1、2022-8-6第第第第第第十十十十十十章章章章章章气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法气相色谱分析法一、色谱定性分析一、色谱定性分析qualitative analysis in chromatograph二、色谱定量分析二、色谱定量分析quantitative analysis in chromatograph 第五节第五节第五节第五节第五节第五节色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析色谱定性、定量分析gas chromatographic analysis,GCqualitative and quant
2、itative analysis in chromatograph2022-8-6一、一、一、一、一、一、色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法色谱定性鉴定方法1.1.利用纯物质定性的方法利用纯物质定性的方法(p229)利用保留值定性利用保留值定性：通过通过对比对比试样中具有与试样中具有与纯物纯物质质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位置。物质及在色谱图中的位置。不适用于不适用于不同仪器上获不同仪器上获得的数据之间的对比。得的数据之间的对比。2022-8-6利用加入法定性利用加入法定性
3、：将将纯物质纯物质加入到试样中，观察各加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。如果混合后峰增高而半峰组分色谱峰的相对变化。如果混合后峰增高而半峰宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质。宽并不相应增加，则表示两者很可能是同一物质。利用双柱法定性：利用双柱法定性：不同不同物质有物质有可能可能在同一色谱柱上在同一色谱柱上具有具有相同相同的保留值。所以应采用两根或多根性质显的保留值。所以应采用两根或多根性质显著不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准试著不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准试样的保留值是否始终重合。样的保留值是否始终重合。2022-8-6 2.2.2.2.2.2.利用文献保留值定
4、性利用文献保留值定性利用文献保留值定性利用文献保留值定性利用文献保留值定性利用文献保留值定性 利用相对保留值利用相对保留值r r2121定性定性 相对保留值相对保留值r r2121仅与柱温和固定液性质有关，所以只要仅与柱温和固定液性质有关，所以只要保证这两项与文献一致即可。在色谱手册中都列有各种物保证这两项与文献一致即可。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。2022-8-63.3.3.3.3.3.根据保留指数定性根据保留指数定性根据保留指数定性根据保留指数定性根据保留指数定性根据保留指数定性 又称又称Kov
5、atsKovats指数指数()，是一种，是一种重现性较好重现性较好的定性参数。的定性参数。测定方法：测定方法：所选固定相和柱温应与文献一致所选固定相和柱温应与文献一致 将将正构烷烃正构烷烃作为标准，作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子规定其保留指数为分子中碳原子个数乘以个数乘以100100（如正己烷的保留指数为（如正己烷的保留指数为600600）。）。被测物质的保留指数（被测物质的保留指数（I IX X）是通过选定两个相邻的正构是通过选定两个相邻的正构烷烃通过实验算得，其分别含有烷烃通过实验算得，其分别含有Z Z和和Z Z1 1个个碳原子。被测物碳原子。被测物质质X X的调整的调整保留时间保
6、留时间应在应在相邻两个相邻两个正构烷烃的调整保留值正构烷烃的调整保留值之之间间如图所示如图所示：2022-8-6保留指数计算方法保留指数计算方法保留指数计算方法保留指数计算方法保留指数计算方法保留指数计算方法)lglglglg()()()()()()()(ZttttItttZRZRZRXRXZRXRZR11100 求出未知物的保留指数，然后与文献值对照，即可实现求出未知物的保留指数，然后与文献值对照，即可实现未知物的定性。未知物的定性。2022-8-6例：例：例：例：例：例：在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正
7、辛烷和未知物在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物在同一根色谱柱上测出：正庚烷，正辛烷和未知物的调整保留时间分别为的调整保留时间分别为的调整保留时间分别为的调整保留时间分别为的调整保留时间分别为的调整保留时间分别为14.08s14.08s14.08s，25.11s25.11s25.11s和和和和和和16.32s16.32s16.32s，试计算，试计算，试计算，试计算，试计算，试计算它们的保留指数它们的保留指数它们的保留指数它们的保留指数它们的保留指数它们的保留指数I I I。解：由定义可知：I庚=1007=700 I辛=1008=800由求出保
8、留指数与文献保留指数对照可知未知物为甲苯。由求出保留指数与文献保留指数对照可知未知物为甲苯。726)708.14lg11.25lg08.14lg32.16lg(100)lglglglg(100)()1()()(ZttttIZRZRZRXRX2022-8-64.4.4.4.4.4.与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法 小型化的台式色质谱联用仪（小型化的台式色质谱联用仪（GC-MSGC-MS；LC-MSLC-MS）色谱色谱-红外光谱仪联用仪；红外光谱仪联用仪；组分的结
9、构鉴定组分的结构鉴定SampleSample 58901.0 DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMass Selective DetectorDCBA ABCDGas Chromatograph(GC)Mass Spectrometer(MS)SeparationIdentificationBACD2022-8-6二、二、二、二、二、二、色谱定量分析方法色谱定量分析方法色谱定量分析方法色谱定量分析方法色谱定量分析方法色谱定量分析方法 在一定操作条件下，分析组分在一定操作条件下，分析组分i的质量（的质量（mi）或其）或其浓度与检测器的响应信号（色谱图
10、上表现为峰面积浓度与检测器的响应信号（色谱图上表现为峰面积Ai或峰高或峰高hi）成正比：）成正比：mi=fiAi 这就是色谱这就是色谱定量分析定量分析的的依据依据。由此可见，在定量分析中需要：由此可见，在定量分析中需要：（1）准确测量峰面积；）准确测量峰面积；（2）准确求出比例常数）准确求出比例常数fi（称为（称为定量校正因子定量校正因子）（3）根据上式正确选用定量计算方法，）根据上式正确选用定量计算方法，将将测得组分测得组分的的峰面积换算为质量分数峰面积换算为质量分数。2022-8-61.1.峰面积的测量峰面积的测量 （1）峰高）峰高（h）乘半峰宽乘半峰宽（W 1/2）法：法：当色谱峰为对称
11、峰时，近似将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的0.94倍：A=1.064 hW1/2 （2）峰高乘平均峰宽法：）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰高0.15和0.85处分别测定峰宽，取其平均值作为平均峰宽。由下式计算峰面积：A=h（W 0.15+W 0.85）/2 （3）自动积分和微机处理法）自动积分和微机处理法2022-8-62.2.2.定量校正因子定量校正因子定量校正因子定量校正因子定量校正因子定量校正因子 试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：m i=fi Ai 绝对校正因子绝对校正因子：比例系数f i，单位面积对应的物
12、质量：f i=m i /Ai 相对校正因子相对校正因子f i：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对摩尔校正因子（f M）,用表示；当mi、mS用质量单位时,以（f W）,表示。ississiisiiAAmmAmAmfff /2022-8-63.3.3.3.3.3.常用的几种定量方法常用的几种定量方法常用的几种定量方法常用的几种定量方法常用的几种定量方法常用的几种定量方法 （1 1 1）归一化法：归一化法：归一化法：归一化法：归一化法：归一化法：假设试样中有假设试样中有假设试样中有假设试样中有假设试样中有假设试样中有n n n个组
13、分，每个组分的质量分别为个组分，每个组分的质量分别为个组分，每个组分的质量分别为个组分，每个组分的质量分别为个组分，每个组分的质量分别为个组分，每个组分的质量分别为m m m1 1 1,m,m,m2 2 2,m m mn n n,各组分含各组分含各组分含各组分含各组分含各组分含量的总和量的总和量的总和量的总和量的总和量的总和m m m为为为为为为100%,100%,100%,则组分则组分则组分则组分则组分则组分i i i的质量分数的质量分数的质量分数的质量分数的质量分数的质量分数w w wi i i为为为为为为 特点及要求：特点及要求：归一化法简便、准确；归一化法简便、准确；进样量的准确性和操
14、作条件的变动对测定结果影响不大；进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；仅适用于试样中所有组分全出峰的情况仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。%100)(100121niiiiiniiAfAfmmmmw2022-8-6 解：%100)(%100121niiiiiniiAfAfmmmmw%26.159.2988.06.4378.01.1860.01.1860.0乙酸甲酯w%96.369.2988.06.4378.01.1860.09.2988.0正丁酸甲酯w%78.479.2988.06.4378.01.1860.06.4378.0丙酸甲酯w2022-8-6 （2 2 2）外标法外标法
15、外标法外标法外标法外标法外标法也称为外标法也称为标准曲线法标准曲线法。用欲测组分的纯物质配成不同质量分数的标准溶用欲测组分的纯物质配成不同质量分数的标准溶液，取固定量标液进样分析，从所得色谱图上测出响应信号（峰面积或峰高），然后绘制液，取固定量标液进样分析，从所得色谱图上测出响应信号（峰面积或峰高），然后绘制响应信号（纵坐标）对质量分数（横坐标）的标准曲线。分析试样时，取和制作标准曲线响应信号（纵坐标）对质量分数（横坐标）的标准曲线。分析试样时，取和制作标准曲线时同样量的试样（固定量进样），测得该试样的响应信号，由标准曲线即可查出其质量分时同样量的试样（固定量进样），测得该试样的响应信号，由标
16、准曲线即可查出其质量分数。数。特点及要求：特点及要求：外标法不使用校正因子，准确外标法不使用校正因子，准确性较高性较高，操作条件变化对结果准确性影操作条件变化对结果准确性影响较大。响较大。对进样量的准确性控制要求较高对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快速分析。，适用于大批量试样的快速分析。2022-8-6单点校正法单点校正法单点校正法单点校正法单点校正法单点校正法 当被测试样中各组分浓度变化范围不大时，可当被测试样中各组分浓度变化范围不大时，可不必绘制标准曲线，而用单点校正法（比较法）。不必绘制标准曲线，而用单点校正法（比较法）。配制一个和被测组分含量配制一个和被测组分含量十分接
17、近十分接近的标准溶液，的标准溶液，定量进样，由被测组分和外标组分峰面积比或峰高定量进样，由被测组分和外标组分峰面积比或峰高比来求被测组分的质量分数比来求被测组分的质量分数。sisiAAww2022-8-6（3 3 3）内标法）内标法）内标法）内标法）内标法）内标法 当只需测定试样中某几个组分，而且试样中所有组分不当只需测定试样中某几个组分，而且试样中所有组分不能全部出峰时，可采用此法。能全部出峰时，可采用此法。所谓内标法是将一定量的纯物质作为内标物，加入到准所谓内标法是将一定量的纯物质作为内标物，加入到准确称取的试样中，根据被测物和内标物的质量及其在色谱图上确称取的试样中，根据被测物和内标物的
18、质量及其在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。相应的峰面积比，求出某组分的含量。试样配制：试样配制：准确称取一定量的试样准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物加入一定量内标物mS计算式：计算式：SsiisiSsiisiAfAfmmAfAfmm;%100%100%100SsiisSsiisiiAfAfWmWAfAfmWmw2022-8-6 内标物要满足以下要求：内标物要满足以下要求：（a）试样中不含有该物质；试样中不含有该物质；（b）与被测组分性质比较接近；与被测组分性质比较接近；（c）不与试样发生化学反应；不与试样发生化学反应；（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。出峰位置
19、应位于被测组分附近，且无组分峰影响。2022-8-6解：%100%100%100SsiisSsiisiiAfAfWmWAfAfmWmw%415.0100%3.17258.08.14855.02679g.20115g.0%100SsiisAfAfWmw水2022-8-6内标法特点内标法特点内标法特点内标法特点内标法特点内标法特点(a)内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。定量结果的影响不大。(b)每个试样的分析，都要进行两次准确称量，不适合大批每个试样的分析，都要进行两次准确称量，不适合大批量试样的快速分析。量试样的快
20、速分析。(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：常数siSsiisiAAAfAfWmw%1002022-8-6本章作业本章作业本章作业本章作业本章作业本章作业 240页页2，3，10，13，14，15，18，19，20共九大题。共九大题。2022-8-6内容选择内容选择内容选择内容选择内容选择内容选择结束结束结束结束结束结束第一节第一节 气相色谱仪气相色谱仪gas chromatographic instruments第二节第二节 气相色谱固定相及其选择气相色谱固定相及其选择stationary phases in gas chromatograph第三节第三节 气相色谱检测器气相色谱检测器detector of Gas chromatograph第四节第四节 分离与操作条件选择分离与操作条件选择choice of chromatographic operating condition第五节第五节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法qualitative and quantitative analysis in chromatograph第六节第六节 毛细管色谱法毛细管色谱法capillary Gas chromatograph
