气相色谱法的走性和走量分析

1）实训目标

①掌握根据保留值用已知物对照定性分析方法。

②了解影响保留值的因素及相对质量因子的意义、用途和测定方法。

③掌握色谱定量分析的原理，练习用归一化法定量测定混合物各组分的含量。

2）知识准备

对于待分析化合物分离的要求是气相色谱法定性和定量分析的前提条件，衡量两色谱峰分离程度可用分离度R来表示，即

式中 t R．2，t R．1——两组分的保留时间；

Y1，Y2——两组分的峰底宽。

当R＝1．5时，两组分分离完全；当R＝1．0时，98％的组分分离，此时可满足一般的需求。

色谱定性分析的任务是确定色谱图上每个峰代表什么物质，每个峰的保留值是定性分析的根据。

在一定的色谱条件下，每种物质都有一个确定不变的保留值，所以可作为定性分析的依据。但是不同物质在同一色谱条件下也可能具有近似的或完全相等的保留值，所以在进行定性分析时应小心行事。保留值的确定一般用标准纯样品分别进行测定其保留值。常用的方法有以下两种：

①在相同的色谱条件下，将样品和标准样品分别进行测定其保留值。当其相同时，所对应的就有可能是同一物质。但这种方法对色谱条件的要求要十分稳定。

②在样品中标加入标准纯样品，将混合后所得的色谱图与加入前的色谱图进行比较，相对应的峰高增加了，便有可能是与标准纯试样物质相同。

上面所述待分析物质只是有可能是同标准纯样品一样的物质，也有可能不是。为了进一步确认，可在两根极性相差较大的色谱柱上分别进行测试。若此时所得的保留值相同，则可确认待分析物质与标准试样是同一物质。色谱定量分析的依据是待分析样品中各组分的量与检测器的响应值成正比，即

式中 f A，fb——绝对校正因子。

从上两式可知，响应值A、h和校正因子f的准确测量直接影响色谱定量分析的准确度。现代的色谱仪一般采用自动测量仪器。若采用手工测量，需要进行以下两个步骤：

①测量相应信号A或h。峰高h可用高精度直尺从图谱上直接测量；对于峰面积A，可计算为

式中 Y0．15，Y0．85——峰高0．15和0．85处的峰宽值。

②计算校正因子f。色谱的响应信号除正比于组分的数量外，还与样品的性质有关系，即在相同的条件下数量相等的不同物质产生的信号大小可能不同，所以必须引入比例系数f（称为校正因子），则f＝m／A（m可以是物质的质量、物质的量和体积等物理量；f分别称为质量校正因子、摩尔校正因子和体积校正因子等）。在实际中，一般都采用相对校正因子，它是指组分i与基准分子s的绝对校正因子之比，即

例如，以苯为标准（s），测量物质i的f，有关数据如下：

物质 称重（g）×含量（％）＝实际质量（g） 峰面积／cm

i 12．6553 99．9 12．654 59．66

s 14．9651 92．1 13．78 71．06

则物质i对苯的质量校正因子为

色谱定量分析方法有归一化法、内标法、外标法及指数计算法等方法，视不同的情况而定。归一化法的特点是：简便准确；进样量无须准确；操作条件变化时对结果影响不大。但是，混合物中的所有组分都必须出峰，不能有不流出或不产生信号的组分；必须认出所有峰的面积并且知道其f值。

3）试剂仪器准备

①仪器：GC102型气相色谱仪（配工作站和计算机），进样器，色谱柱（5％DV-101Chromsorb G．HP，100长0．6m，内径2mm，120目）。

②试剂：正十四烷，正己烷，苯，甲苯（均为AR），未知样品混合物。

4）操作步骤

（1）开机

打开电源之前先检查各气路、电路的连接是否正确，并进行下列条件设置：

柱温：100℃

检测器温度：120℃

进样器温度：120℃

载气：H2。

载气流量：20～40m L／min（3．8～4．8圈）

以上条件设定完成后，先打开色谱仪主机总电源（开关位于右侧下方），开启载气钢瓶阀，调节恒压输出。再打开热导池电源（开关位于前面板。注意：不能同时打开TCD和FID电源）。待主机的条件稳定后，调节【电流调节】旋钮，使桥电流指示为100m A。最后开启计算机。

（2）计算机上的操作

①双击【N2000在线工作站】按钮，选择【通道1】（通道2为FID），填写实验信息（可不写）。单击【方法】按钮，设置采样结束时间为5min（计算机默认为60min）；采样结束后，不自动打印报告；文件前缀名改为S；自动减基线。最后单击【采用】按钮。

②单击【积分】按钮，选择面积、归一法（默认的为面积归一法，若有改动，要单击【采用】按钮）。

③单击【谱图显示】按钮。【注释内容】选择【保留时间】；【最大电压显示范围（m V）】改为【-500．00～500．00】，单击【采用】按钮。

④单击【报告编辑】按钮，设置谱图尺寸、报告内容、谱图显示实验信息和页眉／页脚。

⑤单击【仪器条件】按钮，填写有关数据。

⑥单击【数据采集】按钮。用进样器进样（进样时的操作必须正确），进样的同时按下通道1的遥控采集开关。当要结束一次采样时，单击【停止采集】按钮或再次按通道1的遥控开关。最后单击【储存】按钮。此时，可从所得到的谱图中看出各组分的保留时间。

⑦重复⑥步骤，分别进样纯试剂，可得到各组分的保留时间。

⑧单击【谱图显示】按钮，选择【注释内容】中的【峰面积】，单击【采用】按钮。重复⑥步骤，此时所记录的谱图为各组分相对应的峰面积。

（3）数据处理

根据所打印的谱图进行定性分析和定量分析，其中定量分析以苯为基准物质，计算各组分的质量校正因子。

5）问题探究

①在本实验中，相同物质每次进样的保留时间是否一定准确一致？

②根据各组分流出的顺序，试判断色谱柱固定液的性质。