广东省地方税务局发票在线应用系统dzmi.pptx

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1、基础化学实验基础化学实验IVIV（仪器分析实验）（仪器分析实验）气相色谱法分析测定混合物中苯、甲苯、二甲苯 实验技能训练要点实验技能训练要点气相色谱仪的使用（第一次训练）气相色谱法进样操作（第一次训练）定量分析之归一化法（第一次训练）一、实验目的一、实验目的 二、气相色谱法简介二、气相色谱法简介 三、实验原理三、实验原理 四、实验步骤四、实验步骤 五、结果处理五、结果处理 六、思考题六、思考题 七、实验延伸七、实验延伸掌握气相色谱法的基本原理熟悉气相色谱仪各主要部件及其作用熟悉气相色谱仪的使用方法掌握进样操作掌握归一化法了解气相色谱分析方法的建立过程一、实验目的一、实验目的 色谱法起源色谱法起

2、源加入石油醚分层加入石油醚分层胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素A、B Chromatography 原理：基于物质在不同相之间具有不同的分配系数引起的分离原理：基于物质在不同相之间具有不同的分配系数引起的分离 二、气相色谱法简介二、气相色谱法简介采采用用气气体体作作为为流流动动相相的的色色谱谱法法称称为为气气相相色色谱谱法法（gas chromatography,GC）。）。载载体体（是是不不和和待待测测物物发发生生反反应应，用用来来载载送送试试样样的的惰惰性性气气体体）载载着着预预分分离离的的试试样样通通过过色色谱谱柱柱中中的的固固定定相相，使使试试样样中中各各组组分分得到分离，然后

3、分得到分离，然后分别别被被检测检测。由高压钢瓶1供给的流动相载气，经减压阀2，净化器3，稳压阀4和转子流速计5后，以稳定的压力恒定的流速连续经过进样器（包括汽化室）7，色谱柱8，检测器9气相色谱仪的工作过程气相色谱仪的工作过程进样口进样口毛细管柱填充柱色谱柱色谱柱检测器检测器原理原理蒸气分子受激发后被离子化，在电场作用下定向运动形成离子流，然后进行放大和记录。氢焰检测器的离子化作用机理：（发生在内层火焰中）（发生在中层火焰中）FID操作条件的选择气体流量气体流量载气流量载气流量：根据色谱柱条件选取。：根据色谱柱条件选取。氢氢气气流流量量：用用氮氮气气作作载载气气时时，氢氢气气与与氮氮气气的的流

4、流量量之之比为比为1:1-1:1.5，此时不仅灵敏度高，且稳定性好。，此时不仅灵敏度高，且稳定性好。空气流量：一般氢气与空气流量之比为空气流量：一般氢气与空气流量之比为1:10。气体纯度：要求高，对基线影响很大气体纯度：要求高，对基线影响很大极化电压：极化电压：250V左右左右使用温度：大于使用温度：大于80 数据采集及处理系统数据采集及处理系统温控系统温控系统进样系统柱箱检测器辅助部分控控温温气相色谱分离条件的选择气相色谱分离条件的选择载气及其流速的选择载气及其流速的选择柱温的选择柱温的选择固定液的性质和用量固定液的性质和用量担体的性质和粒度担体的性质和粒度进样时间和进样进样时间和进样汽化温

5、度汽化温度流速流速U（FC）对对于于填填充充柱柱，氮氮气气的的实实用用最最佳佳线线速速为为10-12cm/s；氢氢气气为为15-20cm/s；氦氦气气介介于于两两者者之之间间。若若填填充充柱柱内内径径为为4mm，则则体体积积流速为氮气流速为氮气30-40ml/min，氢气，氢气40-60ml/min。流动相（载气）种类流动相（载气）种类流动相的种类要视检测器种类确定。流动相的种类要视检测器种类确定。常用的有氢气（热导用）、氮气（氢火焰用）、氦气常用的有氢气（热导用）、氮气（氢火焰用）、氦气（均可用，但价格较高）。（均可用，但价格较高）。氢气和氦气适合于快速分析。氢气和氦气适合于快速分析。氮气做

6、载气峰型较好，柱效较高。氮气做载气峰型较好，柱效较高。柱温柱温TC每每一一种种固固定定液液都都有有它它的的最最高高使使用用温温度度，柱柱温温不不可可超超过过这这一一温度，否则固定液挥发流失。温度，否则固定液挥发流失。柱柱温温太太高高，组组分分挥挥发发度度靠靠拢拢，不不利利于于分分离离。但但柱柱温温太太低低，被被测测组组分分的的扩扩散散速速度度下下降降，分分配配不不能能快快速速达达到到平平衡衡，影影响响峰型，柱效下降，并使分析时间大大延长。峰型，柱效下降，并使分析时间大大延长。柱柱温温选选择择的的原原则则是是，在在保保证证难难分分离离物物质质有有良良好好分分离离的的前前提提下下（分分离离度度满满

7、足足要要求求），尽尽可可能能采采取取较较高高柱柱温温，以以缩缩短短分分析时间，保证峰型对称。析时间，保证峰型对称。汽化温度汽化温度一般进样方法下，汽化温度比柱温高一般进样方法下，汽化温度比柱温高30-70。进样量大时高一些好，保证瞬间汽化。进样量大时高一些好，保证瞬间汽化。保证不可超过试样的分解温度。保证不可超过试样的分解温度。检测器温度检测器温度一般大于或等于柱温，具体与检测器种类有关。一般大于或等于柱温，具体与检测器种类有关。进样量进样量液体试样一般进样量液体试样一般进样量0.1-5l。气体试样一般进样量为气体试样一般进样量为0.1-10ml。具具体体视视柱柱类类型型，固固定定液液含含量量

8、(不不能能超超过过柱柱容容量量)、进样方式、检测器的灵敏度和线性范围等确定。进样方式、检测器的灵敏度和线性范围等确定。(一一)气气-固色谱固定相固色谱固定相类类名称名称分离对象分离对象吸吸附附剂剂活性炭活性炭永久性气体和低沸点烃类永久性气体和低沸点烃类硅胶硅胶永久性气体和低级烃永久性气体和低级烃氧化铝氧化铝烃烃类类及及有有机机异异构构体体，在在低低温温下下可可分分氢氢同同位素位素分子筛分子筛特别适合特别适合永久气体和惰性气体永久气体和惰性气体分离分离合合成成高高 分分 子子多多 孔孔 小小球球分分离离气气体体和和液液体体中中的的水水、CO、CO2、CH4、低低级级醇醇、H2S、SO2、NH3、

9、NO2等等气相色谱固定相气相色谱固定相（二）（二）气-液色谱固定相 由担体由担体与与固定液固定液构成构成对担体的要求对担体的要求表面积大表面积大化学惰性化学惰性热稳定性好热稳定性好机械强度高机械强度高担体种类担体种类 硅藻土型硅藻土型非硅藻土型非硅藻土型对固定液的要求：对固定液的要求：蒸汽压小，热稳定性好蒸汽压小，热稳定性好可溶性好可溶性好化学稳定性好化学稳定性好选择性高选择性高n 固定液分类及其应用本实验采用以具有中强极性的邻苯二甲酸二壬酯（DNP）作为固定液，6201白色硅藻土为担体的填充色谱柱，FID为检测器，高纯N2为载气。采用归一化法定量测定混合物中苯、甲苯、对二甲苯进行分离测定。三

10、、实验原理三、实验原理归一化法归一化法推导：推导：n个组分，每个组分质量分别为个组分，每个组分质量分别为m1、m2、m3、m4mn，m为组分含量总和，质量分数为为组分含量总和，质量分数为wi当试样中各组分能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰当试样中各组分能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰时，可用此法进行定量计算。时，可用此法进行定量计算。应应用用范范围围：当当试试样样中中各各组组分分都都能能流流出出色色谱谱柱柱，且且在在检检测测器器上均有响应，上均有响应，各组分峰没有重叠时各组分峰没有重叠时，可用此法。，可用此法。优优点点：简简便便、准准确确，当当操操作作条条件件如如进进样样量量等等变变化化

11、时时，对对定定量结果影响很小，该法适合于常量物质的定量。量结果影响很小，该法适合于常量物质的定量。缺点缺点：对该法的苛刻要求限制了它的使用。：对该法的苛刻要求限制了它的使用。四、实验步骤四、实验步骤1 1、仪器和试剂、仪器和试剂仪器：仪器：1490型气相色谱仪(带FID)，氢气发生器，空气源，色谱工作站。色谱柱；柱长2m，内径3mm不锈钢柱。10DNP6201白色担体(80-100目)。试剂试剂：固定液；邻苯二甲酸二壬酯(DNP)担体；6201红色担体(80100目)载气：高纯N2 色谱分析条件：色谱分析条件：柱温：100检测温度150气化温度：150衰减12载气流量：25毫升分进样量1L苯、

12、甲苯、对二甲苯(分析纯)等体积的苯和甲苯混合样等体积的苯和对二甲苯混合样苯、甲苯和对二甲苯混合样品2 2、分析步骤、分析步骤(1)(1)固定相的配制及柱子的装填固定相的配制及柱子的装填 称取邻苯二甲酸二壬酯称取邻苯二甲酸二壬酯1.801.80克于小烧杯中，加入苯为克于小烧杯中，加入苯为溶剂，搅拌并稍温热，使之溶解。然后称取溶剂，搅拌并稍温热，使之溶解。然后称取1212克已筛取的克已筛取的80-10080-100目的目的62016201白色担体，将其倒入溶液中，使担体刚浸白色担体，将其倒入溶液中，使担体刚浸没在液面下。轻轻摇动或轻轻搅拌下，在通风橱中或在红没在液面下。轻轻摇动或轻轻搅拌下，在通风

13、橱中或在红外灯下加热，使溶剂挥发至干燥无苯气味为止。再次用外灯下加热，使溶剂挥发至干燥无苯气味为止。再次用80-10080-100目筛子过筛。抽真空装柱，老化后待用。目筛子过筛。抽真空装柱，老化后待用。(2)校正因子校正因子f的测定的测定测定：测定：f甲苯甲苯：3mL苯+3mL甲苯混合，进样。f对二甲苯对二甲苯：3mL苯+3mL二甲苯混合，进样。在上述色谱条件下，分别进测定甲苯、对二甲苯校正因子用混合物样品1-2L，苯、甲苯，对二甲苯依次出峰，峰形对称、根据色谱峰面积计算各自的校正因子f。(3)(3)样品分析样品分析 在色谱分析条件下，用微量进样器进样1-2L，各组分按苯、甲苯、对二甲 苯次序

14、出峰，峰为尖峰，故采用峰高定量。记录各组分的峰高h，按归一化法公式计算各组分的含量。1231.苯2.甲苯3.对二甲苯注意事项注意事项注意进样量必须控制在0.2-0.4L；检查柱温、进样温度和检测温度等参数设定是否正确；进样时注射器要垂直插入密封垫，快速注入样品，并迅速拔出注射器，同时开始采集数据。l 确定样品中各组分的出峰顺序l 分别求出甲苯和对二甲苯相对于苯的定量校正因子五、结果处理五、结果处理计算方法：以甲苯为例l 分别求出混合样品中各组分的含量1.简要说明气相色谱法的特点和主要应用范围。简要说明气相色谱法的特点和主要应用范围。2.影响氢火焰离子化检测器灵敏度的主要因素有哪些？影响氢火焰离

15、子化检测器灵敏度的主要因素有哪些？3.简述毛细管气相色谱法的主要优点。简述毛细管气相色谱法的主要优点。六、思考题六、思考题七、实验延伸七、实验延伸u金属有机骨架（MOF）是一种重要的多孔材料，可用于气体吸附和分离、催化等领域。利用MOF作为气相色谱固定相用于化合物的分离和分析测定是当前研究热点之一。u气相色谱法不仅可以用于复杂组分分析，还可用于多孔材料的性能表征。我院赵景婵教授和王惠教授分别用气相色谱法评价活性炭和储氢材料的吸附性能。参考文献参考文献 1.张张剑剑荣荣，于于晓晓冬冬，屠屠一一峰峰，仪仪器器分分析析实实验验(第第二二版版)，科科学学出版社出版社.2009 2.孙孙毓毓庆庆主主编编，现现代代色色谱谱法法及及其其在在医医药药中中的的应应用用，人人民民卫卫生生出版社，出版社，1998