气相色谱法分析混合物样品中的苯和甲苯

课程名称： 仪器分析实验 实验项目：气相色谱法分析混合物

样品中的苯和甲苯

气相色谱法分析混合物样品中的苯和甲苯

一、 实验目的： 二、 实验原理：

气相色谱法（gas chromatography 简称GC）是色谱法的一种。色谱法是一种分离技术。试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。

气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器，被检测，在记录器上绘制出各组份的色谱峰——流出曲线。在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。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。测量峰高或峰面积，采用外标法、内标法或归一化法，可确定待测组分的质量分数。

混合物的分离与定量分析涉及到色谱峰的确定和定量方式 选择两个方面。前者属于色谱定性分析，后者为定量分析。在确定的实验条件下，每种物质都有一定的保留时间，因此，在相同的实验条件下，分别测定纯物质和样品各组分的保留值，将两者进行对比，就可确定各组分的种类。

调整保留时间=保留时间-死时间 分配系数 K=

组分在固定相中的浓度；

组分在流动相中的浓度一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢。 试样一定时，K主要取决于固定相的性质，每个组分在各种固定相中的分配系数不同。

本实验采用归一化法，即分别求出样品中所有组分的峰面积Ai和校正因子fi，然后按下式计算各组分的百分含量:

Aifi100%AifiiWi/% =

峰面积Ai由电脑积分求得 校正因子fi由下式求得：

fi=qi/Ai

实际上都采用相对校正因子f’i，可以直接测量，亦从手册中查得： （重量校正因子的文献值是苯：0.780；甲苯：0.794；乙苯：0.818）

归一化法简便、准确；进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。 三、实验仪器及试剂 1．仪器设备

典型气相色谱仪由以下五大系统组成：气路系统、进样系统、色谱分离系统、温度控制系统、检测系统、数据处理及其它辅助部件等构成 。

2．气体：高纯H2 (99.999%)；干燥空气；高纯N2 (99.999%)。 3．药品：苯、甲苯、乙苯、混合物。

四、实验步骤

1．配制标准溶液：分别取配制4个不同浓度的混合标准溶液（A1、A2、A3、A4）。 2. 设置最佳分离条件：

进样口温度：250C，进样方式：分流（50:1）;进样量：1ul；恒流方式；柱流量1.0ul/min；升温程序：50C（2min）-20C（2min）-110C（0.5min；）;j检测器温度：250C；尾吹气流量：30ml/min，空气流量：300ml/min。 3． 苯和甲苯的定性分析

在最佳分离条件下，用10ul微量注射器，分别注射1.0ul的苯和甲苯的标准溶液，确定苯和甲苯的峰。 4. 苯和甲苯的定量分析

在最佳分离条件下，用10ul微量注射器，分别注射1.0ul A1、A2、A3、A4的标准溶液，再分别测定苯和甲苯的峰面积，一峰面积对浓度作图，作出工作曲线。

在最佳分离条件下，用10ul微量注射器，分别注射1.0ul试样。根据峰面积在工作曲线上查出苯和甲苯待测溶液的浓度，并计算出苯和甲苯的含量。

五、数据处理（工作曲线图等见最后一页）

1. 从色谱图中读出各峰的保留值，比较格纯试剂与混合物中的保留值，确定各峰是什么物质。 由色谱图得：（定性）

苯： t=2.058min

甲苯： t=2.299min

七、结果与讨论：

1、进样量准确与否是否会影响归一化法的分析结果？

答：归一化法进样量无需准确，它所依据的是：

即无论进样量如何变化，都求的是各组分在混合物中的比例关系，最后都内化为1，因此进样量无需准确。

2、能否从理论上解释本实验的出峰顺序？

答：本实验采用的气相色谱，按照流动相和固定相的极性对色谱分类，为正向色谱。苯、甲苯、乙苯的极性顺序为：苯＜甲苯＜乙苯，依据“相似相溶”的原理可知，这三种物质的分配系数的关系也为：苯＜甲苯＜乙苯。因此，苯最先出峰、其次是甲苯、最后是乙苯。

3．气相色谱法有哪几种定量分析方法? 定量方法可分以下三种：

 1、内标准法 取标准被测成分，按依次增加或减少的已知阶段量，各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中，调制标准溶液。分别取此标准液的一定量注入色谱柱，根据色谱图取标准被测成分的峰面积和峰高和内标物质的峰面积和峰高的比例为纵座标，取标准被测成分量和内标物质量之比，或标准被测成分量为横坐标，制成标准曲线。

 然后按单体中所规定的方法调制试样液。在调制试样液时，预先加入与调制标准液时等量的内标物质。然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱，求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比，再按标准曲线求出被测成分的含量。

 所用的内标物质，应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。

 2、绝对标准曲线法 取标准被测成分 按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵座标，而以标准被测成分的含量为横坐标，制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件作出色谱，求出被测成分的峰面积和峰高，再按标准曲线求出被测成分的含量。

3、峰面积百分率法 以色谱中所得各种成分的峰面积的总和为100，按各成分的峰面积总和之比，求出各成分的组成比率

4.误差分析：

1.有可能用丙酮洗微量注射器后没有用试样润洗，有丙酮存在，影响测量结果。

2.进样速度慢，引起误差。

3.参数设定不好导致分离效果不明显，而导致测量结果出现偏差。

4.每次用试样润洗没有将残余物质洗净，引起误差。 5．使用祝商琪进样时要注意那些问题？

答：a. 每次用注射器取样前先用丙酮洗2-3次，再用该试样润洗2-3次，以减少残余物质的存在引起的误差。 b. 所取试样不能有气泡。

c. 注射器要慢慢插入，以避免损坏注射器。 d. 进样时速度要快。