气相色谱分析计算方法.docx

气相色谱分析计算方法一、什么是气相色谱？它是怎样分离分析样晶的？气相色谱法是基于色谱柱能分离样品中各组分，检测器能连续响应，能同时对各组分进 行定性定量的一种分离分析方法，所以气相色谱法具有分离效率高、灵敏度高、分析速度快、 应用范I韦I广等优点色谱分析法实质上是一种物理化学分离方法，色谱分离的基本原理是试样组分通过色谱 柱吋与填料之间发生相互作用，这种札I互作用大小的差异使各组分互札I分离而按先后次序从 色谱柱后流出二、色谱分析计算的三个基本条件1、 定性：为什么要定性，怎样定性？定性分析的H的是确定试样的组成，即确定每个色谱峰各代表何种组分简单说来就是 身份确认在一定实验条件下，组分的保留值时间具有特征性，是气相色谱定性的参数保留时间(Rt )：它是只从进样到色谱柱后出现待测组分信号极大值所需要的时间保留吋间定性是 相对的，不是绝对的，有时候要使用联合技术才能更好的定性，比如GC-MS, GC-NMR等 定性是定量的基础，是前提条件；定量是定性的表现形式2、 检测检测器：是将流出色谱柱的被测组分的浓度转变为电信号的装置1)热导检测器(TCD):利用被测组分和载气的导热系数不同而响应的浓度型检测器，有的亦称为热导池(适用 于无机气体和有机气体如:N2> 02)o优点:1） 通用型，应用广泛2） 结构简单3） 稳定性好4） 线性范围宽5） 不破坏组分，可重新收集制备缺点：与其他检测器比灵敏度稍低（因大多数组分与载气热导率差别不大）（2） 氢火焰离子化检测器（FID质量型）：（适用于有机化合物，特别是碳氢化合物如：C2H2> VCM : C2H3CI）o优点:专属型检测器（只能测含C有机物）,灵敏度高（>TCD），响应快,线性范围宽。

缺点：燃烧会破坏离子原形，无法回收，（制备纯物质，不采用），对在氢火焰中不电离 的无机化合物，如H20, NH3, CO乙S02等不能检测3） 电子捕获检测器（ECD）电子捕获检测器（ECD）也是一种离子化检测器，它可以与氢火焰共用一个放大器 它的应用仅次于热导检测器和氢焰检测器是一种具有选择性的高灵敏度检测器ECD仅对 具有电负性的物质，如含有卤素、硫、磷、氧、氮等的物质有响应信号，物质的电负性愈强, 检测器的灵敏度愈高检测原理：当载气（N2）从色谱柱流出进入检测器吋，放射源放射出的B射线，使载气电离，产生 正离子及低能量电子，这些带电粒子在外电场作用下向两电极定向流动，形成了约为10-8A 的离子流，即为检测器基流此外，氮磷检测器（NPD）及火焰光度检测器（FPD）等也用得比较多有待测组分进入检测器后，检测器输出的电丿衣信号（色谱峰面积或峰高）与样品的浓度 或正比，色谱定量基础检测器和色谱柱并不是万能的，不同的样品要选择合适的检测器和色谱柱才能完成分析 任务3、定量（计算）：（1）为什么要定量，怎样定量？如何准确定量？需要注意什么？定量分析就是要确定样品中某一组分的准确含量气相色谱法是根据仪器检测器的响应值与被测纽分的量，在某些条件限定下成 正比的关系来进行定量分析的。

也就是说，在色谱分析中，在某些条件限定下，色谱峰 的峰高或峰面积（检测器的响应值）与所测组分的数量（或浓度）成正比因此，色谱 定量分析的基本公式是：W^VAj 或 G二fj*hj其小wi为组分的质量；ci为组分的浓度；fi为组分的校正因子；Ai为组分i的峰 面积；hi为组分i的峰高在色谱定量分析中，什么吋候采用Ai,什么吋候采用hi,将视具体情况而定一般来 说，对浓度敏感型检测器，常用峰高定量；对质量敏感型检测器，常用峰面积定量要想准确定量，进样要准确（我们没有六通罚），样品要有代表性，还要保持仪器稳 定，在最佳状态运行2）什么是峰高和峰面积？峰高（h）是指峰顶到基线的距离，以h表示峰面积（A）是指每个组分的流出曲 线与基线间所包围的面积峰高或峰面积的大小和每个组分在样品中的含量相关，因此 色谱峰的峰高或峰面积是气相色谱进行定量分析的主要依据因此要准确地测量峰高和 峰而积，关键在于峰底（或基线）的确定峰底是从峰的起点与峰的终点z间的一•条连 接直线一•个完全分离的峰，峰底与基线是相重合的峰面积和峰高的计算现在一般都 直接通过积分仪得出使用峰面积积分，一定要等峰出完，即达到基线平稳才能停止检 测o为了加快分析速度，在仪器方法允许的情况下，我们可以进行两针连打，但是要注意避免重叠干扰，如果发现重叠现象，必须重新进样分析。

如下图所示（3）定量（峰面积和峰高的校正）方法及各方法的优劣色谱中常用的定量方法有归一化法、外标法、内标法、和标准加入法① 归一化法当试样小所有组分均能流出色谱柱，并在检测器上都能产生信号时，可用归一化法计 算组分含量所谓归一化法就是以样站小被测组分经校正过的峰面积（或峰高）占样站 小各组分经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例来表示样品小各组分含量的定量方 法其计算公式为：C.% xlOO% = '丛 xl 00%EA/z 4/+••• + %/；+•• + &£归一化法定量的优点是简便、精确，进样量的多少与测定结果无关，操作条件（如流 速，柱温）的变化对定量结果的影响较小，可以同时测出样品中多组分的含量归一化 法定量的主要问题是校正因子的测定较为麻烦，还要样品所有组分都要流出色谱柱，并 能在检测器上产生信号，耗吋较长，不适合要快速分析的工厂中间控制使用② 外标法（即标准曲线法或直接法）以待测组分纯甜为对照物，与试样中待测组分的响应信号相比较进行定量的方法 此方法是用标准样品配制成不同浓度的标准系列，在与待测组分相同的色谱条件下， 等体积准确进样，测量各峰的峰面积或峰高，用峰面积或峰高对样品浓度绘制标准曲线, 分光光度分析'I •的标准曲线法相似。

当欲测组分含量变化不大，并己知这一组分的大概含量时，也可以不必绘制标准曲线, 而用单点校正法，即点接比较法定量具体方法是：先配制一个和待测组分含量相近的 已知浓度的标准溶液，在相同的色谱条件下，分别将待测样品溶液和标准样品溶液等体 积进样，作出色谱图，测量待测组分和标准样品的峰面积或峰高，然后由下式直接计算 样品溶液中待 测组分的含量：C, __ 4（o?=（A）r标准曲线法的优点是：绘制好标准工作曲线后测定工作就变得相半简单，可直接从标 准工作曲线上读出含量，因此特别适合于大量样品的分析中控分析）标准曲线法的缺点是：每次样品分析的色谱条件（检测器的响应性能，柱温，流动和 流速及组成，进样量，柱效等）很难完全相同，因此容易出现较大误差含量不同的样甜，需要校正不同的方法，并不是一个方法就能满足所有分析样甜的 ③内标法若试样中所有组分不能全部出峰，或只要求测定试样中某个或某几个组分的含量吋， 可以采用内标法定量•. •些=C, % = % 100 % •些 X 100 %叫人•人 m AJs加内标法的关键是选择合适的内标物，对于内标物的要求是：a内标物应是试样中不存在的纯物质；b内标物的性质应与待测组分性质相近，以使内标物的色谱峰与待测纽分色谱峰靠近 并与之完全分离；c内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应；d内标物加入量应接近待测组分含量。

内标法的优点是：进样量的变化、色谱条件的微小变化对内标法定量结果的影响不大, 特别是在样品前处理（如浓缩、萃取、衍生化等）前加入内标物，然后再进行前处理时, 可部分补偿欲测组分在样品前处理时的损失内标法的缺点是：选择合适的内标物比较困难，内标法定量比标准曲线法定量的准确度 和精密度都要好④内标对比法（标准加入法）标准加入法实质上是一种特殊的内标法，是在选择不到合适的内标物吋，以欲测组分 的纯物质为内标物，加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件下，测定加入欲测组分纯物质前后欲测组分的峰而积（或峰高），从而计算欲测组分在样品中的含量的方法 四、色谱峰分类理论上讲色谱峰应该是对称的，实际上一般情况下的色谱峰都是非对称的色谱峰，主要 有以下几种情况：1、 前伸峰：前沿平缓后部陡起的不对称色谱峰；2、 拖尾峰：前沿陡起后部平缓的不对称色谱峰；3、 分叉峰：两种组分没有完全分开而重叠在一起的色谱峰；4、 “馒头”峰：峰形比较矮而胖的色谱峰；因为峰型的不稳定，峰高有吋候不好定量，所以我们主要采用峰面积定量。