气相色谱定性定量分析方法

气相色谱定性和定量分析实验报告班级 姓名 学号： 成绩：一、实验目的1.熟悉气相色谱仪的工作原理及操作流程；2.能够根据保留值对物质进行定性分析；3.能够对物质进行定量分析二、实验原理气相色谱法是一种用以分离、分析多组分混合物极有效的分析方法。

它是基于被测组分在两相间的分配系数不同，从而达到相互分离的目的。

在混合物分离以后，利用已知物保留值对各色谱峰进行定性是色谱法中最常用的一种定性方法。

它的依据是在相同的色谱条件下，同一物质具有相同的保留值，利用已知物的保留时间与未知组分的保留时间进行对照时，若两者的保留时间相同，则认为是相同的化合物。

气相色谱法分离分析醇系物的基本原理是基于醇系物中各组分在气相和固相两相间分配系数的不同。

当试样流经色谱柱时被相互分离，被分离组分依次通过检测器时，浓度(或质量)信号被转换为电信号输出到记录仪，获得醇系物的色谱流出曲线(如图1)，完全分离时，可依据流出曲线上各组分对应的色谱峰面积进行定量。

色谱分析的定性方法有多种，当色谱条件固定且完全分离时，采用将未知物的保留值与已知纯试剂(标样)的保留值相对照的方法定性较为简单，两者相同或相近即为同一物质。

实际测定可采用相对保留值is r 代替保留值进行定性分析。

MRs M Ri Rs Ri is t t t t t t r --=='' 式中：t ’Ri ——被测组分的调整保留时间t ’Rs ——标准物质的调整保留时间t Ri ——被测组分保留时间t Rs ——标准物质的保留时间(热导池检测器的标准物质一般指定为:苯)t M ——死时间常用的色谱定量方法有归一化法、外标法、内标法。

归一化法是将样品中的所有色谱峰的面积之和除某个色谱峰的面积，即得色谱峰相应组分在混合物中的含量。

100%⨯=总峰面积的峰面积组分组分A A 但实际上相同质量的各组分所产生的信号峰面积并不完全相等，这样在计算时引入相对校正因子f ’is ，此时组分的含量表示为：%100332211⨯++++=nsn s s s is i i f A f A f A f A f A W 三、实验仪器及试剂仪器：GC7900气相色谱（TCD 检测器）、分析天平、1μL 微量进样器 试剂：甲醇（色谱纯）、乙醇（色谱纯）、异丙醇（色谱纯）、正丙醇（色谱纯）、乙酸甲酯（色谱纯）、高纯氮气（纯度为99.995%）四、实验步骤1、打开载气，设置载气流量;2、打开气相色谱电源开关，设置柱箱温度、进样器温度、检测器温度以及桥电流;3、打开电脑，打开工作站，查看基线，待基线稳定后开始注样;4、分别慢慢抽取适量乙醇和醇系物样品，快速排到滤纸上，针尖向上将气泡排出，0.2μL 和0.4μL 溶液，快速进样;5、改变柱温、桥电流、流速，取醇系物样品进样，出谱图;6、定量分析法进样;7、打开控制面板，将桥电流调为0,关闭工作站，关闭气相色谱开关;8、关闭气源，实验结束。

IiX = 100[Z +（lg t′R(i) - lg t′R(Z)）/（lg t′R(Z+1) - lg t′R(Z)） +（ t′ t′ t′ t′
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优点：测得Ix值与文献值对照就可定性。 缺点：1. 要有正构烷烃纯样。 2．柱子与柱温要与文献规定相同 3. 对于多官能团的化合物和结构比 较复杂的天然产物，无法用保留 指数定性。
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3. 峰高加入法 如果未知样品较复杂， 如果未知样品较复杂 ， 可在未知混合物中加 入纯样，看未知物中哪个峰高增加， 入纯样 ， 看未知物中哪个峰高增加 ， 来确定未知 物中可能的成分。 物中可能的成分。
进样量“ 进样量“低”
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4.保留指数定性法 保留指数又称Kovasts指数，是一种重视性较 其他保留数据都好的定性参数，可根据所用固定 相和柱温直接与文献值对照，而不需标准样品。
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校正因子测定方法 准确称量被测组分和标准物质，混合后，在 实验条件下进样分析（注意进样量应在线性范围 之内），分别测量相应的峰面积，然后通过公式 计算校正因子，如果数次测量数值接近，可取其 平均值。
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3．常用的定量计算方法
（l）归一化法 归一化法是气相色谱中常用的一种定量方 法。应用这种方法的前提条件是试样中各组分必 须全部流出色谱柱，并在色谱图上都出现色谱峰。
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为乙酸正丁酯在阿皮松L柱上的流出 ［例］图19-15为乙酸正丁酯在阿皮松 柱上的流出 为乙酸正丁酯在阿皮松 曲线（柱温100℃）。由图中测得调整保留距离为： 由图中测得调整保留距离为： 曲线（柱温 ℃）。由图中测得调整保留距离为 乙酸正丁酯310.0mm，正庆烷 乙酸正丁酯 ，正庆烷174.0mm，正辛烷 ， 373.4mm，求乙酸正丁酯的保留指数。 ，求乙酸正丁酯的保留指数。

7）对含羰基、羟基、卤代基和胺基的有机物灵敏度很低或根本无响应。 8）样品受到破坏。
3. 电子捕获检测器(ECD) ECD主要对含有较大电负性原子的化合物响应。它特别适合于环境样品中卤代农药和多氯联苯等微量污染物的分析。
原理及工作过程：从色谱柱流出的载气(N2或Ar)被ECD内腔中的 放射源电离，形成次级离子和电子(此时 电子减速)，在电场作用下，离子和电子发生迁移而形成电流(基流)。
随着这些技术的发展，仪器性价比大幅提高。其中，GC最重要的发展是开管柱的引入，使含有数百种混合物样品得以分离！
H2,N2或Ar
气路系统
进样 系统
检测系统
分离系统
温控系统
进行气相色谱法分析时，载气（一般用氮气或氢气）由高压钢瓶供给，经减压阀减压后，载气进入净化管干燥净化，然后由稳压阀控制载气的流量和压力，并由流量计显示载气进入柱之前的流量后，以稳定的压力进入气化室、色谱柱、检测器后放空。
根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质量型检测器。 浓度型：检测的是载气中组分浓度的瞬间变化，即响应值与浓度成正比。
质量型：检测的是载气中组分进入检测器中速度变化，即响应值与单位时间进入检测器的量成正比。
1. 热导检测器(TCD) TCD是一种应用较早的通用型检测器，又称导热析气计。现仍在广泛应用。
五、检测器 气相色谱检测器种类繁多，本节将介绍最为常用的几种检测器：
1. 热导检测器(TCD); 2. 氢火焰离子化检测器(FID); 3. 电子捕获检测器(ECD); 4. 火焰光度检测器(FPD);
5. 氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(TID); 6. 原子发射检测器(AED) 7. 硫荧光检测器（SCD）
气相色谱过程：待测物样品被蒸发为气体并注入到色谱分离柱柱顶，以惰性气体（指不与待测物反应的气体，只起运载蒸汽样品的作用，也称载气）将待测物样品蒸汽带入柱内分离。

b. 取固定量的标准溶液和内标物，混合后进 样分析，测出 Ai 和 As；
c. 用 Ai / As 对标准溶液浓度作图，可得一组 通过原点的直线（内标标准曲线）。
C. 样品测定与组分定量
a. 称取与绘制标准曲线相 同量的试样和内标物， 测出其峰面积比，由标 准曲线即可查出待测组 分的含量。
b. 内标标准曲线法应用在 生产过程控制分析上， 不须计算校正因子，对 液体样品也可量取体积， 具有简便快速的特点。
f fi / fs mi / Ai Asmi 1 ms / As Aims Si
3. 常用的几种定量测定方法
（1）归一法 当试样中的全部组分都出峰（即都反映在
色谱图上）时，可以从校正后每峰峰面积占全部 色谱峰总面积的分数，求得该组分的质量分数。
ω i% =
fiAi ×100
n
m样品
若固定试样称取量，加入内标物也恒定，则有：
msf 'i 为一常数，上式则可化为： m样品f' s
ωi% =
Ai 常数 As
• 若以 Ci % 对 Ai / As作图，则可得一条通过原点 的直线——内标标准曲线。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B. 内标标准曲线的绘制
a. 将待测组分的纯物质配成不同浓度的标准 溶液（系列）；
7.7 气相色谱的定量方法
色谱法定量的依据
在一定的操作条件下，检测器的响应 信号（色谱峰的峰面积或峰高）与进入检 测器组分的量成正比。
即：mi = fi Ai 或 mi = fi hi 式中：mi－组分的量 fi－比例常数 这就是色谱法定量的依据。
1 . 峰面积 A 的测量方法
（1）峰高 h 乘半峰宽 y1/2 法
1. 峰面积 A 的测量方法（二）