实验1 气相色谱定性分析——纯物质对照法

实验一气相色谱定性分析——纯物质对照法

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.熟悉色谱仪器操作。

二基本原理

色谱法是一种分离分析技术，气相色谱法（Gas Chromatography,GC）是以气体作为流动相，当它携带欲分离的混合物流经固定相时，由于混合物中各组分的性质不同，与固定相作用的程度也有所不同，因而组分在两相间具有不同的分配系数，经过相当多次的分配之后，各组分在固定相中的滞留时间有长短，从而使各组分依次先后流出色谱柱而得到分离。

气相色谱的载体有氮气、氢气等，这类气体自身不与被测组分发生反应，当试样组分随载气通过色谱柱而得到分离后，根据流出组分的物理或物理化学性质，可选用合适的检测仪器予以检测，得到电信号随时间变化的色谱流出曲线，也称色谱图。根据色谱组分峰的出峰时间（保留值），可进行色谱定性分析，而峰面积或峰的高度则与组分含量有关，可用以进行色谱定量分析。

气相色谱分析法是一种高效能、高速度、高灵敏度、操作简便以及应用范围广泛的分离分析方法。只要在色谱温度适用范围内，具有20~1300Pa蒸汽压，或沸点在500℃以下和相对分子质量在400以下的化学稳定物质，原则上均可采用气相色谱法进行分析。

各种物质在一定的色谱条件下（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可已知，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，不受其他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ris 定义为：

ris=t′Ri/t′Rs=(tRi-tM)/(tRs-tM)

式中tM 、t′Ri 、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，要求使用高效性的色谱柱，

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，即与其他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。

本实验以甲苯作为标准物质，利用保留值和相对保留值进行苯、乙苯和1，2，3-三甲苯的定性分析。

三仪器

1. 气相色谱仪任一型号

2. 氮气或氢气钢瓶

3. 色谱柱中等极性毛细管柱

4. 微量进样器 10微升、100微升和1微升（医用注射器）

四试剂

苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、1，2，3-三甲苯均为分析纯

五实验条件（略，实验过程优化）

六实验步骤

1.在四只10 mL容量瓶中，按1︰100（V/V）比例分别配置：苯︰邻二甲苯，甲苯︰邻二甲苯，乙苯︰邻二甲苯，乙苯︰邻二甲苯，1，2，3-三甲苯︰邻二甲苯溶液，摇均备用。

2.根据实验条件，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，记录仪上基线平直时，即可进样。

3.分别吸取以上各种混合液3 μL，依次进样，重复进样两次。

4.吸取3 μL已加入甲苯的未知试样[按1：100（V/V）比例配比]进样，记录色谱图。重复进样2次。

七数据处理

1.记录实验条件

2.测量各色谱图中各组分的保留时间t

R

、空气保留时间（死时间）tM和计算各组分的调整保留时间及相对保留时间，并把数据列于表中。

3.测量未知试样中各组分的保留时间t

R ，并计算t′

R

和r

is

值，然后与上表数据

进行对子照比较确定未知试样中的各个组分。