气相色谱法测定酒中甲醇含量

一、 实验目的

1. 掌握用外标法进行色谱定量分析的方法。

2. 了解氢火焰离子检测器的性能和操作方法。

二、 实验原理

气相色谱法是一种高效、 快速而灵敏的分离分析技术， 具有极强的分离效能。 一个混合物样品定量引入合适的色谱系统后， 样品被气化后会在流动相携带下进入色谱柱， 样品中各组分由于各自的性质不同， 在柱内与固定相的作用力大小不同， 导致在柱内的迁移速度不同， 使混合物中的各组分先后离开色谱柱得到分离。 分离后的组分进入检测器， 检测器将物质的浓度或质量信号转换为电信号并输给记录仪或显示器， 得到色谱图。 利用保留值可行性定性分析， 利用峰高或峰面积可进行定量分析。

外标法是在一定的操作条件下， 用纯组分或已知浓度的标准溶液配制一系列不同含量的标准溶液， 准确进样， 并根据色谱图中组分的峰面积 （或峰高） 对组分含量作标准曲线。在相同操作条件下， 依据样品的峰面积 （或峰高）， 从标准曲线上查出其相应含量。 利用气相色谱可检测、 分离白酒中的甲醇含量， 在相同的操作条件下， 分别将等量的试样和含甲醇的标准样进行色谱分析， 由保留时间可确定试样中是否含有甲醇， 比较试样和标准样中甲醇峰的峰面积， 可确定试样中甲醇的含量。

三、 仪器与试剂

仪器： 天美CG－7900气相色谱仪、 氢火焰检测器 （FID）、 色谱工作站、 毛细管柱、10μL微量注射器1支、100m L容量瓶1只、25m L容量瓶5只、5m L吸量管1支。

试剂： 甲醇 （色谱醇）、60％乙醇水溶液 （不含甲醇）。

四、 实验步骤

1. 色谱柱的准备

将内径为0.32mm、 长为30mm、 液膜厚0.5μm的石英毛细管柱安装调试正常。

2. 色谱操作条件

检测器FID， 并且进样口温度为180℃， 检测器温度为200℃， 柱温50℃。

3. 甲醇标准溶液的配制

100m L容量瓶中装有少量60％的乙醇溶液， 然后电子天平上准确称量0.5000g的色谱甲醇于此容量瓶中， 最后用60％的乙醇溶液定容， 此溶液为5g／L的甲醇储备液。

准确吸取标准甲醇储备液1.0m L、2.0m L、3.0m L、4.0m L、5.0m L， 分别置于5个25m L容量瓶中， 用60％乙醇稀释到刻度， 混匀， 分别得到0.2 mg／m L、 0.4 mg／m L、0.6mg／m L、0.8mg／m L、1.0mg／m L的甲醇标准溶液系列。

4.GC－7900气相色谱使用方法

①打开气体发生器， 确认净化器上各开关阀处于全开的位置 （ON）， 等到氮气、 氢气、空气的压力达到相应的值 （30～40min） 后， 打开仪器电源开关， 进入GC－7900工作站，设定进样口温度为180℃、 检测器温度为200℃、 柱温为50℃； 点开对应的检测器信号通道 （FID：1通道）， 等待仪器升温并稳定。

②点火： 查看检测器温度， 等检测器温度达到设定值后， 确认仪器右侧下面气路面板上对应检测器的空气和氢气阀处于全开的位置； 按点火键， 确认所使用的检测器火已点着（看是否有水蒸气产生和基线是否有变化）； 等基线水平后， 依次进样分析。

③实验结束后， 应当先将氢气发生器关闭， 然后把柱箱温度设为30℃， 进样口、 检测器温度设为100℃， 等待降温， 等柱箱温度低于50℃后才能退出软件， 关闭仪器电源开关，再关闭气体发生器。

5. 标准工作曲线的制作

用微量注射器吸取1μL各色谱级甲醇标准溶液注入色谱仪， 获得色谱图， 以保留时间作为对照定性， 确定甲醇色谱峰。

在色谱工作站建立新方法 （面积外标法）， 在确定的色谱条件下， 依次由低到高分别用注射器准确取1μL标准使用液进行分析， 每个浓度点用色谱仪分析3次， 测得它们的峰面积， 再以甲醇平均峰面积为纵坐标Y、 甲醇浓度为横坐标X， 绘制标准工作曲线， 得到线性方程和相关系数。

6. 白酒样品中甲醇含量的测定

在相同色谱条件下， 吸取1μL白酒样品进行分析， 分析结果由色谱工作站直接计算得出； 样品重复测定3次， 取平均值， 便可得到白酒样品中甲醇的含量。

五、 结果计算

①确定样品中测定组分的色谱峰位置。

②按下式计算白酒样品中甲醇的含量：

w＝ws·h／hs

式中，w——白酒样品中甲醇的质量浓度，g·L－1；

ws——标准溶液中甲醇的质量浓度，g·L－1；

h——白酒样品中甲醇的峰高；

hs——标准溶液中甲醇的峰高。

比较h和hs的大小即可判断白酒中甲醇是否超标。

六、 思考题

1. 为什么甲醇标准溶液要以60％乙醇水溶液为溶剂配制？ 配制甲醇标准溶液还需要注意些什么？

2. 外标法定量的特点是什么？ 外标法定量的主要误差来源有哪些？