气相色谱归一化法定量分析

气相色谱归一化法定量分析

一、实验目的

1.掌握气相色谱中利用保留值定性及校正面积归一化法定量的分析方法。

2.理解相对校正因子的意义及测定方法。

3.熟悉岛津GC-14C型气相色谱仪的使用，掌握微量注射器进样技术。

二、实验原理

气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定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。

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，即可确定未知物为何种物质。

气相色谱的定量分析方法有归一化法、内标法和外标法等，其中归一化法定量准确，但它要求样品中所有组分均出峰，而且在实际应用中，由于各组分在检测器上的响应不同，因此不能用单一组分峰面积占各组分峰面积的总和之比值来确定各组分含量。为了使各组分的峰面积能相互比较，必须先确定各组分单位量所得峰面积的相互比例关系，具体操作时可选用某一标准组分s的绝对校正因子fs’作为相对标准，按 计算待测试样的相对校正因子fi，而在操作条件保持不变的前提下，在一定范围内存在如下关系式： ，据此式可计算试样的绝对校正因子fi’。

三、实验仪器及试剂

1.仪器：GC-14C气相色谱仪（日本岛津）；FID检测器；毛细管柱:DB-5(30m×0.25mm×0.25μm)，1μL微量进样器

2.试剂：正己烷（AR），环己烷（AR），甲苯 （AR）,丙酮（AR），高纯N2，高纯H2，高纯O2

四、实验步骤

1.开机

（1）开载气并设定相关参数

逆时针旋转打开载气（氮气）钢瓶主阀，调节钢瓶减压阀至0.5-0.6MPa；

调节气相色谱仪的载气压力调节器（流量控制器上层右二位的P表）使压力达到200Kpa；调节载气压力调节器（流量控制器下层右二位的P表）至120Kpa左右；

按上述条件通15分钟氮气后打开仪器主机。

（2）打开气相色谱仪右下方的主机开关，仪器自检。

（3）打开电脑主机，鼠标双击电脑桌面上【Clarity Shimadzu】图标，启动色谱工作站，实现工作站与仪器的联机。

（4）根据色谱柱类型在仪器主机面板上选择分流/不分流模式。本次实验具体操作：按主机面板上SPL按键，选择分流模式（选择SPL选项），然后在主机面板右下方调节SPLIT旋钮使分流流量达到40ml/min，调节PURGE旋钮使隔垫吹扫流量达到10ml/min。

2.建立方法文件

（1）温度条件设定

点击工作站主界面中【方法设置】图标，弹出相应窗口，根据实验需要分别设定相关部件温度。色谱柱温度（COL）：90℃、进样口或气化室温度(INJ)：120℃、检测器温度（DET）：120℃、辅助设备温度（AUX1）：100℃，设定完毕后点击【应用】，仪器开始升温。（注：此步也可在主机面板上完成）

（2）样品信息登记

点击工作站主界面中【单次分析】图标，弹出相应窗口，设定样品ID，样品名，色谱图文件名等信息。

3.开启检测器

待色谱柱、进样口、检测器温度升温到设定温度时，仪器主机右侧面板上ready灯亮。

分别打开氢气和氧气钢瓶主阀和减压阀，用肥皂或洗衣粉水于钢瓶接口处检查是否漏气。

调节气相色谱仪的氢气压力调节器（流量控制器上层左二位的表）使压力达到60Kpa；

调节气相色谱仪的空气压力调节器（流量控制器上层左一位的表）使压力达到50Kpa；

按住空气压力调节器左上方按钮，同时用点火器对准收集器顶端点火，并确认是否点着火。

4.进样采集数据

点击工作站主界面中【分析监测窗口】图标，实时监控分析过程，查看仪器基线状况和出峰情况。

待基线平稳后，用微量进样器于进样口处注入样品，然后迅速按下气相色谱仪主机面板上的start键，仪器开始采集数据。

等待测样品出峰完毕后，点实时监控界面左上部【停止采集】图标，工作站自动切换到采集到的色谱图文件窗口，在此窗口内可查看保留时间，峰面积等实验数据。

5.测试

（1）定性分析：仪器基线稳定后，在完全相同的仪器条件下用微量注射器分别进正己烷、环己烷、甲苯纯试剂各0.2μL，每个纯样分别进针三次，记录图谱得到三个样品保留时间。

（2）校正因子确定：进0.2μL混合已知样品（按体积比1:1:1混合），记录色谱数据（保留时间，峰面积）。

（3）未知样测定：进0.2μL混合未知样品，记录色谱数据（保留时间，峰面积）。

6.关机

（1）关闭氢气及氧气钢瓶主阀。

（2）分别设定进样口，检测器及柱温箱温度为室温进行仪器的降温。

（3）待上述温度达到设定值时，关闭工作站窗口，关闭气相色谱仪主机电源。

（4）过30min关闭氮气气瓶主阀。

五、数据处理

分别计算三个纯样的平均保留时间；识别混合样中的各色谱峰，并以正己烷为计算校正因子的标准品，根据混合已知样品的峰面积分别计算环己烷与甲苯的相对校正因子；采用校正面积归一化法计算混合未知样品中甲苯、正己烷、环己烷的体积百分含量。

六、思考题：

1.进样量准确与否是否会影响归一化法的分析结果？

2.能否从理论上解释本实验各个样品的出峰顺序？

附录

一、岛津GC-14C的流量控制器示意图

流量控制器位于GC-14C主机顶部，可调节载气（P或M表）、氢气（H2表）、空气（Air表）的压力，通过压力调节实现气体流量控制。

二、岛津GC-14C的进样口

三、岛津Clarity工作站主界面窗口简介

岛津Clarity 工作站 窗口用于所连接的色谱仪的分析检测和计算。窗口包括信息表, 状态栏和分析过程图标。可以通过点击窗口中的图标或下拉菜单中的命令显示色谱仪需要使用的功能。

四、手动进样操作注意事项

1.每次用注射器取样前先用丙酮洗2-3次，再用被测试样润洗2-3次，以减少残余物质的存在引起的误差。

2.所取试样不能有气泡。

3.进样时，要求注射器垂直于进样口，左手扶着针头以防弯曲，右手拿注射器，右手食指卡在注射器芯子和注射管的交界处，以避免当进针到气路中由于载气压力较高把芯子顶出。

4.进样时，要求操作稳当、连贯、迅速，进针位置及速度，针尖停留和拔出速度都会影响进样重现性。微量注射器进样操作手法示意图如下：

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/fb459f45094e767f5acfa1c7aa00b52acfc79c0d.html