气相色谱法基本参数测定及定量分析
气相色谱分析法-定性定量分析
利用保留值定性（3）
色谱操作条件不稳定时的定性 相对保留值定性：相对保留值只受柱温和固定相性质的影响， 而柱长、固定相的填充情况和载气的流速均不影响相对保留 值的大小。 用已知标准物增加峰高法定性：在得到未知样品的色谱图后， 在未知样品中加入一定量的已知标准物质，然后在同样的色 谱条件下，作已知标准物质的未知样品的色谱图。对比这两 张色谱图，哪个峰增高了，则说明该峰就是加入的已知纯物 质的色谱峰。
f 'i f ' S 分别为组分i和内标物S的质量校正因子
Ai、AS分别为组分i和内标物S的峰面积
问题：内标法中，如以内标物为基准，则其相应 计算公式如何？ 提示：此时 f ' S ＝1.0。
内标物的选择
内标物应是试样中不存在的纯物质； 内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标物的色谱峰 与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离； 内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应； 内标物加入量应接近待测组分含量。
一般来说，对浓度型检测器，常用峰高定量；对质量型检测器， 常用峰面积定量。
校正因子
校正因子分为相对校正因子和绝对校正因子。 绝对校正因子：表示单位峰面积或单位峰高所代表的物质质量。
mi fi = Ai
或
f i(h)
mi = hi
绝对校正因子的测定一方面要准确知道进入检测器的组分的 量mi，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，并要求严格控制色 谱操作条件，这在实际工作中是有一定的困难的。
答：没有。由测定过程和计算公式我们可以发现，进样量的大小不影 响最终的测定结果。
内标法应用实例：甲苯试剂纯度的测定
标准溶液和试样溶液的配制 标准溶液的配制 甲苯试样溶液的配制 相对校正因子的测定 仪器开机、点火、调试； 标准溶液的分析 相对校正因子的计算： 甲苯试样中甲苯含量的测定 甲苯试样溶液的分析
气相色谱法实验报告
气相色谱定性和定量分析实验报告班级 姓名 学号： 成绩：一、实验目的1.熟悉气相色谱仪的工作原理及操作流程；2.能够根据保留值对物质进行定性分析；3.能够对物质进行定量分析二、实验原理气相色谱法是一种用以分离、分析多组分混合物极有效的分析方法。
它是基于被测组分在两相间的分配系数不同，从而达到相互分离的目的。
在混合物分离以后，利用已知物保留值对各色谱峰进行定性是色谱法中最常用的一种定性方法。
它的依据是在相同的色谱条件下，同一物质具有相同的保留值，利用已知物的保留时间与未知组分的保留时间进行对照时，若两者的保留时间相同，则认为是相同的化合物。
气相色谱法分离分析醇系物的基本原理是基于醇系物中各组分在气相和固相两相间分配系数的不同。
当试样流经色谱柱时被相互分离，被分离组分依次通过检测器时，浓度(或质量)信号被转换为电信号输出到记录仪，获得醇系物的色谱流出曲线(如图1)，完全分离时，可依据流出曲线上各组分对应的色谱峰面积进行定量。
色谱分析的定性方法有多种，当色谱条件固定且完全分离时，采用将未知物的保留值与已知纯试剂(标样)的保留值相对照的方法定性较为简单，两者相同或相近即为同一物质。
实际测定可采用相对保留值is r 代替保留值进行定性分析。
MRs M Ri Rs Ri is t t t t t t r --=='' 式中：t ’Ri ——被测组分的调整保留时间t ’Rs ——标准物质的调整保留时间t Ri ——被测组分保留时间t Rs ——标准物质的保留时间(热导池检测器的标准物质一般指定为:苯)t M ——死时间常用的色谱定量方法有归一化法、外标法、内标法。
归一化法是将样品中的所有色谱峰的面积之和除某个色谱峰的面积，即得色谱峰相应组分在混合物中的含量。
100%⨯=总峰面积的峰面积组分组分A A 但实际上相同质量的各组分所产生的信号峰面积并不完全相等，这样在计算时引入相对校正因子f ’is ，此时组分的含量表示为：%100332211⨯++++=nsn s s s is i i f A f A f A f A f A W 三、实验仪器及试剂仪器：GC7900气相色谱（TCD 检测器）、分析天平、1μL 微量进样器 试剂：甲醇（色谱纯）、乙醇（色谱纯）、异丙醇（色谱纯）、正丙醇（色谱纯）、乙酸甲酯（色谱纯）、高纯氮气（纯度为99.995%）四、实验步骤1、打开载气，设置载气流量;2、打开气相色谱电源开关，设置柱箱温度、进样器温度、检测器温度以及桥电流;3、打开电脑，打开工作站，查看基线，待基线稳定后开始注样;4、分别慢慢抽取适量乙醇和醇系物样品，快速排到滤纸上，针尖向上将气泡排出，0.2μL 和0.4μL 溶液，快速进样;5、改变柱温、桥电流、流速，取醇系物样品进样，出谱图;6、定量分析法进样;7、打开控制面板，将桥电流调为0,关闭工作站，关闭气相色谱开关;8、关闭气源，实验结束。
气相色谱定性和定量分析
气相色谱定性和定量分析一、目的要求1. 学习利用保留值和相对保留值进行色谱对照的定性方法。
2. 学习利用外标法进行定量分析。
3. 熟悉色谱仪器操作。
二、基本原理各种物质在一定的色谱条件(一定的固定相与操作条件等)下有各自确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标。
对于较简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为巳知，它们的色谱峰均能分开，则町将各个色谱峰的保留值与各相应的标准样品在同一条件下所得的保留值进行对照比较，就能确定各色谱峰所代表的物质，这就是纯物质对照法定性的原理。
该法是气相色谱分析中最常用的一种定性方法。
以保留值作为定性指标，虽然简便，但由于保留值的测定，受色谱操作条件的影响较大，而相对保留值，仅与所用的固定相和温度有关，不受其它色谱操作条件的影响，因而更适合用于色谱定性分析。
相对保留值r is 定义为：MR M R R R is t t t t t t r s i si --==//式中t M 、t M ’t Rs ’分别为死时间、被测组分i 及标准物质s 的调整保留时间。
还应注意，有些物质在相同的色谱条件下，往往具有相近的甚至相同的保留值，因此在进行具有相近保留值物质的色谱定性分析时，要求使用高柱效的色谱柱，以提高分离效率，并且采用双柱法(即分别在两根具有不同极性的色谱柱上测定保留值)。
在没有已知标准样品可作对照的情况下，可借助于保留指数 (Kov átts 指数)文献值进行定性分析。
对于组分复杂的混合物，采用更为有效的方法，即与其它鉴定能力强的仪器联用，如气相色谱／质谱，气相色谱／红外吸收光谱联用等手段进行定性分析。
三、仪器及试剂1．仪器气相色谱仪（岛津GC—17A）；氮气钢瓶、氢气钢瓶；空气压缩机；氢火焰检测器；色谱柱；微量进样器2．试剂①苯、甲苯、正己烷（分析纯）；②含苯、甲苯、正己烷的混合物四、实验条件1．毛细管色谱柱： DB－1型 0.25㎜×30m 非极性柱75 Kpa2．载气： N23．燃气： H60Kpa24．助燃气：空气 50Kpa五、实验步骤1.据实验条件，将色谱仪按仪器操作步骤调节至可进样状态，待仪器上的电路和气路系统达到平衡，色谱工作站屏幕上显示基线平直时，即可进样。
色谱定量的依据和方法详解
色谱定量的依据和方法详解一、色谱定量两大依据以气相色谱为例，气相色谱是用峰面积或者峰高来定量的。
依据如下：1、最重要的第一条，就是检测器的线性响应关系。
在所有的色谱检测器中，除了FPD之外，所有的检测器都遵从线性响应，也就是说m=KS。
这里m指单位时间内到达检测器的待测物质的量（包括质量或物质的量），K表示线性响应系数，S表示检测器响应信号的值。
也就是说，检测器响应信号的大小与单位时间到达检测器的被测物质的总量成正比。
当然我们也知道，这个关系是有范围的，match量太大或者太小，都会脱离线性。
2、其次就是第二条，就是塔板理论。
塔板理论充分阐述了峰高与进样量之间的关系，或者说他们之间是成正比的。
这个可以参考我对塔板理论的说明。
根据这两条，可以肯定的说，待测物质的峰高与待测物的进样总量成正比。
或者利用微积分可以推断出，待测物质的峰面积和待测物的进样总量成正比。
既然峰高和峰面积都与进样总量成正比，为什么我们喜欢用峰面积，而不是更简单的峰高呢？这个问题也很简单，因为塔板理论不完全正确，峰形经常不完全满足正态分布，所以峰高的代表性不足。
什么时候峰高能够有良好的代表性？很明显，峰形良好而且对称，成良好的正态分布曲线形状的时候。
或者说峰形尖锐且对称的时候。
色谱峰经常拖尾，所以用峰面积定量就可以了，峰面积绝大多数情形下，都具有很好的代表性。
但是在检测器超载，或者模数转换器超载，或者峰面积积分不准，或者进样代表性不足的时候，以及一些其他特殊情形下，用峰面积也不能得到正确结果。
但无论如何，用峰面积定量，已经是我们可能的最准确方法了。
二、色谱定量方法色谱定量方法共四种：外标法、归一化法、内标法、内加法（标准加入法）。
再细分归一化法还可以分为百分比法，带校正因子的归一化法，部分归一化法等。
在这些定量方法中，百分比法和外标法最简单，内加法最麻烦。
下面讲解这些方法各自适合的情况。
1、归一化法把所有出峰的组分含量之和按100%计的定量方法，称为归一化法。
气相色谱的定性与定量分析实验
气相色谱的定性与定量分析一、 实验目的：1、 学习计算色谱峰的分享度2、 掌握根据纯物质的保留值进行定性分析3、 掌握用归一化法定量测定混合物各组分的含量4、 学习气相色谱信的使用方法二、 方法原理1、 柱效能的测定：色谱柱的分享效能，主要由柱效和分离度来衡量。
柱效率是以样品中验证分离组分的保留值用峰宽来计算的理论塔板数或塔板高度表示的。
22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=bR RW t W t n 理论塔板数： nL H =理论塔板高度： 式中R t 为保留值（S 或mm ）：21W 为半峰宽（S 或mm ）：b W 为峰底宽（S 或mm ）：L 为柱长（cm ）。
理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。
但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。
分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，对一个混合试样成功的分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。
分离度R 的计算方法是：）（）（22112112W W t t R R R +-=或 2112)(2B b R R W W t t R +-=分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R 值达到1.5时，可以认为两组分完全分开。
2、 样品的定性：用纯物质的保留值对照定性。
在一个确定的色谱条件下，每一个物质都有一个确定的保留值，所以在相同条件下，未知物的保留值和已知物的保留值相同时，就可以认为未知物即是用于对照的已知纯物质。
但是，有不少物质在同一条件下可能有非常相近的而不容易察觉差异的保留值，所以，当样品组分未知时，仅用纯物质的保留值与样品的组分的保留值对照定性是困难的。
这种情况，需用两根不同的极性的柱子或两种以上不同极性固定液配成的柱子，对于一些组成基本上可以估计的样品，那么准备这样一些纯物质，在同样的色谱条件下，以纯物质的保留时间对照，用来判断其色谱峰属于什么组分是一种简单而行方便的定性方法。
气相色谱的定性分析方法
fm'
Ms Mi
(3)、相对响应值
相对响应值是物质 i 与标准物质 S 的响应值(灵敏度)
之比，单位相同时，与校正因子互为倒数，即
Si
1 fi
和只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操
作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无关，不受
操作条件的影响，因而具有一定的通用性，是一个能
二、气相色谱的定量分析方法
定量分析就是要确定样品中组分的准确含量。气相 色谱的定量分析与大多数的仪器分析方法一样，是一 种相对定量方法，而不是绝对定量方法。
气相色谱定量分析的依据是：在一定的条件下，被
测谱本组峰公分的式峰为i 通面：过积检A测i 成器正的比数。量因(或此浓气度相)色w谱i定与量该分组析分的色基 W i = fi Ai 析再必用式须适中测当的量的f 其 定i称峰量为面计组积算分方A的法i校和，正确将因定色子组谱。分峰由的面式校积可正换知因算，子为定f试量i ，样分
的组分的量 mi ，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，
并要求严格控制色谱操作条件，这在实际工作中有一 定困难。因此，实际测量中通常不采用绝对校正因子， 而采用相对校正因子。
(2)、相对校正因子
相对校正因子是指组分 i 与另一标准物 S 的绝
对校正因子之比，用表示：
fi'
fi fs
mi / Ai ms / As
中组分的含量。
1、峰面积的测量
在使用积分仪和色谱工作站测量蜂高和峰面积时，仪器可根据 人为设定积分参数(半峰宽、峰高和最小峰面积等)和基线来计算 每个色谱峰的峰高和峰面积。然后直接打印出峰高和峰面积的结 果，以供定量计算使用。
当使用一般的记录仪记录色谱峰时，则需要用手工测量的方法 对色谱峰和峰面积进行测量。虽然目前已很少采用手工测量法去 测量色谱峰的峰高和峰面积。但是了解手工测量色谱峰峰高和峰 面积的方法对理解积分仪和色谱工作站的工作原理及各种积分参 数的设定是大有裨益的。所以，以下简单介绍两种常用的手工测 量法。
气相色谱定量分析报告详解
气相色谱定量分析1.常用的气相定量分析方法1. 归一化法归一化法是常用的一种简便、准确的定量方法。
使用这种方法的条件是样品中所有组分都出峰，将所有出峰组分的含量之和按100%计，当测量参数为面积时，计算式如下：（10）式中i的百分含量；i的校正因子；i的峰面积。
如果测量参数为峰高，计算式如下：（11）式中i的峰高校正因子；i的峰高。
如果样品中组分是同分异构体或同系物，若已知校正因子近似相等，就可以不用校正因子，将面积直接归一化，即可按下式计算：（12）或（13）归一化定量的优点是方法准确，进样量的多少与结果武官，仪器与操作条件对结果影响小。
缺点是某些组分在所用检测器上可能不出峰，如H2O在氢焰离子化检测器上等；样品中含有沸点高，出峰很慢的组分（如果用其它定量方法，可用反吹法除去），不需定量的个别组分可能分离不好，重叠在一起，影响面积的测量，使其应用受到一定程度的限制。
在使用选择性检测器时，一般不用该法定量。
2. 标法当分析样品不能全部出峰，不能用归一化法定量时，可考虑用标法定量。
方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为欲测组分的参比物，在此称为标物。
加入一定量的标物，根据被测物和标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比按下式求组分的含量。
（14）式中i的含量；i的峰面积；对标物的要：不能与样品或固定相发生反应；能与样品完全互溶；与样品组分很好的分离，又比较接近；加入标的量要接近被测组分的含量；要准确称量。
如果用峰高作为测量参数，上式也可将面积改为峰高，将面积校正因子改为峰高校正因子进行定量。
标法定量也比较准确，而且不象归一化法有使用上的限制。
主要缺点是：每次需要用分析天平准确称量标和样品，日常分析使用很不方便，样品中多了一个标物，显然对分离的要求更高些。
3. 外标法外标法又称校正曲线法。
用已知纯样品配成不同浓度的标准样进行试验，测量各种浓度下对应的峰高或峰面积，绘制响应信号-百分含量标准曲线。
分析时，进入同样体积的分析样品，从色谱图上测出面积或峰高，从校正曲线上查出其百分含量。
【气相色谱定量分析方法】
【气相色谱定量分析方法】一、归一化法当试样中所有组分都能流出色谱柱，且在色谱图上都显示色谱峰时，建议你用归一化法计算组分含量。
所谓归一化法是以样品中被测组分经校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分经校正过的峰面积（或峰高）之和的比例来表示样品中各组分的含量的定量方法。
设试样中有几个组分，各组分的质量分别为m1、m2……m n在一定条件下测得各组分峰面积分别为A1、A2、……A n，则组分i的质量分数W i可按下式计算：式中各组分的校正因子均采用相对质量校正因子。
若试样中组分是同分异构体或同系物，各组分f<’值很接近，可以不用校正因子，将面积直接归一化，这样式5-28可简化为：（5-29）当色谱峰狭窄，峰形对称，操作条件稳定，各组分色谱半峰宽不变时，建议你用峰高归一化法计算组分含量，即：（5-30）式中f i'(h)为峰高校正因子，必须自行测定，测定方法与峰面积校正因子相同。
归一化法简便、准确，进样量的多少与测定结果无关，操作条件的变化对结果影响也较小，但如果试样中的组分不能全部出峰，则不能采用这种方法。
二、内标法若试样中所有组分不能全部出峰；或只要求测定试样中某个或某几个组分的情况时，你可以考虑采用内标法定量。
所谓内标法就是将一定量选定的标准物（称内标物S）加入到一定量试样中，混合均匀后，在一定操作条件下注入色谱仪，出峰后分别测量组分i和内标物S的峰面积（或峰高），按下式计算组分i的含量。
（5-31）式中、分别为组分i和内标物S的质量校正因子；A i、A s分别为组分i 和内标物S的峰面积。
也可以用峰高代替面积，则：(5-32)式中、分别为组分i和内标物S的峰高校正因子。
内标法中，常以内标物为基准，即=1.0则式5-31可以写为：(5-33)式（5-32）可改为：(5-34)内标法的关键是选择合适的内标物，对于内标物的要求是：１．应是试样中不存在的纯物质；２．内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标物的色谱峰与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离；３．内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应；４．内标物加入量应接近待测组分含量。
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二、气相色谱仪流程图及1102G气相 气相色谱仪流程图及1102G 1102G气相 色谱仪
三、仪器使用步骤
1.开启载气钢瓶（N2或H2调至 开启载气钢瓶（ 调至6kg/cm2, 用仪器面板上减压阀调节柱前压力 开启载气钢瓶 左右，以主机稳压调节所需气体流量为20ml/分。 为0.2-0.3kg/cm2左右，以主机稳压调节所需气体流量为 分 2.打开主机电源。 打开主机电源。 打开主机电源 3.开启温控器电源，调节气化室加热器，控制气化温度为120度，调节柱温 开启温控器电源，调节气化室加热器，控制气化温度为 开启温控器电源 度 调节器，使色谱室温度为 度 调节器，使色谱室温度为80度。 4.开启热导检测器电源，转动热导池电流调节旋钮，调节电流在120mA， 开启热导检测器电源，转动热导池电流调节旋钮，调节电流在 开启热导检测器电源 ， 不可以调的太大，否则容易烧坏钨丝。 不可以调的太大，否则容易烧坏钨丝。 5.半小时后开启记录仪，衰减器置于1/1位置，调节平衡和调零电位器，使 半小时后开启记录仪，衰减器置于 位置 调节平衡和调零电位器， 位置， 半小时后开启记录仪 记录仪针在零点附近，待基线走稳后进样。 记录仪针在零点附近，待基线走稳后进样。 6.进样前进一步检查温度是否在所需控制的温度点上。 进样前进一步检查温度是否在所需控制的温度点上。 进样前进一步检查温度是否在所需控制的温度点上 7.仪器使用完后应将各种开关复位，将恒温室门打开，让其冷却，再关总 仪器使用完后应将各种开关复位，将恒温室门打开，让其冷却， 仪器使用完后应将各种开关复位 电源和载气。 电源和载气。
四、实验过程
1.仪器药品 仪器药品
1102G气相色谱仪，秒表，微量注射器，苯（分析纯），环己烷（分 气相色谱仪，秒表，微量注射器， 气相色谱仪 分析纯），环己烷（ ），环己烷 析纯） 析纯） 2.基本参数测量 基本参数测量 a.保留时间、保留体积 保留时间、 保留时间 用微量注射器移取0.25微升纯苯，快速进样，同时揿下秒表记录苯的 微升纯苯，快速进样， 用微量注射器移取 微升纯苯 流出时间，即苯的保留时间 重复两次 重复两次。 流出时间，即苯的保留时间tR,重复两次。 微升的进样器吸取50微升的空气后 用100微升的进样器吸取 微升的空气后，快速进样，记下空气峰的 微升的进样器吸取 微升的空气后，快速进样， 时间t 即死时间。 时间 M，即死时间。 计算校正保留时间t 和校正保留体积V 计算校正保留时间 R’和校正保留体积 R’
SG =
u2FCAi u1mg
(mv,ml/mg)
其中u2为记录仪灵敏度（mv/cm),u1为记录仪走纸速率（cm/分）， 其中 为记录仪灵敏度（ 为记录仪走纸速率（ 分 Fc为柱后流速（ml/分）， i为组分的色谱峰面积（cm2),mg为进入检 为柱后流速（ 分），A 为组分的色谱峰面积（ 为柱后流速 为进入检 测器的样Wi=
A1f1 ' +A2f2 ' + ……+Anfn' fi’ 环己烷＝0.735， fi’ 苯＝0.780 环己烷＝ ，
×100
气相色谱法基本参数测定 及定量分析
一、原理
气相色谱法是利用气化后各试样组分在色谱柱中 气相和固定相中的分配系数不同， 气相和固定相中的分配系数不同，使组分在两相中进 行反复多次的分配。 行反复多次的分配。由于固定相对组分的吸附和溶解 能力不同，造成各组分的流动速度不一样， 能力不同，造成各组分的流动速度不一样，经过一定 长度的柱子后，达到彼此分离，相继流出色谱柱， 长度的柱子后，达到彼此分离，相继流出色谱柱，进 入检测器，记录仪将检测信号绘制出谱图， 入检测器，记录仪将检测信号绘制出谱图，据此进行 定性和定量分析。 定性和定量分析。
tR’ ＝ tR－tM
VR’= tR’ Fc
b.半峰宽和理论塔板数 半峰宽和理论塔板数
在记录纸走速一定时，进一定量的苯，用尺子量出峰高 ， 在记录纸走速一定时，进一定量的苯，用尺子量出峰高h，并测量峰 高一半处的峰宽值，即半峰宽△ 通过下式得到理论踏板数 通过下式得到理论踏板数n: 高一半处的峰宽值，即半峰宽△1/2,通过下式得到理论踏板数 n = 5.54(tR/ △1/2)2 C.热导池检测器的灵敏度 C.热导池检测器的灵敏度 热导池检测器是浓度型检测器，可以将实验得到的各项带入下式： 热导池检测器是浓度型检测器，可以将实验得到的各项带入下式：
3.定量测定 归一法） 3.定量测定(归一法） 定量测定(
用微量注射器吸取0.5ul的苯和环己烷的混合样品，由进样口收速注入， 的苯和环己烷的混合样品，由进样口收速注入， 用微量注射器吸取 的苯和环己烷的混合样品 按下秒表，分别记下各峰的流出时间 按下秒表，分别记下各峰的流出时间tR1和tR2，求得 R1’和tR2’ ； 再分别吸取 ，求得t 0.20ul纯样品 纯苯，纯环己烷，测得 R苯 ，tR’,tR环 和tR’ 环，根据测定的保 纯样品(纯苯 纯环己烷，测得t 苯 纯样品 纯苯， 留值进行定性，即确定混合样品中对应的色谱峰， 留值进行定性，即确定混合样品中对应的色谱峰，同时确定测量处混合样 品中各组分的峰面积值，查出各种样品的相对重量校正因子 品中各组分的峰面积值，查出各种样品的相对重量校正因子fi . 根据下式 计算各组分的百分含量： 计算各组分的百分含量：