第五节-气相色谱法定量分析

§７.５定量分析一.依据：利用检测器所产生的信号与流经检测器组分的含量成正比。信号：A=1.065hY1/2≈hY1/2W=fA或W=fh（被测某一组分的质量）Wi=fiAi由此式可知：在定量分析中需要：⑴准确测量峰面积；⑵准确求出比例常数f；⑶根据上式正确选用定量计算方法，将测得的峰面积换算为百分含量。二.校正因子色谱定量分析的依据是被测组分的量与其峰面积成正比。但是峰面积的大小不仅取决于组分的质量，而且还与它的性质有关。既当两个质量相同的不同组分在相同条件下使用同一个检测器进行测定时，所得的峰面积却常不相同。因此，混合物中某一组分的百分含量并不等于该组分峰面积在各组分峰面积总和中所占的百分率。这样就不能直接利用峰面积计算物质的含量。为了使峰面积能真实地眼反映出物质的质量，就要对峰面积进行校正，既在定量计算时引入校正因子。二.校正因子利用信号准确地表示组分含量，所以引入f。１.绝对校正因子响应值（难于准确测定）AwffS1S′与f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，因此是一个能通用的常数。（相对响应值是物质与标准物质的响应值之比，单位相同时，它与校正因子互为倒数。）f是单位峰面积所代表物质的质量，f主要由仪器的灵敏度所决定，它既不易测定，也无法直接应用。所以定量工作中都是应用相对校正因子。２.相对校正因子某一组分与标准物质的绝对校正因子之比值，称为相对校正因子，用符号f′表示。TCD检测器－选苯为标准物质FID（氢焰检测器）－选正庚烷为标准物质检测器不同，所选标准物质不同。可见，相对校正因子fi′就是当组分i的质量与标准物质s相等时，标准物质的峰面积是组分i峰面积的倍数。若某组分质量mi,峰面积为Ai,则fi′Ai的数值与质量为mi的标准物的峰面积相等，（）也就是说，通过相对校正因子，可以把各个组分的峰面积分别换算成与其质量相等的标准物的峰面积，于是比较标准就统一了。siAAisifmmisisississiiimmAAAAwwAwAwf\/\/\根据被测组分使用的计量单位的不同，可分为质量校正因子（fm）、摩尔校正因子，（fM）和体积校正因子（fv），通常省略相对二字。AiAsWiWs对标准物质来讲：fs=1.00此时fi=fiississiisiisssiiiAwAwAwAwfffAwfAwf校正因子的测定方法是：准确称量被测组分和标准物资，混合后，在实验条件下进样分析，分别测量相应的峰面积。由算出fiissiiAwAwf三.归一化法要求所有组分在色谱柱上均出峰。进样量100100%1111332211321niiiiiininnnAfAfwwpAfAfAfAfAf应用前提：当色谱峰是均匀的峰，且Y1≈Y2≈Y3≈……≈Yn则可用hi代替Ai此时：若为同系物则fi′可省略100%1niiiiihfhfp归一化法缺点：①不能做到都出峰②峰间有重叠③难以测出f（校正因子）优点：简便、准确、当操作条件如进样量、流速等变化时，对结果影响小。适用：测量产物及副产物都清楚的混合物含量测定。二氯乙烷二溴乙烷四乙基铅相对校正因子1.001.651.75峰面积（cm2）1.501.012.82例：某色谱条件下，分析仅含有二氯乙烷、二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分析结果如下：试用归一化法求各组分的百分含量。91.6010082.275.101.165.150.100.182.275.1%57.2010082.275.101.165.150.100.101.165.1%52.1810082.275.101.165.150.100.150.100.1%100100%1332211321pppAfAfwwpAfAfAf二氯乙烷二溴乙烷四乙基铅解：内标物样品试样准确称量ws′w′w′+ws′进样量v(μl)wswWi(分析组分）四.内标法：加入的纯物质称为内标物，是人为加入的，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色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。100100%100100%wAwAfwAfwAfpwAfwAfwwpwAfAfwAfAfwwssiisssiiisssiiiisssiiissiisiW为进样量优点：不要求所有组分都出峰，都分离完全；不需知道样品的组分。缺点：要准确称量样品及内标物的量。例：苯甲酸工业粗产品纯度的测定，准确称取工业苯甲酸150mg溶于甲醇中，加入内标物正庚烷50mg，进样色谱分析，洗出苯甲酸面积176mm2，正庚烷峰面积53mm2，用正庚烷作标准，苯甲酸的相对校正因子为0.85，计算苯甲酸的含量。解：f内=1.0008.941009408.0100150535017585.0100%wAwAfwAfwAfpssiisssiii作业：有一试样含有甲酸、乙酸、丙酸及水等称取样品1.055g，将0.1907g环已酮加到样品中作为内标混合均匀后，进样量为1μg，得到如下数据：求样品中甲酸、乙酸、丙酸的百分含量。甲酸乙酸环已酸丙酸峰面积(mm2)14.872.613342.4相对响应值0.2610.56210.93814.6100055.113311907.04.42938.01%56.17100055.113311907.06.72562.01%71.7100055.113311907.08.14261.01%丙乙甲ppp内标物选择原则:①它应该是试样中不存在的纯物质；②加入的量应接近于被测组分；③要求内标物的色谱峰位于被测组分的色谱峰附近，或几个被测组分的色谱峰的中间，并与这些组分完全分离；④内标物与欲测组分的物理及物理化学性质相近，这样当操作条件变化时，更有利于内标物与欲测组分作匀称的变化。小结:一.基本原理：色谱法是依据各组分在两相间分配系数不同，当两相间做相对运动时，组分在两相间发生多次分配平衡，使得原来分配系数相差很小的组分得到很高的分离效果，彼此分开。二.仪器结构：⑴载气源：N2H2He不同检测器对载气选择不同。作用：①动力源，把样品带入色谱柱；②两相中的一项，气相。⑵进样器;⑶色谱柱：分离作用：温度选择：固定相选择。一般选低温，最高不超过固定相的使用温度和组分分解温度。⑷检测器：把组分流入检测器，量的变化转变为电信号。三.概念：塔板理论n有效H有效衡量色谱柱柱效能（柱效）tRYuR≥1.5Rrn有效关系式tRtMR例：顶空气相色譜法测定检材中乙醇的含量材料+内标（正丙醇）pPEPEEPEPEPEPPPEEEcffhhcffhhccfhcfhc其中cE：平衡前液相中乙醇的浓度cP：平衡前液相中正丙醇的浓度hE:平衡时气相中乙醇的峰高hP：平衡时气相中正丙醇的峰高fE：乙醇校正因子，即单位峰高相当于平衡前液和中乙醇的液氨fP：正丙醇校正因子，即单位峰高相当于平衡前液相中正丙醇的浓度。标准乙醇+丙醇（正丙醇）0000000000000000000EEPPEEPPEEPPEEPEEPEPEPPPEEEchhhhcccchhhhcffhhccfffhcfhc代入上式如果两次加入正丙醇量相等PPcc0上式为