气相色谱归一化法定量分析(1)
醇系物的气相色谱分析——归一化法定量
江南大学实验报告实验名称 醇系物的气相色谱分析——归一化法定量 一、实验目的1、 了解气—固色谱法的分离原理。
2、 学习归一化法定量的基本原理及测定方法。
3、 掌握色谱分析的基本技术。
二、实验原理气—固色谱法中的固定相是固体吸附剂，其分离是基于吸附剂对各组分气体的吸附能力不同。
目前广泛使用的气—固色谱固定相是以二乙烯基苯作为单体，经悬浮共聚所得的交联多孔聚合物，国产商品牌号为GDX 。
醇系物系指甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等以及这些醇试剂常含有的水分。
用GDX —103做固定相，并使用热导池检测器，在一定操作条件下，可使醇系物中的各组分完全分离。
在一定条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，即Y 1/2∝t R Y 1/2 =b t R A =hY 1/2=hb t R在做相对计算时，比例系数又b 可约去，这样就可用峰高与保留时间的乘积来表示同系物峰面积的大小。
使用归一化法定量，要求试样中的各组分都能得到完全分离，并且在色谱图上应能绘出其色谱峰，计算式为ωi =∑=ni ii ii Af A f 1ωi =∑=ni Rii i Rii i th f t h f 1归一化法的优点是计算简便，测定准确，结果与进样量无关，且操作条件不需严格控制。
但若试样中的组分不能全部出峰，则不能应用此法；若只需测量试样中的一两个组分，应用此法也显得麻烦。
三、仪器和试剂1、仪器：GC—7890Ⅱ气相色谱仪，秒表，微量进样器。
2、试剂：醇系物混合液。
四、实验步骤1、色谱柱的准备2、色谱操作条件（1）色谱柱：内径：4mm，柱长：2m。
（2）固定相：GDX—103，60~80目。
（3）载气：氮气，流速：20 mL/min-1（4）检测器：热导池检测器，桥电流：150A，温度：150℃（5）柱温：100℃（6）气化室温度：150℃（7）纸速：600mm/h-11、2步骤均有实验技术人员完成。
3、混合液进样用微量取样器按规定量进样，同时测定各组分的保留时间。
气相色谱归一化法定量分析(1)
气相色谱归一化法定量分析(1)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和相对保留值进行色谱对照的定性方法2.掌握测定质量校正因子的方法。
3.掌握面积校正归一化法定量的基本原理和测定方法。
4.学习色谱操作技术。
二、实验原理2.1纯物质对照法定性分析各种物质在一定的色谱条件（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。
对于简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为已知且它们的色谱峰均能分开，则可将各个色谱峰的保留值与各相应的标准试样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。
以保留时间作为定性指标，虽然简便，但由于保留时间的测定受载气流速等色谱操作条件的影响较大，可靠性较差；若采用仅与柱温和固定相种类有关而不受其他操作条件影响的相对保留值ris作为指标，则更适合用于色谱定性分析。
相对保留值ris定义为：ris?'''tRit'RS?tRi?tMtRS?tM式中tM,tRi,tRS分别为死时间，被测组分i及标准物质s的调整保留时间；tRi,tRs为被测组分i及标准物质s的保留时间。
校正因子的测量：色谱分析中。
几乎都要用到校正因子。
校正因子有绝对校正因子和相对校正因子。
绝对校正因子fi是指i物质进校量mi与它的峰面积Ai或峰高hi 之比：fi?mim 或fi?i Aihi只有在仪器条件和操作条件严格恒定的情况下，一种物质的绝对校正因子才是稳定值，才有意义。
同时，要准确测定绝对校正因子，还要求有纯物质，并能准确知道进样量mi，所以它的应用受到限制。
相对校正因子是指i物质的绝对校正因子与作为基准的s物质的绝对校正因子之比。
可以表示为：fis?fimiAs ??fsAims测定相对校正因子，只需配制i和s的质量比mims为已知的标样，进样后测出它们的峰面积之比AsAi，即可计算出fis。
气相色谱分析有哪些定性和定量分析的方法
气相色谱分离技术原理当汽化后的试样(Sample)被载气带入色谱柱中运行时，色谱柱中的流动相(Mobile Phase)与固定相(Stationary Phase)之间因各种物质的化学物理特性不同，产生的相互作用大小、强弱术1司，这种作用可以是溶解度，挥发，极性等化学键或者范德华力；组份在两相间经过一定时间的动力学和热力学平衡后，组分在两相间的浓度有所不同，也即该组分对应固定相的分配系数不同，使得各组分被固定相保留的时间不同，彼此分离，随着载气的移动，从而按一定次序由固定相中先后流出，然后进入检测器，产生的讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。
根据出峰位置，确定组分的名称，根据峰面积确定浓度大小。
如下图简示:在这里分配系数K值如下定义：叱组分在固定相中的浓度6组分在流动相中的浓度%•-定温度下，组分的分配系数爪越大，出峰越慢;• 试样一定时，K主要取决「固定相性质；•每个组份在各种固定相上的分配系数X不同；•试样中的各组分;Mi不同的K值是分离的基础；•某组分的技=0时，即不被固定相保留.最先流出;・选择适宜的固定相可改善分离效果。
在色谱分离理论里有两个经典理论：塔板理论和速率理论。
这里面涉及到组分保留时间和色谱峰变宽的问题。
气相色谱分析有哪些定性和定量分析的方法定性主要的：标样对照定性，利用相对保留值定性。
定量：峰面积测量归一法内标法，外标法。
「、气相色谱定性分析■通常利用组分□知的标准物质在相同色谱分析条件卜的色谱峰的保用时间来确定■ •定色i孽件卜*每•种物质都行•-个确定的保留值二、气相色谱定量分析■』（相色谱定廿分析】:要是确定样品中各种组分的相对或绝对含牡，方法有：口归化法口外标法口内标法4.定量方法■常用的定处方法口归一化法口外标法（标准曲线法）口内标准法口标准龙:入法。
有机物的气相色谱定量测定(归一化法)
实验六有机物的气相色谱定量测定(归一化法)一、实验目的(1)掌握气相色谱分析的基本操作和醇系物的分析方法；(2)学习归一化法定量分析的基本原理和测定方法。
二、实验原理把所有出峰组分的含量之和按100％汁的定量方法称归一化法。
使用归一化法定量．要求试样中的所有组分都能得到完全分离．并且在色谱图上能绘出其色谱峰，计算式为：而 m i=f’i A i A i=h i w1/2则在一定条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，因此在作相对计算时，可用h i、t Ri表示峰面积A。
故归一化法的优点是计算简便．定量结果与进样量无关，且操作条件不需严格控制，是常用的一种色谱定量方法，当各组分色谱峰宽窄相差比较悬殊情况下，采用此法较为准确。
该法的缺点是试样中所有组分都必须分离流出，并且得到可测量的信号，其校正因子也均为已知。
本实验通过测定醇系物试样中各组分的h i和t Ri，计算出各组分百分含量。
三、仪器与试剂(1)气相色谱仪(GC-14B) (2)高纯氢气和高纯氮气有(钢瓶) (3)色谱柱：毛细管柱(弱极性) (4)微量进样器0.5μL；(2)甲苯、乙醇 (均为分析纯)四、实验步骤1.操作条件(1)EDT检测器检测温度 135℃柱温 125℃(2)气化温度 145℃(3)模拟样品甲苯、乙醇混合样品，进样量0.01μL2.操作步骤将仪器调整至待测状态后，进样，重复进样两次。
五、数据处理(1)记录实验条件。
(2)测量色谱图上各组分的峰高A i、保留时间t Ri，列表计算。
色谱图中峰序为：乙醇、甲苯。
六、思考题1．色谱归一化法定量有何特点?使用该法应具备什么条件为什么本实验可用该法定量?2．要做好本实验应注意哪些问题? 1.。
气相色谱仪的定性、定量分析
常用峰面积定量被测组分经
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）的总和的比例
来表示样品中各组分含量的定量方法。 当试样中所有组分均能流出色谱柱，且
完全分离，并在检测器上都能产生信号时， 可用归一化法计算组分含量。
4、标准曲线法 标准曲线法也称外标法或直接比较法， 是一种简便、快速的定量方法，具体方法与 分光光度分析中的标准曲线法相似。 优点：绘制好标准工作曲线后测定工作 就变得相当简单，可直接从标准曲线上读出
含量，因此特别适合于大批样品分析。缺点： 每次样品色谱分析的色谱操作条件（检测器 的响应性能、柱温、流动相流量及组成、进 样量、柱效等）很难完全相同，因此容易出 现圈套误差。
这个结论并不准确可靠。
（2）双柱法定性。若要得到更为准确可靠 的结论，可再用另一根极性完全不同的色谱 柱，做同样的对照比较。如果结论同上，那 么最终的定性结果相对更为可靠。
（3）色谱操作条件不稳定时的定性。这时 可以采用相对保留值定性或用已知标准物增
加峰高法定性。 ① 相对保留值定性； ② 用已知标准物增加峰高法定性。 2、利用保留指数定性 在利用已知标准物直接对照定性时，已
缺点是必须在所有样品中加入内标物， 选择合适的内标物比较困难，内标物的称量 要准确，操作较复杂。
3、标准加入法 标准加入法是一种将欲测组分的纯物质 加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件 下，分别测定加入欲测组分纯物质前后欲测 组分的峰面积（或峰高），从而计算欲测组 分在样品中的含量的方法。
优点：不需要别处的标准物质作内标物， 只需要欲则组分的纯物质，进样量不必十分 准确，操作简单，是色谱分析中较常用的定 量分析方法。缺点：要求加入欲测组分前后 两次色谱测定的色谱操作条件完全相同，否 则将引起分析测定的误差。
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。
气相色谱的保留值定性及归一化法定量分析
归一化法(Normalized %)
• 将样品中所有组份的含量之和定为100%。计算 其中某一组份百分含量的定量方法：
xi %
( fi
f i Ai
100 A)
i
• 其中：xi－试样中组份I的百分含量 • fi－组份I的校正因子 • Ai－组份I的峰面积或峰高
实验内容
单组分保留时间定性
混合样归一化法定量
定量分析方法
定量分析的基本公式：
mi f i Ai
Mi– I组分的量；Ai–I组分的峰面积；fi– I组分的校正因子，与检 测器的行政和被测组份的行政有关。
定量分析的依据是被测组分的量与响应信号成正比，但 相同含量的物质由于物理、化学性质的差别，即使在同 一检测器上产生的信号也不同，直接用响应信号定量， 必然导致较大误差。故引入校正因子。 校正因子是定量计算公式中的比例常数，其物理意义是 单位面积所代表的被测组分的量。
实验条件
CP-3800气相色谱仪（VARIAN) 色谱柱：PEG-20M(2mm*2m) 载气：氮气 进样量：1微升
实验要求
1 严格按照仪器操作规程操作 2 认真做好原始数据记录 3 实验后进行卫生清扫
分离原理
• 根据样品各组分在流动相和固定 相中的分配情况不同来进行分离
• 一些组分与固定相作用较强，故 较慢流出色谱柱，从而得以分离
样品组分分离示意图
色谱图
• 检测信号和时间的关系图 • 不同的色谱峰对应相应的组分 • 可以得到相应组分的保留时间和峰面积信息。 • 保留时间– 定性分析 峰面积 – 定量分析
气相色谱法的特点
• 选择性好 • 灵敏度高 • 分离效能高 • 分析速度快 广泛应用于石油、化工、环保、 食品及医药卫生等分析领域
气相色谱归一化法定量分析
气相色谱归一化法定量分析、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。
、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f s '作为相对标准，按f j = f j'/ f s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：mj= f i'A，据此式可计算试样的绝对校正因子f i'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 X0.25mmX0.25 g）,1 止微量进样器2. 试剂：正己烷（AR）,环己烷（AR）,甲苯（AR）,丙酮（AR）,高纯N2，高纯f,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。
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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和相对保留值进行色谱对照的定性方法
2.掌握测定质量校正因子的方法。
3.掌握面积校正归一化法定量的基本原理和测定方法。
4.学习色谱操作技术。
二、实验原理
2.1纯物质对照法定性分析
各种物质在一定的色谱条件（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。
对于简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为已知且它们的色谱峰均能分开，则可将各个色谱峰的保留值与各相应的标准试样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。
以保留时间作为定性指标，虽然简便，但由于保留时间的测定受载气流速等色谱操作条件的影响较大，可靠性较差；若采用仅与柱温和固定相种类有关而不受其他操作条件影响的相对保留值r is 作为指标，则更适合用于色谱定性分析。
相对保留值r is 定义为：
M
R M R R R
is t t t t t t r S i S
i
--=
=
''
式中'
'
,,S i R R M t t t 分别为死时间，被测组分 i 及标准物质s 的调整保留时间；s i R R t t ,为被测组分i 及标准物质s 的保留时间。
校正因子的测量：色谱分析中。
几乎都要用到校正因子。
校正因子有绝对校正因子和相对校正因子。
绝对校正因子i f 是指i 物质进校量i m 与它的峰面积i A 或峰高i h 之比：
i i i A m f =
或 i
i i h m f = 只有在仪器条件和操作条件严格恒定的情况下，一种物质的绝对校正因子才是稳定值，才有意义。
同时，要准确测定绝对校正因子，还要求有纯物质，并能准确知道进样量i m ，所以它的应用受到限制。
相对校正因子是指i 物质的绝对校正因子与作为基准的s 物质的绝对校正因子之比。
可以表示为：
s
s
i i s i i m A A m f f f ⨯==
测定相对校正因子，只需配制i 和s 的质量比s i m m 为已知的标样，进样后测出它们的峰面积之比i s A A ，即可计算出s i f 。
进样多少，不必准确计量，所以相对校正因子更容易测定。
而且，只要是同类检测器。
色谱条件不同时，相对校正因子基本上保持恒定。
使用中
不必要操作条件严格相同，适应性和通用性更强。
纯物质可以自行测定，没有纯物质时，可
以引用文献中的相对校正因子。
2、归一化法定量：归一化法定量的依据是，当样品的所有组分均出峰时，那么
∑fA 就
代表了样品的进样量，其某一部分的进样量则为i i A f ，i 组分的成分的百分率为：
%100%100%1001
2211⨯⨯+++⨯=
∑=n
i A
s
i i i
i n
n i
i i i f
A A f A f A f A f A f m m W ＝＝样
所以归一化法测定时，就是在测知组分的相对校正因子后，将样品中所有组分的峰面积测出，按此式计算各组分的百分含量。
归一化法的优点是：简便、准确、定量结果与进样量重复性无关(在色谱柱不超载的范围内)、操作条件略有变化时对结果影响较小。
缺点是：必须所有组分在一个分析周期内都流出色谱柱，而且检测器对它们都产生信号。
不适于微量杂质的含量测定。
本实验以苯作为标准试剂，利用保留时间和相对保留值对混合物中丙酮、苯、乙酸乙酯、甲苯进行定性分析。
本实验通过测量混合物试样中丙酮、苯、乙酸乙酯、甲苯各组分峰面积，用面积校正归一化法计算各组分的质量分数。
三、实验仪器及试剂
1.仪器：气相色谱仪；氮气钢瓶；毛细管柱； 10μL 微量进样器
2.试剂：乙酸乙酯，苯，甲苯 ,丙酮（均为分析纯）高纯N 2；
3.实验条件：毛细管柱规格为 Agilent 19091j-413,30m*320μm*0.25μm ，最高使用温度325℃，载气为氮气柱前压力0.1MP a ，柱温70℃，汽化温度150℃。
检测器为FID 检测器。
四、实验步骤
配制混合试样，在三只10mL 的容量瓶内按照约1：1的比例丙酮：苯、乙酸乙酯：苯、甲苯：苯，用天平准确称量每个混合试样中各组分的质量，摇匀备用。
根据实验条件，按照色谱仪操作步骤调节至可进样状态。
分别吸取上述各种分析混合组分0.5μL ，依次进样，记录色谱数据（保留时间和峰面积）。
吸取已加入0.5μL 苯的未知混合试样进样，记录色谱数据（保留时间和峰面积）。
五、数据处理
(1)进样量记录各色谱图中组分的保留时间t Ri 苯的保留时间t Rs (以苯作为校准物质)并把数据列于下表中。
记录各组分的峰面积A 、称量的质量m 列入下表中。
以苯为标准物质计算m i /m s ,A i /As 和f i 等值列入下表中
测量未知试样中各组分的t R，然后与上表所列的值进行对照比较，确定未知试样的各个组
六、思考题
1、为什么可以利用色谱峰的保留值进行色谱定性分析？
2、在利用相对保留值进行色谱定性时，对实验条件是否可以不必严格控制，为什么？。