实验九 气相色谱定性分析-纯物质对照法
气相色谱定性和定量分析实验报告
气相色谱定性和定量分析实验报告气相色谱（Gas Chromatography，简称GC）是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域的定性和定量分析。
本实验旨在通过气相色谱仪对样品进行定性和定量分析，并探讨其在实际应用中的意义和局限性。
实验一：定性分析在定性分析中，我们使用了一台高效液相色谱仪（HPLC）进行实验。
首先，我们准备了一系列标准品和未知样品，包括有机化合物和无机化合物。
然后，将样品注入气相色谱仪中，并设置好适当的温度和流速条件。
样品在色谱柱中被分离，并通过检测器检测到其相对峰面积和保留时间。
通过对比标准品和未知样品的色谱图，我们可以确定未知样品中的化合物成分。
根据保留时间和相对峰面积的对比，我们可以推断未知样品中的化合物种类和含量。
这种定性分析方法可以帮助我们快速准确地确定样品中的化学成分，为后续的定量分析提供依据。
实验二：定量分析在定量分析中，我们使用了气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）进行实验。
与定性分析类似，我们首先准备了一系列标准品和未知样品，并将其注入GC-MS 中。
通过GC-MS的联用分析，我们可以获得更加准确和详细的样品信息。
GC-MS技术结合了气相色谱和质谱技术的优势，可以对样品中的化合物进行高效、灵敏的定量分析。
通过质谱仪的检测，我们可以获得化合物的分子量和结构信息，进一步确定样品中的化合物种类和含量。
这种定量分析方法可以广泛应用于环境监测、食品安全、药物研发等领域，为科学研究和工业生产提供有力支持。
实验结果与讨论在实验中，我们成功地对标准品和未知样品进行了定性和定量分析。
通过对比色谱图和质谱图，我们准确地确定了未知样品中的化合物种类和含量。
实验结果表明，气相色谱技术在化学分析中具有较高的分辨率和灵敏度，能够有效地分离和检测复杂的样品。
然而，气相色谱技术也存在一些局限性。
首先，样品的挥发性和稳定性对分析结果有一定影响。
某些化合物可能在分析过程中发生分解或损失，导致定性和定量分析的误差。
气相色谱定性定量分析
气相色谱定性定量分析一．定性分析气相色谱的优点是能对多种组分的混合物进行分离分析，（这是光谱、质谱法所不能的）。
但由于能用于色谱分析的物质很多，不同组分在同一固定相上色谱峰出现时间可能相同，进凭色谱峰对未知物定性有一定困难。
对于一个未知样品，首先要了解它的来源、性质、分析目的；在此基础上，对样品可有初步估计；再结合已知纯物质或有关的色谱定性参考数据，用一定的方法进行定性鉴定。
（一）利用保留值定性1.已知物对照法各种组分在给定的色谱柱上都有确定的保留值，可以作为定性指标。
即通过比较已知纯物质和未知组分的保留值定性。
如待测组分的保留值与在相同色谱条件下测得的已知纯物质的保留值相同，则可以初步认为它们是属同一种物质。
由于两种组分在同一色谱柱上可能有相同的保留值，只用一根色谱往定性，结果不可靠。
可采用另一根极性不同的色谱柱进行定性，比较未知组分和已知纯物质在两根色谱柱上的保留值，如果都具有相同的保留值，即可认为未知组分与已知纯物质为同一种物质。
利用纯物质对照定性，首先要对试样的组分有初步了解，预先准备用于对照的已知纯物质（标准对照品）。
该方法简便，是气相色谱定性中最常用的定性方法。
2.相对保留值法对于一些组成比较简单的已知范围的混合物或无已知物时，可选定一基准物按文献报道的色谱条件进行实验，计算两组分的相对保留值：式中：i-未知组分；s-基准物。
并与文献值比较，若二者相同，则可认为是同一物质。
（ris仅随固定液及柱温变化而变化。
）可选用易于得到的纯品，而且与被分析组分的保留值相近的物质作基准物。
2.保留指数法又称为Kovats指数，与其它保留数据相比，是一种重现性较好的定性参数。
保留指数是将正构烷烃作为标准物，把一个组分的保留行为换算成相当于含有几个碳的正构烷烃的保留行为来描述，这个相对指数称为保留指数，定义式如下：IX为待测组分的保留指数，z与z+n为正构烷烃对的碳数。
规定正己烷、正庚烷及正辛烷等的保留指数为600、700、800，其它类推。
气相色谱定性和定量分析实验报告
气相色谱定性和定量分析实验报告摘要：本次实验使用气相色谱法进行样品的定性和定量分析。
对纯乙醇，甲醇/浓盐酸，乙醇/浓盐酸三种样品进行了分析。
通过实验结果可以发现，气相色谱法具有高精确度、灵敏度和分辨率的特点，是一种较好的分析方法。
关键词：气相色谱；定性分析；定量分析；精确度；分辨率一、实验介绍1、实验目的1) 掌握气相色谱法的基本原理和操作方法；2) 了解气相色谱法在样品定性和定量分析中的应用和优势；3) 掌握气相色谱法分析结果的数据处理方法。
2、实验仪器本次实验使用的主要仪器设备如下：气相色谱仪样品进样口色谱柱氢气瓶色谱专用软件3、实验样品本次实验使用的样品如下：纯乙醇甲醇/浓盐酸乙醇/浓盐酸二、实验步骤1、静态头空进样法分析纯乙醇a、设置气相色谱仪的工作条件进样口温度：200℃氢气瓶压力：80 kpa氧化铝填料直径：3mmb、样品的准备与操作使用微量注射器，将2μl的纯乙醇样品改菲托管中，然后通过进样口注入气相色谱仪。
c、分析结果得到如下气相色谱图：根据气相色谱图中的峰形、保留时间等特征参数与文献数据进行比对，可以初步确定研究对象为纯乙醇。
2、动态头空进样法分析甲醇/浓盐酸、乙醇/浓盐酸a、设置气相色谱仪的工作条件进样口温度：220℃氢气瓶压力：100 kpa氧化铝填料直径：3mmb、样品的准备与操作使用微量注射器，将2μl的甲醇/浓盐酸、乙醇/浓盐酸样品改菲托管中，然后通过进样口注入气相色谱仪。
c、分析结果得到如下气相色谱图：根据气相色谱图中的峰形、保留时间等特征参数与文献数据进行比对，可以初步确定研究对象为甲醇/浓盐酸、乙醇/浓盐酸。
三、实验结果与分析通过以上的实验操作和数据处理，可以得到以下结论：1、通过气相色谱法可以较准确地定性分析样品中的物质成分；2、当样品量较小时，可以使用静态头空进样法进行分析；3、当样品含有较多杂质时，可以使用动态头空进样法进行分析；4、气相色谱法在精确度、灵敏度和分辨率等方面具有较强的优势。
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。
气相色谱常用定量和定性方法
fM
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3.2.2相对校正因子的查阅
3.2.3.1相对响应值（S ） 一种物质与相同量的参比物质的响应值之比 3.2.3.2 f ＝1/S
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3.2.3定量校正因子的测定
相对校正因子：采用的标准物因检测器不同而 不同： 热导池检测器TCD：苯 火焰离子化检测器FID：正庚烷
保留指数I只与柱温和固定相的性质和被测物质的性质有关，与色谱柱 的尺寸、固定相的液膜厚度、载气流量、流速无关。
2.3.2.2方法
(1)将碳数为Z和Z+1的正构烷烃做标准物，加入到待测样品i中，测得这
三种物质的调整保留值，且tR（Z） < tR（i）< tR（Z+1）
I
100[Z
lg X i lg X Z lg X(Z 1) lg X Z
Xi%=fi×Ai Xs%=fs×As= fi×As Xi%/ Xs%= Ai/As Xi%= Xs% Ai/As
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3.3.4内标法
2.常用的色谱定性分析方法
2.1 根据保留值定性（用纯物质对照） 2.2 用双柱定性 2.3 利用文献值对照定性 2.4 GC-MS联用定性
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2.1 根据保留值定性--最常用的定性方法
2.1.1 依据 相同物质在相同的色谱条件下具有相同的保留值。
（1(）即若：试若样tR中=ti某，组则分R的=i）保留值（tR） 与已知物相同，则试样中含有该物质。 （2）峰增高法：在待测物中加入已知物的纯物质，再与待测物色谱图比较，
]
(2)求出未知物的Ii，并与文献值对照定性 2.3.2.3注意
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。
气相色谱分析-定性分析方法
气相色谱分析－定性分析方法气相色谱的定性分析就是要确定色谱图中每个色谱峰毕竟代表什么组分，因此必需了解每个色谱峰位置的表示办法及定性分析的办法。
（一)常用的保留值简介在气相色谱分析中，常用的保留值为保留时光tR、调节保留时光t'R、保留体积VR、调节保留体积V'R、相对保留值ris、比保留体积从和保留指数Ix。
各种保留值的计算公式如下： 1．保留时光tR 2.调节保留时光t'R t'R＝tR-tM 死时光tM与被测组分的性质无关。
因此以保留时光与死时光的差值，即调节保留时光t'R，作为被测组分的定性指标，具有更本质的含义。
t'R反映了被测组分和固定相的热力学性质，所以用调节保留时光t'R比用保留时光tR作为定性指标要更好一些。
3．保留体积VR VR＝tRFc 4．调节保留体积V'R V'R ＝(tR-tM)Fc=t'RFc=VR-VM 5．相对保留值ris 为了抵消色谱操作条件的变幻对保留值的影响，可将某一物质的调节保留时光：t'R(i)与一标准物(如正壬烷)的调节保留时光：t'R(s)相比，即为相对保留值(如相对壬烷值) 相对保留值ris仅与固定相的性质和柱温有关，与色谱分析的其它操作因素无关，因此具有通用性。
6.比保留体积Vg 比保留体积是气相色谱分析中的另一个重要保留值，其可按下式计算：式中t'R(i)—i组分的调节保留时光，min; m—固定液的质量，g；—在柱温、柱压下，柱内载气的平均体积流速； F'0—室温下由皂膜流量计测得的载气流速，ML/min; Tc—柱温，K； T0—室温，K； p0—室温下的大气压力，Pa; pw—室温下的饱和水蒸气压，pa; j—压力校正因子。
7．科瓦茨(Kovats)保留指数Ix 科瓦茨保留指数是气相色谱领域现已被广泛采纳的一定性指标，其规定为：在任一色谱分析操作条件下，对碳数为n的任何正构烷烃，其保留指数为100n。
气相色谱定性分析
实验九气相色谱定性分析一、实验目的：1．学习计算色谱峰分辨率；2．掌握根据保留值，用已知物对照定性的分析方法。
二、实验原理：1.气相色谱主要结构：A.载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。
B．进样装置：进样器+气化室；气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。
试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；液体进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10μL；毛细管色谱常用1μL；气化室：将液体试样瞬间气化的装置。
C．色谱柱（分离柱）：色谱仪的核心部件。
分为填充柱和毛细管柱。
D．检测系统：色谱仪的眼睛，常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器；E．温度控制系统：温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离室：准确控制分离需要的温度。
当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；2.衡量一对色谱峰分离的程度用分离度R表示：R = (t R,2-t R,1)/(Y1+Y2)其中t R,2, Y2和t R,1,Y1分别是两个组分的保留时间和半峰底宽,当R=1.5时,两峰完全分离;当R=1.0时,98%的分离。
3.用色谱法进行定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。
在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数、及相对保留参数。
因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样、未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何种物质。
4.用已知物进行定性可采用单柱比较法、峰高加入法或双柱比较法。
单柱比较法是在相同的色谱条件下，分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析，得到两张色谱图，然后比较其保留参数。
气相色谱定性定量实验报告
气相色谱定性定量实验报告气相色谱定性定量实验报告引言：气相色谱（Gas Chromatography，GC）是一种常用的分离和分析技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本实验旨在通过气相色谱仪对给定样品进行定性和定量分析，以探究其组成和含量。
实验方法：1. 仪器准备：校准气相色谱仪，调整气体流速和温度梯度，保证仪器正常工作。
2. 样品制备：将待测样品溶解于适当的溶剂中，通过过滤或离心等操作去除杂质。
3. 样品进样：使用自动进样器将样品注入气相色谱仪，设置合适的进样量。
4. 柱温程序：根据样品特性和分析要求，设置合适的柱温程序，以实现样品分离。
5. 检测器选择：根据样品特性和分析要求，选择合适的检测器，如火焰离子化检测器（FID）或质谱检测器（MS）。
6. 数据处理：通过气相色谱仪软件对得到的色谱图进行峰面积计算，进而得到样品中各组分的含量。
结果与讨论：通过实验，我们成功地对给定样品进行了定性和定量分析。
在色谱图中，我们观察到了多个峰，每个峰代表样品中的一个组分。
通过比对已知标准物质的色谱图，我们可以初步确定各个峰的化合物名称。
在定量分析方面，我们使用了内标法来确定各个组分的含量。
我们选择了一个适当的内标物质，将其添加到样品中作为参照物。
通过计算内标物质和目标物质的峰面积比，结合已知内标物质的浓度，我们可以得到目标物质的浓度。
在实验过程中，我们还注意到了一些问题。
首先，样品制备过程中的杂质可能会对分析结果产生干扰。
因此，我们需要通过适当的样品处理方法来减少杂质的影响。
其次，在柱温程序的选择上，我们需要根据样品的性质和分析要求来确定最佳的温度梯度，以实现样品的有效分离。
最后，在数据处理过程中，我们需要仔细检查峰面积的计算结果，确保准确性和可靠性。
结论：通过气相色谱定性定量实验，我们成功地对给定样品进行了分析。
通过观察色谱图，我们可以初步确定样品中各组分的化合物名称。
通过使用内标法，我们还可以确定各组分的含量。
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气相色谱定性分析－纯物质对照法
一、目的要求
1、学习利用纯物对照法进行定性的方法；
2、熟悉色谱仪器操作流程。
二、基本原理
气相色谱是一种强有力的分离技术，但其定性鉴定能力相对较弱。
一般检测器只能检测到有物质从色谱柱中流出，而不能直接识别其为何物。
气相色谱若与强有力的鉴定技术如质谱及傅里叶变换红外光谱等联用，则能大大提高气相色谱的定性能力。
气相色谱定性方法主要有以下几种：
（1）标准样品对照定性；
（2）相对保留值定性；
（3）利用调整保留时间与同系物碳数的线性关系定性；
（4）利用调整保留时间与同系物沸点的线性关系定性；
（5）利用Kovats保留指数定性；
（6）双柱定性或多柱定性。
（7）仪器联用定性，如用质谱、红外光谱及原子发射光谱检测器。
本实验采用纯标样对照法进行定性分析。
在一定的色谱条件下，一个未知物只有一个确定的保留时间。
因此，对于较简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为已知，它们的色谱峰均能分开，则可将已知纯物质在相同的色谱条件下的保留时间与未知物的保留时间进行比较，就可以定性鉴定未知物。
三、仪器及设备
国产气相色谱仪；色谱工作站；
色谱柱：毛细管柱，长30m，中等极性，内径：0.32mm，膜厚：0.25μm。
全自动空气源，空气压缩机，氢气发生器；10 uL微量进样器。
四、实验试剂：
正己烷、乙醇，正丁醇未知样品，请选作。
五、实验条件
1、温度：进样温度150℃；柱温130℃左右；检测器温度180 ℃。
2、气体流量：载气为氮气40 mL/min，空气400 mL/min，氢气40mL/min。
3、检测器FID，灵敏度10-7。
4、进样量2uL
六、实验步骤
1、 色谱仪器进样操作；
2、 纯物对照法：
1）进标样：分别吸取正丁醇、正己烷、乙醇各2uL ，依次进样，准确记录保留时间。
2）进待测样：用待测样把1uL 微量进样器洗3-5次，然后往色谱仪内注射
2 uL 样品，准确记录保留时间。
七、结果处理 ：
标出各峰的保留时间等，计算分离度，对不同组分计算色谱柱的分离效能（计算塔板数）。
（二）求分离度
分离度 R =
1212
2()R R t t W W -+
根据实验实验所得各样品色谱峰图片，测量并计算半峰宽W 1/2，再算出峰基宽W ，从而可算出样品分离度R 。
如下表
（三）计算色谱柱的分离效能
n = 216(
)R t W
⨯
思考题：
1.本实验中，进样量是否需要很准确？为什么？
2.简述气相色谱定性分析的基本方法有哪些？
数据：实验项目：气相色谱定性分析——纯物质对照法1.正己烷与正丁醇混合样的气相色谱图
2.正丁醇的气相色谱图
3. 正己烷的气相色谱图。