气相色谱实验—01.pptVIP

气相色谱实验 浙江大学 化学系 陈关喜 guanxi@zju.edu.cn 一、本实验的目的 GC法分离丁醇异构体及其含量测定 1．掌握气相色谱仪的基本构成及基本操作 2．掌握色谱柱分离化学物质的原理，以及影响分离度的因素 3．掌握分离度的计算方法 4．掌握气相色谱中保留值定性与内标法定量的分析方法 二、气相色谱仪简介 三、仪器组成 1、载气 气相色谱使用的载气必须是化学惰性的 载气要求非常纯净，必要时还需要现场净化除水、去杂 常用的有：氮气、氦气、氩气、氢气、二氧化碳 载气的选择主要考虑与检测器的类型匹配 2、进样口 “瞬间”进样 微量进样器 温度比难挥发组分的沸点高50℃以上 填充色谱柱进样量为0.1 ~ 20 μL 毛细管色谱柱 10-3 ~ 10-2 μL 3、色谱柱 填充柱 化学惰性、规格均一的填料 填料表面均匀涂覆液态的固定相 大多数填充柱长度为1.5 ~ 10m，内径2 ~ 4 mm 毛细管色谱柱 熔融石英毛细管色谱柱 内径小于1 mm，长度几米~上百米 4、柱温控制 温控误差在0.1℃以内 适宜的柱温为略高于样品的平均沸点 降低柱温，能提高分离度、延长分析所需时间 提高柱温，出峰速度加快、分离度下降 如果样品中各组分沸点相差悬殊，则要采用程序升温方法，兼顾低沸点组分和高沸点组分，得到合适的出峰时间分布 5、检测器 氢火焰离子化检测器(FID) 氢气在空气中燃烧形成氢火焰 有机化合物在该火焰中燃烧，产生离子和电子 火焰的上方附加一个强电场和一个集电极 离子和电子就会在电场作用下定向移动，并在集电极上形成电压差 质量型检测器 灵敏度高、噪音低、线性响应范围宽 构造简单、维护简便、耐用性好 样品彻底烧毁 四、色谱原理 当样品通过进样口汽化进入色谱柱，化合物分子会溶解在固定相，随后在温度、气流作用下再次汽化到流动相，这个过程不断反复，微弱的性质差别被不断累计放大，直至流出色谱柱； 有两种力同时影响组分的分离，即（1）建立在拉乌尔定律基础上的蒸汽压平衡力和（2）组分分子与固定相分子间的作用力，组分最终从柱后流出的次序就是这两种力相互“竞争”的结果。 与固定相亲和力强的化合物，汽化到流动相比较难，流出色谱柱的时间（保留时间Retention time，Rt）也就比较长； 保留时间还取决于蒸汽压和汽化焓，即与沸点密切相关；保留时间受色谱柱温度、流动相速度的影响也很明显。 根据相似相溶的原理，不同极性的色谱柱适合分离相应极性的化合物。 五、分离度 左图是典型的气相色谱图 右图第2、3峰部分重叠 分离度计算： 六、校正因子 f i 校正因子，单位峰面积所代表的某种物质的质量，与物质的性质有关。无法准确测定！！ mi=f iAi f i’ 相对校正因子 七、仪器与试剂 仪器 气相色谱仪：GC-2014日本岛津 色谱柱：Rtx-1，长30m，内径0.25mm，固定液膜厚度0.25μm 载气：氮气 辅助气：氢气、空气 微量注射器：5μL 试剂 分析纯的无水乙醇 ；正丁醇 ；2-丁醇 ；2-甲基-1-丙醇；2-甲基-2-丙醇 定性标定溶液：分别取0.5mL四个丁醇异构体标样于4个10mL容量瓶中，加入无水乙醇定容（实验室提供） 定量标准溶液：学生配制 未知样品溶液：实验室提供，已知正丁醇含量为0.4050g/10mL 八、实验步骤 1、按操作说明书使色谱仪正常运行，并设定一个初步的分析条件 2、配制定量标准溶液：分别取0.5mL四个丁醇异构体标样于同一个10mL容量瓶中，每个标样都需精确称量（精确到0.1mg），加入无水乙醇定容。 3、最佳色谱条件（柱温）的确定：微量注射器取1μL定量混合标准溶液，进样检验该色谱条件的适用性，记录每个柱温（至少三个温度）的出峰情况，计算不同温度下第2、3组分之间的分离度。 4、相对校正因子测定：微量注射器准确量取1μL定量混合标准溶液，在上述最佳色谱条件下进样，重复测定三次，记录保留时间和峰面积，如果发现两者有明显变化，应再重复多次。 5、未知样品测定：微量注射器准确量取1μL未知样品溶液，在上述色谱条件下进样，重复测定三次，记录保留时间和峰面积，如果发现两者有明显变化，应再重复多次。 6、定性标定：微量注射器分别取1μL各异构体的定性标准溶液，在上述色谱条件下测定各异构体的保留时间。 7、关闭氢气、空气，点击System off关机。仪器上的进样口/检测器温度降至100℃ 以下可关闭主机电源并关闭载气、关闭计算机。 九、实验结果与讨