气相色谱的定性与定量分析讲义

1、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离度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、 学习气相色谱仪的使用方法二、 方法原理1、 柱效能的测定：色谱柱的分离效能，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。式中为保留值（s或mm）：为半峰宽（s或mm）：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

2、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： 或 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

3、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。用标准加入法来定性。首先用未知的混合样品在一定的色谱条件下采集混合物样品的色谱峰，然后取一定量的混合物样品中加入怀疑有的物质的纯物质，在相同的色谱条件下采集加入某纯物质的色谱峰，用两个色谱图进行比较，就会发现两个色谱图上某一个峰的保留值相同，但加了某纯物质的色谱图上的色谱峰的峰高增加、峰面积增大，那么此峰即为某纯物质。3、 样品的定量1）校正因子的测量：色谱分析中几乎都要用到校正因子。校正因子有绝对校正因子和相对校正

4、因子。绝对校正因子是指物质进样量与它的峰面积或峰高之比： 或 只有在仪器条件和操作条件严格恒定的情况下，一种物质的绝对校正因子才是稳定值，才有意义。同时，要准确测定绝对校正因子，还要求有纯物质，并能准确知道进样量，所以它的应用受到限制。相对校正因子是指物质的绝对校正因子与作为基准的物质的绝对校正因子之比。可以表示为：测定相对校正因子，只需配制和的质量比为已知的标样，进样后测出它们的峰面积之比，即可计算出。进样多少，不必准确计量，所以相对校正因子更容易测定。而且，只要是同类检测器，色谱条件不同时，相对校正因子基本上保持恒定。使用中不必要操作条件严格相同，适应性和通用性更强。纯物质可以自行测定，没

5、有纯物质时，可以引用文献中的相对校正因子。2）归一化法定量：归一化法定量的依据是，当样品的所有组分均出峰时，那么就代表了样品的进样量，其某一部分的进样量则为，组分的成分的百分率为：所以归一化法测定时，就是在测知组分的相对校正因子后，将样品中所有组分的峰面积测出，按此式计算各组分的百分含量。三、试剂和仪器1、有记录仪的气相色谱仪，氢火焰检测器2、带减压阀的氢气高压钢瓶3、se-54色谱柱： 4、注射器5µl5、青霉素瓶6、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、环己烷、正庚烷7、未知混合试样四、实验步骤：1、认真阅读气相色谱仪操作说明书2、设置色谱仪分析条件 柱 温：150 检测器温度：120 气化室温

6、度：110 载 气：氮气 热 丝 温度：200 载 气 流速：30ml/min 进 样 量：2µl3、以此为例：乙醇、乙酸乙酯、正庚烷等标准混合溶液的配制：取洗净烘干的青霉素瓶一个，在分析天平上称重，然后用5ml注射器分别取纯正庚烷2ml、纯乙酸乙酯2ml、无水乙醇1.5ml从橡皮盖中插入注入瓶内，每注入一个纯物质称重一次，记录三种物质各自的质量、（g），混合均匀。其他标准混合液同样配置。4、分别进样乙醇、乙酸乙酯、正庚烷纯物质2µl，记录色谱图上各峰的保留时间。5、进未知试样2µl，记录色谱图上各峰的保留时间及各色谱面积、半峰宽。6、进乙醇、乙酸乙酯、正庚烷标准混合液2µl，记录色谱图上各峰的保留时间、峰面积。五、结果处理1、将试样组分峰的保留时间与纯物质的保留时间对照，确定试样中各峰所代表的物质。2、计算乙醇、