量分析方法有标准曲线法和标准加入法两种。

6、红外：红外光谱的定性主要根据图谱中的：基团的特征吸收频率红外光谱的定量是根据图谱中的：特征峰的强度7、离子：利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量的分析。

保留时间定性，峰高或峰面积定量。

8、荧光：物质吸收的光，称为激发光；物质受激后所发射的光，称为发射光或荧光。

根据荧光的光谱和荧光强度，对物质进行定性或定量测定9、差热：定性分析：定性表征和鉴别物质依据：峰温、形状和峰数目方法：将实测样品DTA曲线与各种化合物的标准（参考）DTA曲线对照。

1、为避免载气中微量污染物进入色谱仪影响分析，必须用净化器净化干燥,常用的净化 器多为份子筛和活性炭管的串联，可除去(水、氧气及其它杂质)。

2、色谱外标法的准确性较高，但前提是仪器的(稳定性)高且操作(重复性)好。

3、测定微量一氧化碳、 二氧化碳、 甲烷用的是一号色谱， 它的出峰顺序是 (一氧化碳)、 (甲烷)、(二氧化碳)。

4、每次启动色谱时一定要先通载气至少(15 分钟) ,才干开启色谱。

5、实验室所用的干燥器中， 通常是放入变色硅胶作为干燥剂， 当它吸收一定量的水后， 便失去活性，呈现(粉红)色。

6、气相色谱的主要部件包括(载气系统)、(进样系统)、(色谱柱)、(检测器)。

7、色谱仪的心脏部份是(色谱柱)。

8、用气相色谱法进行定量分析时,要求每一个组分都出峰的定量方法是(归一化法)； 9、色谱柱的分离效能，主要由(固定相)所决定。

10 、 用气相色谱法测定混合气体中的H 2 含量时， 要求氢气出峰应选择的载气是 (N 2 )。

11、随单位体积的载气或者在单位时间内进入检测器的组分所产生的信号等于基线噪音的两倍时的量称为(检测限)。

12 、色谱峰在色谱图中的位置用(保留值)来说明。

13、影响热导池灵敏度的主要因素是(热丝电流) .14 、气相色谱检测器的温度必须保证样品不浮现(冷凝)现象。

15、在用气相色谱仪分析样品时载气的流速应(恒定)。

16、在气相色谱法中,可以用做定量的参数是(峰面积或者峰高)，用作定性的参数是(保留时间)；17、当某组分从色谱柱中流出时， 检测器对该组分的响应信号随时间变化所形成的峰形 曲线称为该组分的(色谱峰);18、在正常操作条件下， 仅有纯载气通过色谱柱时， 检测器的相应信号随时间变化的曲 线称为(基线)19、用气相色谱法定量分析样品组分时，分离度应至少为(1.5)；20、固定相老化的目的是(除去固定相中残存的溶剂及其他挥发性物质)；21 、色谱柱在高于操作温度下通(载气)的过程称为老化；22、气相色谱法的主要特点是(选择性高)、(分离效率高)、(灵敏度高)、(分析速度快)23、从进样开始到惰性组分 (指不被固定相吸附或者溶解的空气或者甲烷) 从柱中流出呈现浓度极大值的时间,称为(死时间)，24、从保留时间中扣除死时间后的剩余时间，称为(调整保留)时间，25、在色谱分析中把基线在短暂时间内的波动叫(噪声)；26、把基线在一段较长期(普通以半小时计)内的变化叫(漂移)；27、根据保留值定性的依据是相同的物质在(相同)的色谱条件下，具有(相同)的保留值；28、将气相色谱用的载体进行酸洗主要是除去担体中的(B)。

气相色谱定量分析1.常用的气相定量分析方法1. 归一化法归一化法是常用的一种简便、准确的定量方法。

使用这种方法的条件是样品中所有组分都出峰，将所有出峰组分的含量之和按100%计，当测量参数为面积时，计算式如下：（10）式中i的百分含量；i的校正因子；i的峰面积。

如果测量参数为峰高，计算式如下：（11）式中i的峰高校正因子；i的峰高。

如果样品中组分是同分异构体或同系物，若已知校正因子近似相等，就可以不用校正因子，将面积直接归一化，即可按下式计算：（12）或（13）归一化定量的优点是方法准确，进样量的多少与结果武官，仪器与操作条件对结果影响小。

缺点是某些组分在所用检测器上可能不出峰，如H2O在氢焰离子化检测器上等；样品中含有沸点高，出峰很慢的组分（如果用其它定量方法，可用反吹法除去），不需定量的个别组分可能分离不好，重叠在一起，影响面积的测量，使其应用受到一定程度的限制。

在使用选择性检测器时，一般不用该法定量。

2. 标法当分析样品不能全部出峰，不能用归一化法定量时，可考虑用标法定量。

方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为欲测组分的参比物，在此称为标物。

加入一定量的标物，根据被测物和标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比按下式求组分的含量。

（14）式中i的含量；i的峰面积；对标物的要：不能与样品或固定相发生反应；能与样品完全互溶；与样品组分很好的分离，又比较接近；加入标的量要接近被测组分的含量；要准确称量。

如果用峰高作为测量参数，上式也可将面积改为峰高，将面积校正因子改为峰高校正因子进行定量。

标法定量也比较准确，而且不象归一化法有使用上的限制。

主要缺点是：每次需要用分析天平准确称量标和样品，日常分析使用很不方便，样品中多了一个标物，显然对分离的要求更高些。

3. 外标法外标法又称校正曲线法。

用已知纯样品配成不同浓度的标准样进行试验，测量各种浓度下对应的峰高或峰面积，绘制响应信号-百分含量标准曲线。

分析时，进入同样体积的分析样品，从色谱图上测出面积或峰高，从校正曲线上查出其百分含量。

实验七 气相色谱的定性和定量分析一、实验原理对一个混合试样成功地分离，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：()211221Y Y t t R R R -⨯-=,,式中，T R,2，Y 2和T R,1，Y 1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=1.0一般可以满足需要。

用色谱法进行定性分析的任务是确定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、保留时间、保留体积、保留指数及相对保留值等保留参数。

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。

当手头上有待测组分的纯样时，作与已知物的对照进行定性分桥极为简单。

实验时，可采用单柱比较法、峰高加入法或双柱比较法。

单柱比较法是在相同的色谱条件下．分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析．得到两张色谱图，然后比较其保留参数。

当两者的数值相同时，即可认为待测试样中有纯样组分存在。

双柱比较法是在两个极性完全不同的色谱住上，在各自确定的操作条件下，测定纯样和待测组分在其上的保留参数，如果都相同，则可准确地判断试样中有与此纯样相同的物质存在。

由于有些不同的化合物会在某一固定相上表现出相同的热力学性质，故双柱法定性比单柱法更为可靠。

在一定的色谱条件下，组分i 的质景m ：或其在流动相中的浓度，与检测器的响应信号峰面积Ai 或峰高h ，成正比：2-10 或 2-11式中，f i A 和f i h 称为绝对校正因子。

式(2-10)和式(2-11)是色谱定量的依据。

不难看出，响应信号A 、h 及校正因了的淮确测量直接影响定定分析的准确度。

由于峰面积的大小不易受操作条件如校温、流动相的流速、进样速度等因素的影响，故峰面积更适于作为定量分析的参数。

测量峰面积的方法分为于上测量和自动测量。

实验十气相色谱归一化定量分析一、实验目的1、进一步掌握气相色谱仪的操作要点2、了解气相色谱各种定量方法的优缺点3、进一步熟练掌握根据保留值，用已知物对照定性的分析方法4、掌握用归一化法测定混合物中各组分的含量二、实验原理气相色谱的定量分析：峰面积百分比法、归一化法、内标法和外标法等。

峰面积百分比法适用于分析响应因子十分接近的组分的含量，要求样品中所有组分均出峰。

归一化法定量准确，但它不仅要求样品中所有组分均出峰，而且要求具备所有组分的标准品，以便于测定校正因子。

内标法是精密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，而且在分析样品前必须将内标物加入样品中。

外标法简便易行，定量精密度相对较低，而且对操作条件的重现性要求较严。

本实验采用归一化法。

定量分析的依据：被测组分的质量与其色谱峰面积成正比。

即峰面积A的测量：；f i为比例常数，是定量校正因子，一般色谱手册中提供有许多物质的相对校正因子，可直接使用。

定量分析的步骤：第一步，先进行定性分析：化合物在一定的色谱操作条件下，每种物质都有一确定的保留值，故作为定性分析的依据；在相同的色谱条件下对已知样品和待测试样进行色谱分析，分别测量各组分峰的保留值，若某组分峰与已知样品相同，则可认为二者是同一物质。

从而确定各个色谱峰代表的组分。

第二步，归一化法测定含量：若试样中含有n个组分，且各组分均能洗出色谱峰，则其中某个组分i的质量分数为W i可按照下式计算：归一化法的优点是简便、准确，定量结果与进样量无关，操作条件对结果影响较小；缺点是试样中所有组分必须全部出峰，某些不需要定量的组分也要测出其校正因子和峰面积。

三、仪器和试剂1、仪器：GC-9790气相色谱仪（温岭福立分析仪器有限公司）；FID；毛细管柱，微量进样器2、试剂：己烷，庚烷，辛烷，壬烷四、实验步骤1、气相色谱仪的基本操作流程（1）开启：a、开启载气N2钢瓶的阀门；b、将气体净化器打到“开”的位置；c、打开色谱仪的电源；d、打开色谱工作站；（2）实验条件如下：柱温100℃，汽化室温度：150℃，检测器温度：180℃；N2流速：45mL/min；H2 40mL/min；空气：450mL/min；纸速：10cm/min（3）待检测器FID温度达到的时候，开启H2钢瓶的阀门及打开空气源的电源，点燃FID；（4）运行程序一次并用丙酮进样清洗色谱柱；（5）进样，运行；（6）结束时，再用丙酮进样清洗色谱柱，设置程序。

气相色谱定量分析1.常用的气相定量分析方法1. 归一化法归一化法是常用的一种简便、准确的定量方法。

使用这种方法的条件是样品中所有组分都出峰，将所有出峰组分的含量之和按100%计，当测量参数为面积时，计算式如下：100)(⨯∑=i i i i i A f A f x （10） 式中 i x ——试样中组分i 的百分含量；i f ——组分i 的校正因子；i A ——组分i 的峰面积。

如果测量参数为峰高，计算式如下：100)(⨯∑=i h i i h i i h f h f x （11） 式中 h i f ——组分i 的峰高校正因子；i h ——组分i 的峰高。

如果样品中组分是同分异构体或同系物，若已知校正因子近似相等，就可以不用校正因子，将面积直接归一化，即可按下式计算：100⨯∑=ii i A A x （12） 或 100⨯∑=i i i h h x （13） 归一化定量的优点是方法准确，进样量的多少与结果武官，仪器与操作条件对结果影响小。

缺点是某些组分在所用检测器上可能不出峰，如H 2O 在氢焰离子化检测器上等；样品中含有沸点高，出峰很慢的组分（如果用其它定量方法，可用反吹法除去），不需定量的个别组分可能分离不好，重叠在一起，影响面积的测量，使其应用受到一定程度的限制。

在使用选择性检测器时，一般不用该法定量。

2. 内标法当分析样品不能全部出峰，不能用归一化法定量时，可考虑用内标法定量。

方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为欲测组分的参比物，在此称为内标物。

加入一定量的内标物，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按下式求组分的含量。

ssi i s i A m f A m x ⋅⋅=(%) （14） 式中 i x ——试样中组分i 的含量；s m ——加入内标物的质量；i A ——内标物的峰面积；m ——试样的质量；s A ——组分i 的峰面积；s i si f f f =。

对内标物的要求是：不能与样品或固定相发生反应；能与样品完全互溶；与样品组分很好的分离，又比较接近；加入内标的量要接近被测组分的含量；要准确称量。