Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,色谱分析(s p fn x)之定性定量,第一页，共42页。,1、利用已知物直接对照法定性,利用已知物直接对照定性，是一种简单可靠的方法，在具有已知标样的情况下，常使用该方法。该法定性的依据是：在一定柱条件（柱长、固定(gdng)相）、操作条件下，组分有固定(gdng)的保留值。,但也应注意：（A）相同的物质在相同条件下，有相同的保留值；（B）在相同条件下，有相同保留值的不一定是同一物质。,第二页，共42页。,（1）利用保留值定性,如前所述，在一定(ydng)的柱条件和操作条件下，准确测量未知物和已知物的保留值，若相同，则初步可认为它们属于相同物质。该法的缺点是保留值受操作条件影响大、载气流速、温度的微小变化都会使保留值改变，从而给定性带来困难。,（2）利用相对保留值定性,由于“r2/1仅受柱温、固定相的影响，而不受操作条件（如流速、柱长、填充情况等）的影响。因此在柱温、固定相一定(ydng)时，“r2/1为定值，可作为定性的较可靠的参数。,第三页，共42页。,（3）利用双柱或多柱定性,在一根色谱柱上用保留值鉴定组分有时不一定可靠，因为不同物质有可能在同一色谱柱上具有相同的保留值。所以应采用双柱或多柱法进行定性分析。即采用两根或多根性质（极性）不同的色谱柱进行分离，观察未知物和标准(biozhn)样品的保留值是否始终重合。如果仍获得相同的保留值，则定性结果一般就没有什么问题了。因为两种不同组分，在两根或多根不同极性固定液柱上，保留值相同之机会是极少的。,第四页，共42页。,（4）利用已知物增加峰高法定性,如果样品组成复杂，峰间距小，且操作条件不易控制恒定时，峰高增加法是在此条件下最可靠的定性方法。具体方法是：先进(xinjn)一样品，得一色谱图，然后在样品中加入定量的标准已知物，同样条件下进样，从得到新的色谱图上看，如果某个峰加高了，则该峰就是加入的标准已知物的组分。,利用已知物直接对照法定性，方法简单，但试样的大概组成应该预先有所了解，而且还需准备对照用的已知纯物质。,第五页，共42页。,2、利用保留指数定性,保留指数是一种重现性较其它保留数据都好的定性参数，可根据(gnj)所用固定相和柱温直接与文献值对照而不需标准样品。,保留指数I是把物质的保留行为用两个紧靠近它的标准物（一般是两个正构烷烃）来标定。某物质的保留指数可由下式计算而得：,第六页，共42页。,式中XN为保留值，可以用调整保留时间tR、调整保留体积VR或相应的记录纸的距离表示。,i为被测物质，Z，Z1代表(dibio)具有Z个和Z1个碳原子数的正构烷烃。被测物质的XN值应恰在这两个正构烷烃的XN值之间，即XNZXNIXN（Z+1）。,正构烷烃的保留指数则人为地定为它的碳数乘以100，例如正戊烷、正已烷、正庚烷的保留指数分别为500、600、700,欲求某物质的保留指数，只要与相邻的正构烷烃混合在一起（或分别的），在给定条件下进行色谱实验，然后按上式计算其保留指数。,第七页，共42页。,现以乙酸正丁酯在阿皮松L柱上，柱温为100时的保留指数为例来加以说明。选正庚烷、正辛烷两个正构烷烃，乙酸正丁酯的峰在此两正构烷烃峰的中间。,设相当于调整(tiozhng)保留时间的记录纸距离为：,正庚烷（n-C7）XNZ,乙酸正丁酯 XNi,正辛烷(n-C8）XN(z+1),Z7，将上述数据代入上式得：,第八页，共42页。,保留指数的有效数字(yu xio sh z)为三位，其准确度和重现性都很好，误差1，因此只要柱温和固定液相同，就可用文献上发表的保留指数进行定性鉴定，而不必用纯物质。,第九页，共42页。,3、与其它方法结合的定性分析法,（1）与质谱、红外光谱(gungp)筹仪器联用,较复杂的混合物经色谱柱分离为单组分，再利用质谱、红外光谱(gungp)或核磁共振等仪器进行定性鉴定。其中特别是气相色谱和质谱的联用，是目前解决复杂未知物定性问题的有效方法之一。,（2）与化学方法配合进行定性分析,带有某些官能团的化合物，经一些特殊试剂处理，发生物理变化或化学反应后，其色谱峰将会消失或提前或移后，比较处理前后色谱图的差异，就可初步辨认试样含有哪些官能团。使用这种方法可直接在色谱系统中装上预处理柱。若反应过程进行较慢可进行复杂的试探性分析，也可使试样与试剂在注射器内或者其它小容器内反应，再将反应后的试样注入色谱柱。,第十页，共42页。,4、利用检测器的选择性进行定性分析,不同类型的检测器对各种组分的选择性和灵敏度是不相同的，例如热导池检测器对无机物和有机物都有响应，但灵敏度较低；氢焰电离检测器对有机物灵敏度高，而无机气体、水分、二硫化碳等响应很小，甚至无响应；,电子捕获检测器只对含有(hn yu)卤素、氧、氮等电负性强的组分有高的灵敏度。,又如火焰光度检测器只对含硫、磷的物质有讯号。碱盐氢焰电离检测器对含卤素、硫、磷、氮等杂原子的有机物特别灵敏。利用不同检测器具有不同的选择性和灵敏度，可以对未知物大致分类定性。,第十一页，共42页。,而当流速较大时，传质项（C项）为控制因素，宜采用相对分子质量较小的载气（H2、He），此时(c sh)组分在载气中有较大的扩散系数，可减小气相传质阻力，提高柱效。,选择载气时还应考虑(kol)对不同检测器的适应性。,第十二页，共42页。,二、定量分析,1、定量分析的依据,在一定(ydng)操作条件下，分析组分i的质量（mi）或其在载气中的浓度是与检测器的响应信号（色谱图上表现为峰面积Ai或峰高hi）成正比的，即：,AiSi.mi,或：mi=Ai/Si=fiAi,这就是色谱定量分析的依据。,式中Si为响应值，fi为校正因子。,第十三页，共42页。,由上式可见，在定量分析中需要：,（1）准确测量峰面积；,（2）准确求出比例常数fi（称为定量校正(jiozhng)因子）；,（3）根据上式正确选用定量计算方法，将测得组分的峰面积换算为百分含量。下面分别讨论之。,2、峰面积测量法,峰面积的测量直接关系到定量分析的准确度。常用峰面积测量方法（根据峰形的不同）有如下几种：,第十四页，共42页。,（1）峰高乘半峰宽法,当色谱(s p)峰为对称峰时可采用此法。根据等腰三角形面积的计算方法，可以近似认为峰面积等于峰高乘以半峰宽：,A=hY12,这样测得的峰面积为实际峰面积的倍，实际上峰面积应为：,A=1.065 hY12,显然，在作绝对测量时（如测灵敏度），应乘以。但在相对计算时，可约去。,由于此法简单、快速，所以在实际工作中常采用；但对于不对称峰、很窄或很小的峰，由于Y12 。测量误差较大，就不能应用此法。,第十五页，共42页。,（2）峰高乘峰底宽度法,对矮而宽的色谱峰，用下式计算峰面积较为(jio wi)准确。,A=1.02 hiY,（3）峰高乘平均峰宽法,对于不对称色谱峰使用此法可得较准确的结果。所谓平均峰宽是指在峰高和处分别测峰宽，然后取其平均值：,第十六页，共42页。,（4）峰高乘保留值法,在一定操作条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，即：,Y1/2 tR,所以：,Y1/2btR,AhY1/2hbtR,在相对计算时，b可约去，于是(ysh)：,AhY1/2htR,此法适用于狭窄的峰，或有的峰窄、有的峰又较宽的同系物的峰面积测量。,第十七页，共42页。,（5）积分仪法,自动积分仪是测量峰面积最方便的工具，速度快，线性范围宽，精度一般可达2，对小峰或不对称峰也能得出较准确的结果。数字电子积分仪能以数字的形式招峰面积和保留时间打印出来。,现在(xinzi)有计算机联机的色谱仪，峰面积可由计算机通过计算软件直接计算出来。并可对基线漂移的色谱图的峰面积作校正。部分重叠的峰的面积也可计算。,第十八页，共42页。,3、定量校正因子的求算,色谱定量分析是基于被测物质的量与其峰面积成正比关系。但是由于同一检测器对不同的物质具有不同的响应值，所以两个相等的物质出峰面积往往(wngwng)不相等，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量。,为了使检测器产生的响应讯号能真实地反映出物质的含量，就要对响应值进行校正，因此引入“定量校正因子”。,第十九页，共42页。,前已述及，在一定的操作条件(tiojin)下，进样量（mi）与响应讯号（峰面积Ai）成正比：,mi=fiAi,或写作,fi=mi/Ai,式中fi 又为绝对质量校正因子，也就是单位峰面积所代表物质的质量。fi主要由仪器的灵敏度所决定，它既不易准确测定，也无法直接应用。,第二十页，共42页。,所以在定量工作中都是用相对校正因子，即某物质与一标准物质的绝对校正因子之比值，我们平常所指的校正因子都是相对校正因子。,常用的标准物质，对热导池检测器是苯，对氢焰检测器是正庚烷。按被测组分使用(shyng)的计量单位的不同，可分为质量校正因子，摩尔校正因子和体积校正因子（通常把相对二字略去）。,第二十一页，共42页。,（1）质量校正(jiozhng)因子fm,这是一种经常用的定量校正(jiozhng)因子，即：,式中下标i，s分别(fnbi)代表被测物和标准物质。,第二十二页，共42页。,(2)摩尔校正因子fM,如果(rgu)以摩尔数计量，则:,式中Mi、Ms分别(fnbi)为被测物和标准物质相对分子质量。,第二十三页，共42页。,（3）体积校正(jiozhng)因子 fv,如果以体积计量（气体样品），则体积校正(jiozhng)因子就是摩尔校正(jiozhng)因子，这是因为一摩尔任何气体在标准状态下其体积都是22.4 L。,对于气体分析，使用摩尔校正因子(ynz)可得体积百分数。,第二十四页，共42页。,（4）相对响应值S,相对响应值S是物质i与标准物质 S 的响应值（灵敏度）之比。单位相同时，它与校正因子互为倒数(do sh),即：,S1/f,S和f只与试样，标准物质及检测器类型有关，而与操作条件(柱温、载气流速、固定液性质)等无关，因而是一个能通用的常数。,第二十五页，共42页。,该法定性的依据是：在一定柱条件（柱长、固定(gdng)相）、操作条件下，组分有固定(gdng)的保留值。,并可对基线漂移的色谱图的峰面积作校正。,例5：为了无水乙醇中水分(i)的含量，称混合样，加入内标物苯(S)，混匀后进(hujn)样。,分析时，取和制作标准曲线时所用量同样的样品和内标物，测出其峰面积比，从标准曲线上查出被测物的含量。,由于“r2/1仅受柱温、固定相的影响，而不受操作条件（如流速、柱长、填充情况等）的影响。,ms=fsAs,根据等腰三角形面积的计算方法，可以近似认为峰面积等于峰高乘以半峰宽：,第三十四页，共42页。,测量误差较大，就不能应用此法。,分析时，取和制作标准曲线时所用量同样的样品和内标物，测出其峰面积比，从标准曲线上查出被测物的含量。,但对于不对称峰、很窄或很小的峰，由于Y12 。,如果仍获得相同的保留值，则定性结果一般就没有什么问题了。,答：乙醇(y chn)中水含分为0.,（2）准确求出比例常数fi（称为定量校正(jiozhng)因子）；,但在相对计算时，可约去。,当各种操作条件保持(boch)严格不变时，在一定的进样量范围内，峰的半宽度是不变的，因此峰高就直接代表某一组分的量。,4、常用的几种定量计算方法,（1）归一化法,当试样中各组分(zfn)都能流出色谱柱，并在色谱图上显示色谱峰时，可用此法进行定量计算。,假设试样中有n个组分(zfn)，每个组分(zfn)的量m1、m2、mn，各组分(zfn)含量的总和m为100，其中组分(zfn)i的百分含量Ci可按下式计算：,第二十六页，共42页。,f，为质量校正因子，得质量百分数；如为摩尔校正因子，则得摩尔百分数或体积百分数（气体）