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1、第五节第五节第五节第五节 气相色谱法定量气相色谱法定量气相色谱法定量气相色谱法定量分析分析分析分析本讲稿第一页，共二十七页由此式可知：由此式可知：在定量分析中需要：在定量分析中需要：准确测量峰面积；准确测量峰面积；准确求出比例常数准确求出比例常数f；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，将测得的峰面积换算为百分含量。将测得的峰面积换算为百分含量。本讲稿第二页，共二十七页二二.校正因子校正因子 色谱定量分析的依据是被测组分的量与其峰面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
2、性质有关。既当两个质量相质量，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
3、校正因子。积进行校正，既在定量计算时引入校正因子。本讲稿第三页，共二十七页二二.校正因子校正因子利用信号准确地表示组分含量，所以引入利用信号准确地表示组分含量，所以引入f。.绝对校正因子绝对校正因子 响应值响应值 （难于准确测定）难于准确测定）本讲稿第四页，共二十七页S与与f 只与试样，标准物质以及检只与试样，标准物质以及检测器类型有关，而与操作条件和柱温、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，因此是载气流速、固定液性质等无关，因此是一个能通用的常数。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（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
4、互为之比，单位相同时，它与校正因子互为倒数。）倒数。）本讲稿第五页，共二十七页 f 是单位峰面积所代表物质的质量，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。中都是应用相对校正因子。本讲稿第六页，共二十七页.相对校正因子相对校正因子某一组分与标准物质的绝对校正因子之比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，用符号值，称为相对校正因子，用符号f 表示。表示。TCD检测器选苯为标准物质检测器选苯为标准物质FID（氢焰检测器）选正庚烷
5、为标准物质（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。检测器不同，所选标准物质不同。本讲稿第七页，共二十七页 可见，相对校正因子可见，相对校正因子fi 就是当组分就是当组分i的的质量与标准物质质量与标准物质s相等时，标准物质的相等时，标准物质的峰面积是组分峰面积是组分i峰面积的倍数。若某组峰面积的倍数。若某组分质量分质量mi,峰面积为峰面积为Ai,则则fi Ai的数值与的数值与质量为质量为mi的标准物的峰面积相等，（的标准物的峰面积相等，（）也就是说，通过相对校正因子，可）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以把各个组分的峰面积分别换算成与其质量相等
6、的标准物的峰面积，于是其质量相等的标准物的峰面积，于是比较标准就统一了。比较标准就统一了。本讲稿第八页，共二十七页根据被测组分使用的计量单位的不同，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（可分为质量校正因子（fm）、摩尔校正因）、摩尔校正因子，（子，（fM）和体积校正因子（）和体积校正因子（fv），通常），通常省略相对二字。省略相对二字。Ai As Wi Ws对标准物质来讲：对标准物质来讲：fs=1.00 此时此时 fi=fi本讲稿第九页，共二十七页校正因子的测定方法是：准确称量被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，在实验条测组分和标准物资，混合后，在实验条
7、件下进样分析，分别测量相应的峰面积。件下进样分析，分别测量相应的峰面积。由由 算出算出f i 本讲稿第十页，共二十七页三三.归一化法归一化法要求所有组分在色谱柱上均出峰。要求所有组分在色谱柱上均出峰。进样量进样量本讲稿第十一页，共二十七页应用前提：当色谱峰是均匀的峰，且应用前提：当色谱峰是均匀的峰，且Y1Y2Y3Yn 则可用则可用hi代替代替Ai 此时：此时：若为同系物则若为同系物则fi可省略可省略本讲稿第十二页，共二十七页归一化法归一化法 缺点：缺点：不能做到都出峰不能做到都出峰 峰间有重叠峰间有重叠难以测出难以测出f（校正因子）（校正因子）优点：简便、准确、当操作条件如进优点：简便、准确、
8、当操作条件如进 样量、流速等变化时，对结果样量、流速等变化时，对结果 影响小。影响小。适用：测量产物及副产物都清楚的混适用：测量产物及副产物都清楚的混 合物含量测定。合物含量测定。本讲稿第十三页，共二十七页二氯乙烷 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、例：某色谱条件下，分析仅含有二氯乙烷、例：某色谱条件下，分析仅含有二氯乙烷、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，分二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分 析结果如
9、下：析结果如下：析结果如下：析结果如下：试用归一化法求各组分的百分含量。试用归一化法求各组分的百分含量。试用归一化法求各组分的百分含量。试用归一化法求各组分的百分含量。本讲稿第十四页，共二十七页二氯二氯乙烷乙烷二溴二溴乙烷乙烷四乙四乙基铅基铅解：解：本讲稿第十五页，共二十七页内标物样品试样准确称量wsww+ws进样量v(l)wswWi(分析组分）四四四四.内标法：内标法：内标法：内标法：加入的纯物质称为内标物，是人为加入的，加入的纯物质称为内标物，是人为加入的，加入的纯物质称为内标物，是人为加入的，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，所谓内标法是将一定
10、量的纯物质作为内标物，所谓内标法是将一定量的纯物质作为内标物，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，根据被测物和内加入到准确称取的试样中，根据被测物和内加入到准确称取的试样中，根据被测物和内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，标物的质量及其色谱图上相应的峰面积比，标物的质量及其色谱图上相应的峰面积比，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。求出某组分的含量。求出某组分的含量。求出某组分的含量。本讲稿第十六页，共二十七页W为进样量为进样量优点：不要求所有组分都出峰，都分离完全；优点：不要求所有组分都出峰，都分离完全
11、；优点：不要求所有组分都出峰，都分离完全；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。不需知道样品的组分。不需知道样品的组分。不需知道样品的组分。缺点：要准确称量样品及内标物的量。缺点：要准确称量样品及内标物的量。缺点：要准确称量样品及内标物的量。缺点：要准确称量样品及内标物的量。本讲稿第十七页，共二十七页例：苯甲酸工业粗产品纯度的测定，准确称例：苯甲酸工业粗产品纯度的测定，准确称取工业苯甲酸取工业苯甲酸150mg溶于甲醇中，加入内溶于甲醇中，加入内标物正庚烷标物正庚烷50mg，进样色谱分析，洗出，进样色谱分析，洗出苯甲酸面积苯甲酸面积176mm2，正庚烷峰面积，正庚烷峰面积5
12、3mm2，用正庚烷作标准，苯甲酸的相对，用正庚烷作标准，苯甲酸的相对校正因子为校正因子为0.85，计算苯甲酸的含量。，计算苯甲酸的含量。解：解：f内内=1.00本讲稿第十八页，共二十七页作业：有一试样含有甲酸、乙酸、丙酸及水等称取样品作业：有一试样含有甲酸、乙酸、丙酸及水等称取样品1.055g，将，将0.1907g环已酮加到样品中作为内标环已酮加到样品中作为内标混合均匀后，进样量为混合均匀后，进样量为1g，得到如下数据：，得到如下数据：求样品中甲酸、乙酸、丙酸的百分含量。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.
13、56210.938本讲稿第十九页，共二十七页本讲稿第二十页，共二十七页内标物选择原则内标物选择原则:它应该是试样中不存在的纯物质；它应该是试样中不存在的纯物质；加入的量应接近于被测组分；加入的量应接近于被测组分；要求内标物的色谱峰位于被测组分的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；峰的中间，并与这些组分完全分离；内标物与欲测组分的物理及物理化学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，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更有利于内标物与欲测组分作匀称
14、的 变化。变化。本讲稿第二十一页，共二十七页 小结小结:一一.基本原理：基本原理：色谱法是依据各组分在两相间分配系数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配系数相差很小的组分得到很高的分离效果，彼此分开。效果，彼此分开。本讲稿第二十二页，共二十七页二二.仪器结构：仪器结构：载气源：载气源：N2 H2 He不同检测器对载气选择不同。不同检测器对载气选择不同。作用：作用：动力源，把样品带入色谱柱；动力源，把样品带入色谱柱；两相中的一项
15、，气相。两相中的一项，气相。进样器进样器;色谱柱：分离作用：温度选择：固定相选择。色谱柱：分离作用：温度选择：固定相选择。一一 般选低温，最高不超过固定相的使般选低温，最高不超过固定相的使用用 温度和组分分解温度。温度和组分分解温度。检测器：把组分流入检测器，量的变化转变为检测器：把组分流入检测器，量的变化转变为 电信号。电信号。本讲稿第二十三页，共二十七页三三.概念：概念：塔板理论塔板理论 n有效有效 H有效有效 衡量色谱柱柱效能（柱效）衡量色谱柱柱效能（柱效）tR Y u R1.5 R r n有效有效 关系式关系式 tR tM R本讲稿第二十四页，共二十七页 例：顶空气相色譜法测定检材中乙醇例：顶空气相色譜法测定检材中乙醇 的含量的含量 材料材料+内标（正丙醇）内标（正丙醇）本讲稿第二十五页，共二十七页其中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。本讲稿第二十六页，共二十七页标准乙醇+丙醇（正丙醇）代入上式代入上式代入上式代入上式如果两次加入正如果两次加入正如果两次加入正如果两次加入正丙醇量相等丙醇量相等丙醇量相等丙醇量相等上式为上式为上式为上式为本讲稿第二十七页，共二十七页