气相色谱归一化法定量分析
气相色谱的保留值法定性及归一化法定量
实验十一气相色谱的保留值法定性及归一化法定量一、实验目的了解气相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握气相色谱保留值定性分析和归一化法定量分析的方法。
熟悉SP-6890 型气相色谱仪的使用，掌握用微量注射器进样的技术。
二、实验原理本实验用氮气作载气，毛细管色谱柱，用氢火焰检测器(FID)，检测未知试样中的指定组分。
并对苯、甲苯、对二甲苯混合试样中各种组分进行定量测定。
在一定色谱条件(固定相和操作条件)下，各物质均有其确定不变的保留值，因此，可利用保留值的大小进行定性分析。
对于较简单的多组分混合物，若其色谱峰均能分开，则可将各个峰的保留值，与各相应的标准样品在同一条件所测的保留值一一进行对照，确定各色谱峰所代表的物质。
这一方法是最常用、最可靠的定性分析方法，应用简便。
但有些物质在相同的色谱条件下往往具有近似甚至完全相同的保留值，因此，其应用常限制于当未知物已被确定可能为某几个化合物或属于某种类型时作最后的确证。
倘若得不到标准物质，就无法与未知物的保留值进行对照，这时，可利用文献保留值及经验规律进行定性分析。
对于组分复杂的混合物，则要与化学反应及其它仪器分析法结合起来进行定性分析。
在气相色谱法中，定量测定是建立在检测信号（色谱峰的面积）的大小与进入检测器组分的量（可以是重量、体积、物质量等）成正比的基础上。
实际应用时，由于各组分在检测器上的响应值（灵敏度）不同，即等含量的各组分得到的峰面积不同，故引入了校正因子，可选用一标准组分s（一般以苯为标准物质）的校正因子广为相对标准，为此，引入相对校正因子f（即一般所说的校正因子），则被测物i的相对校正因子表达为f i= f i'/f s'=m i A s/m s A i= V i A s/V s A i • P / P s式中 ,m=v- p , v为溶液的体积，p 为物质的密度。
本实验中要测定的苯、甲苯、二甲苯系同系物，可近似认为其密度夕相等。
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.。
气相色谱面积归一法
气相色谱面积归一法气相色谱面积归一法气相色谱（GC）在分析学领域的应用越来越广泛，但在其应用中需要解决一个基本问题：如何准确地定量分析样品中的各种组分。
针对这个问题，气相色谱面积归一法应运而生。
一、气相色谱面积归一法的原理气相色谱面积归一法是一种比较简单的定量计算方法，其原理基于以下两点：1. 气相色谱峰面积与组分相对量成正比气相色谱分离出的峰面积，与峰内所含组分的相对量成正比。
因此，可以通过峰面积计算出各组分的相对量。
2. 色谱图峰面积总和等于100%气相色谱柱在一定条件下能够充分将样品中各组分分离出来，并且能够使每个组分都出现一个峰。
在这样的情况下，色谱图峰面积总和等于100%。
二、气相色谱面积归一法的计算步骤1. 计算各组分峰面积占总峰面积的百分比首先，需要对气相色谱图进行解析，确定每个组分的峰面积。
然后，将每个组分的峰面积除以总峰面积，计算出其占总峰面积的百分比。
2. 所有组分占比求和将每个组分的占比相加，计算出所有组分的占比之和。
3. 每个组分相对含量的计算将每个组分的占比除以所有组分占比之和，即可得到每个组分的相对含量。
三、气相色谱面积归一法的优点1. 简单易行气相色谱面积归一法不需要对每个组分订购单独标准曲线，也不需要进行消解计算。
因此，其计算方法相对简单易行。
2. 准确度高在气相色谱图的范围内，峰面积是与组分成正比的。
因此，使用该方法可以获得比较准确的定量结果。
3. 实用性强气相色谱面积归一法可以适用于大多数气相色谱分离的组分。
因此，该方法在实验室中具有比较广泛的应用。
总之，气相色谱面积归一法是一种基于简单计算的定量分析方法，具有计算方法简单、准确度高、实用性强等优点。
在气相色谱分析中具有非常重要的意义。
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f s ’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×0.25mm×0.25μm)，1μL 微量进样器
''/s i i f f f =i
i i A f m '=
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：。