有效碳数法在苯纯度检测方面的应用.doc

有效碳数法在苯纯度检测方面的应用摘要：利用有效碳数近似响应规律公式来计算苯中甲苯、乙苯、非芳烃等组分的相对重量校正因子（f值），与气相色谱法测得的f值相比较，从而验证用近似公式计算苯中甲苯、乙苯等组分的f值的可行性。关键词：有效碳数；相对响应值；苯中杂质；正壬烷目前目前车间使用ASTM D 4492-96用气相色谱法对苯分析的标准测定方法。方法规定使用内标法，这就涉及到各组分的相对重量校正因子。如何准确测定该值则成为定量的关键，常用的方法是采用色谱纯标准样品通过气相色谱法来测定，然而当无标准样品时就给分析工作带来一定的困难，本文介绍了用有效碳数近似响应规律公式来计算苯中甲苯、乙苯、环己烷等三个组分的相对响应值，相对响应值的倒数是相对重量校正因子，因而得到一组数据，然后再利用色谱标准样品通过色谱仪来准确测量苯中三个组分的相对响应值，通过比较所得到的数据来验证该公式的可行性。一、方法论述1.有效碳数法简介在气相色谱分析中，氢火焰离子化检测器已被广泛应用，但其真正的离子化机理，直到今天还不十分清楚 。不同的化合物在氢火焰离子化检测器上有不同的响应信号，同一化合物响应信号的大小与其量有关。在同一条件下，单位物质的量的化合物在氢火焰离子化检测器上响应信号的大小与其有效碳数成正比 ，用公式表示为：A=kC式中：A单位物质的量的化合物在氢火焰离子化检测器上的响应信号大小(一般用峰面积表示)；C化合物分子中所含有的有效碳数；k比例常数。不同化合物分子中所含有的有效碳数与其结构有关。部分化合物所含有的有效碳数与其结构的关系，见表l所示表1 有机化合物结构与其有效碳数关系原子化学结构有效碳数原子化学结构有效碳数C烷烃类1.0O醚-1.0C烯烃0.95O伯醇-0.60C炔烃1.30O仲醇-0.75C羰基0.0O叔醇、酯-0.25C羧基0.032Cl一个烷烃碳原子上有两个或更多-0.12C腈类0.30Cl烯烃碳原子0.050C芳香烃1.0N胺基上与对应醇中氧相似2.有效碳数理论计算方法有机化台物分子中所含的总有效碳数是其各部分结构中所包含的有效碳数的加和。N=k.n式中：N有效碳数；k比例常数；n有机化合物碳的个数3.利用有效碳数计算相对校正因子相对校正因子计算公式如下：fw=9.00*Mi/128*Ni(以正壬烷为标准)式中：fw相对校正因子；Mi被测组分的相对分子质量；Ni被测组分的有效碳数4. 校正因子.绝对校正因子绝对校正因子是单位峰面积所相当的物质量，fi=mi/Ai。.相对校正因子相对校正因子是某一组分与标准物质的绝对校正因子之比，f= fi/ fs=As*Ci/Ai*Cs在内标法中，绝对校正因子主要由仪器的灵敏度决定，并且不易准确测量，也无法将内标物和待测物联系起来；而相对校正因子才是定量的基础，相对校正因子是那个一定的量，所谓待测物与内标的比一定也就是说待测物的质量与峰面积之比（即绝对校正因子fi）和内标物的质量和峰面积之比(fs)的比值一定。二、实验部分1.实验仪器气相色谱仪：安捷伦78902.色谱条件表2实验仪器参数设置组件参数组件参数检测器火焰离子化检测器载气N2色谱柱石英柱进样口压力13.323psi柱长60m总流量34.5ml/min内径0.32mm隔垫吹扫3ml/min固定相交联聚乙二醇流速23.994ml/min膜厚0.5m分流比20:1温度进样口200检测器氢气30.00 ml/min检测器250空气350.0 ml/min柱温70氮气25.00ml/min柱流量1.5ml/min进样量0.4l3.试剂与材料载气：色谱级氦气，氢气和空气苯：99.5%质量浓度以上苯内标物：99.5%质量浓度正壬烷甲苯：99.9%质量浓度以上甲苯乙苯：99.8%质量浓度以上乙苯环己烷：99.8%质量浓度以上环己烷4.实验步骤a.将苯样品导入3ml进样小瓶中做空白实验。b.用一个50ml的密闭称量瓶加入40ml左右苯溶液称重记录为m1，依次加入甲苯、乙苯、环己烷、正壬烷分别称重为m2、m3、m4、m5。摇匀使之充分混合，导入进样小瓶中。做五组平行实验。c.按照规定的色谱条件运行气相色谱仪，待仪器稳定后，利用自动进样器进样0.4ul。5.实验数据空白试验组分甲苯乙苯峰面积表3计算结果第一组组分质量g含量%(m/m)苯37.4190甲苯0.00830.0221乙苯0.00850.0226环己烷0.00750.0200正壬烷0.01370.0364 6.结果与讨论从有效碳数近似从有效碳数近似响应规律公式计算而得的结果与实测值相比较来看，数值较接近，说明该公式对于苯中的这几个组分响应值的推算是正确的。若采用有效碳数法，在鉴定各杂质的结构后，在没有被测物质标准样品时，仅需选择一个已知含量的适宜内标物，计算其有效碳数，在同一条件下，即可测定多种杂质的含量，且因杂质含量较低，采用这种方法测定，其误差也必定很小。然而，实际工作中情况是复杂的，有时计算值可能与实测值会有一些误差。这是因为各种化合物的相对响应值随检测器性能，温度等有一定影响。因此，在有标准样品时，需采用标样进