氣相色譜法測定醇類混合物實驗條件探討

1、1池州學院成人教育學院畢業(yè)設計報告書課題名稱：氣相色譜法測定醇氣相色譜法測定醇類混合物實驗條件探討類混合物實驗條件探討專 業(yè)： 應用化工 班 級：應用化工 1007 學生姓名： 雍自飛 2學 號： 100313307 指導教師： 朱樂平老師 2012 年 05 月 20 日氣相色譜法測定醇類混合物實驗條件探討雍自飛（安徽化工學校2010屆論文）摘要：空氣中的甲醇、異丙醇、丁醇、異戊醇、異辛醇、糠醇、二丙酮醇丙烯醇、乙二醇和氯乙醇用固體吸附劑管采集，溶劑解吸后進樣，經色譜柱分離，氫焰離子化檢測器(FID)檢測，以保留3時間定性，峰高或峰面積定量。 關鍵詞： 氣象色譜 氫火焰檢測器（FID） 醇

2、試劑目 錄 前 言.51 氣相色譜儀工作原理.52 實驗內容.6 2.1定性和定量分析.6 2.1.1定性分析.7 2.1.2定量分析.8 2.1.3方法.9 2.2 試劑.10 2.3測定.114 2.4 分析步驟.11 2.5 計算.123 結論.13.13 3.1 說明.13 3.2說明.15 3.3 優(yōu)缺點.15 3.3.1 優(yōu)點.15 3.3.2 缺點.16總總 結結.1.16 6參考文獻參考文獻.1.17 7致致 謝謝.1.18 8前言 醇，有機化合物的一大類，是脂肪烴、脂環(huán)烴或芳香烴側鏈中的氫原子被羥基取代而成的化合物。醇的分類：醇可5以根據分子中所含羥基的數(shù)目來分類。含一個羥基

3、的稱為一元醇，含兩個羥基的稱為二元醇，二元以上的醇統(tǒng)稱為多元醇。醇也可以根據羥基所連接碳原子的級來分類，羥基連在一級碳原子的醇成為一級醇，也成為伯醇；羥基連在二級碳原子上的醇稱為二級醇或仲醇，羥基連在三級碳原子上的醇稱為三級醇或叔醇1、色譜分離基本原理： 在色譜法中存在兩相，一相是固定不動的，我們把它叫做固定相；另一相則不斷流過固定相，我們把它叫做流動相。 色譜法的分離原理就是利用待分離的各種物質在兩相中的分配系數(shù)、吸附能力等親和能力的不同來進行分離的。 使用外力使含有樣品的流動相（氣體、液體）通過一固定于柱中或平板上、與流動相互不相溶的固定相表面。當流動相中攜帶的混合物流經固定相時，混合物中

4、的各組分與固定相發(fā)生相互作用。 由于混合物中各組分在性質和結構上的差異，與固定相之間產生的作用力的大小、強弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經過反復多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，從而按一定次序由固定相中先后流出。與適當?shù)闹髾z測方法結合，實現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測。色譜法也由此而得名。 氣相色譜儀分析基本流程：樣品由載氣吹動 6樣品經色譜柱分離檢測器檢測成分工作站打印分析結果2、實驗內容甲醇、異丙醇、丁醇、異戊醇、異辛醇、糠醇、二丙酮醇、甲醇、異丙醇、丁醇、異戊醇、異辛醇、糠醇、二丙酮醇、丙烯醇、乙二醇和氯乙醇的溶劑解吸氣相色譜法丙烯醇、乙二醇和氯乙醇的溶劑解吸氣

5、相色譜法 2.12.1定性和定量分析： 從色譜圖可以看到，色譜峰是組分在色譜柱運行的結果，它是判斷組分是什么物質及其含量的依據，色譜法就是依據色譜峰的移動速度和大小來取得組分的定性和定量分析結果的。2.1.12.1.1定性分析定性分析 在給定的條件下，表示組分在色譜柱內移動速度的調整保留時間是判斷組分是什么物質的指標，即某組分在給定條件下的t惱值必定是某一數(shù)值（圖 1）。為了盡量免除載氣流速、柱長、固定液用量等操作條件的改變對使用t惱值作定性分析指標時產生的不方便,可進一步用組分相對保7留值或組分的保留指數(shù)來進行定性分析。計算組分 i在給定的柱溫和固定相時的保留數(shù)Ii的公式為（公式4）式中n與

6、n1是緊靠在組分i前后流出的正構烷烴的碳原子數(shù),氣相色譜法是這兩個正構烷烴的調整保留時間。將樣品進行色譜分析后，按同樣的實驗條件用純物質作實驗，或者查閱文獻,把兩者所得的定性指標（值、t惱值或I值）相比較,如果樣品和純物質都有定性指標數(shù)值一致的色譜峰，則此樣品中有此物質。由于只能說相同物質具有相同保留值的色譜峰，而不能說相同保留值的色譜峰都是一種物質，所以為了更好地對色譜峰進行定性分析，還常采用其他手段來直接定性，例如采用氣相色譜和質譜或光譜聯(lián)用，使用選擇性的色譜檢測器，用化學試劑檢測和利用化學反應等。2.1.22.1.2定量分析定量分析色譜峰的大小由峰的高度或峰的面積確定?？捎檬止さ姆椒y量

7、峰高,和以峰高 h 與峰高一半處的峰寬 的乘積表示峰面積。A=h。新型的色譜儀都有積分儀或微處理機給出更精確的色譜峰高或面積。應該注意，組分進入檢測器產生的相應的色譜信號大?。ǚ甯呋蚍迕娣e）隨所用檢測器類別和載氣的不同而異，有時甚至受到物質濃度和儀器結構的影響。所以須將所得的色譜信號予以校正，才能與組分的量一致，即需要用下式校正組分的重量：WfA 式中 f為該組分的定量校正因子。依上式從色譜峰面積（或峰高）可得到相應組分的重量，進一步用下述方法之一計算出組分 i 在樣品中的含量 Wi：歸一化法,將組分的色譜峰面積乘以各自的定量校正因子，然后按下式計算 8此法的優(yōu)點是方法簡便，進樣量與載氣流速的

8、影響不大；缺點是樣品中的組分必須在色譜圖中都能給出各自的峰面積，還必須知道各組分的校正因子。 內標法,向樣品中加入被稱為內標物的某物質后，進行色譜分析，然后用它對組分進行定量分析。例如稱取樣品Wm 克，將內標物 W 克加入其中，進行色譜分析后，得到欲測定的組分與內標物的色譜峰面積分別為 Ai 和 A，則可導出：（公式 2）此方法沒有歸一化法的缺點，不足之處是要求準確稱取樣品和內標物的重量，選擇合適的內標物。 外標法,在進樣量、色譜儀器和操作等分析條件嚴格固定不變的情況下，先用組分含量不同的純樣等量進樣，進行色譜分析,求得含量與色譜峰面積的關系,用下式進行計算：（公式 3）式中 k 是組分 i

9、單位峰面積百分含量校正值。此法適用于工廠控制分析，特別是氣體分析；缺點是難以做到進樣量固定和操作條件穩(wěn)定。2.1.32.1.3方法方法 空氣中的甲醇、異丙醇、丁醇、異戊醇、異辛醇、糠醇、二丙酮醇、丙烯醇、乙二醇和氯乙醇用固體吸附劑管采集，溶劑解吸后進樣，經色譜柱分離，氫焰離子化檢測器（FID)檢測，以保留時間定性，峰高或峰面積定量。 硅膠管，溶劑解吸型，200mg/100mg 硅膠（用于甲9醇和乙二醇）。 活性碳管，溶劑解吸型，100mg/50mg 活性碳（用于異丙醇、丁醇、異戊醇、異辛醇、二丙酮醇、丙烯醇和氯乙醇）。 GDX- 501管，溶劑解吸型， 100mg/50mg GDX-501（用

10、于糠醇）。 空氣采樣器，流量 0500ml/min。 溶劑解吸瓶，5ml。 微量注射器，10l。 氣相色譜儀，氫焰離子化檢測器（FID)儀器操作條件色譜柱1（用于甲醇）：2m4mm，GDX-102；柱溫：140；汽化室溫度：180；檢測室溫度：200；載氣（氮氣）流量：35ml/min。色譜柱2（用于甲醇以外醇類化合物）：2m4mm，F(xiàn)FAP:Chromosorb WAW10:100；柱溫：90（用于異丙醇、正丁醇、異丁醇、異戊醇和丙烯醇）；100（用于二丙酮醇）；140(用于糠醇和氯乙醇)；170（用于異辛醇和乙二醇）；汽化室溫度：200；檢測室溫度：220；載氣（氮氣）流量：40ml/mi

11、n。 2.22.2 試劑試劑 解吸液：色譜鑒定無干擾峰。表1 待測物的解吸液待測物待測物解吸液解吸液甲醇蒸餾水10丙烯醇二硫化碳丁醇和異戊醇異丙醇的二硫化碳溶液(2)乙二醇異丙醇溶液(2)氯乙醇異丙醇的二硫化碳溶液(5)異丙醇和異辛醇異丁醇的二硫化碳溶液(1)糠醇丙酮二丙酮醇異戊醇的二硫化碳溶液(1.5) FFAP，色譜固定液。 Chromosorb WAW和 GDX-102，色譜擔體，6080目。 標準溶液：于25ml 容量瓶中，加入約5ml 解吸液，準確稱量后，加入一定量待測物，再準確稱量；分別用相應的解吸液稀釋至刻度，由兩次稱量之差計算出濃度，為標準溶液?；蛴脟艺J可的標準溶液配制。 2

12、.32.3測定測定 取樣點：空間樣（室內） 現(xiàn)場采樣按照GBZ 159執(zhí)行。 短時間采樣：在采樣點，打開固體吸附劑管兩端，以500ml/min（用于乙二醇），或100ml/min流量（用于乙二醇以外的采樣）采集15min 空氣樣品。3.4.2 長時間采樣：在采樣點，打開固體吸附劑管兩端，以50ml/min 流量采集28h（活性碳管）或14h（硅膠管）空氣樣品。 3.4.3 個體采樣：在采樣點，打開固體吸附劑管，佩戴在采樣對象的前胸上部，進氣口盡量接近呼吸帶，以50ml/min 流量采集28h（活性碳管）或14h（硅膠管）空氣樣品。采樣后，立即封閉固體吸附劑管兩端，置清潔容器內運輸和保存。樣品在

13、室溫下可保存7d。2.42.4 分析步驟分析步驟11 對照試驗：將固體吸附劑管帶至采樣點，除不連接采樣器采集空氣樣品外，其余操作同樣品，作為樣品的空白對照。 樣品處理：將采過樣的前后段固體吸附劑分別倒入溶劑解吸瓶中，各加入1.0ml解吸液，封閉后，振搖1min，解吸30min（二丙酮醇需90min）。搖勻，解吸液供測定。若濃度超過測定范圍，可用各自的解吸液稀釋后測定，計算時乘以稀釋倍數(shù)。 標準曲線的制備：用各自的解吸液稀釋標準溶液成表2所列標準系列。表2 標準系列化合物012345甲醇，g/ml01050100150250異丙醇，g/ml0100020004000800010000正丁醇，g/

14、ml020040080012002000異丁醇，g/ml015030060010001500異戊醇，g/ml015030060010001500異辛醇，g/ml02.04.06.08.010.0糠醇，g/ml015030060010001500丙烯醇，g/ml05.010.020.030.050.0二丙酮醇，g/ml02004006008001000乙二醇，g/ml05001000150020004000氯乙醇，g/ml010020040060080012參照儀器操作條件，將氣相色譜儀調節(jié)至最佳測定狀態(tài)，分別進樣1.0l，測定各標準系列。每個濃度重復測定3 次。分別以測得的峰高或峰面積均值對相

15、應的待測醇類濃度(g/ml)繪制標準曲線。 樣品測定：用測定標準系列的操作條件測定樣品和空白對照峰高或峰面的解吸液，測得的樣品峰高值減去空白對照的峰高值后，由標準曲線得待測醇類的濃度(g/ml)。 2.52.5 計算計算 按式（1）將采樣體積換算成標準采樣體積： 293 P Vo = V （1）273 + t 101.3 式中：Vo 標準采樣體積，L；V 采樣體積，L；t 采樣點的溫度，；P 采樣點的大氣壓，kPa。按式（2）計算空氣中待測醇類的濃度： （c1 + c2）v C = （2） VoD式中：C空氣中醇類的濃度，mg/m3；c1，c2 測得前后段活性碳解吸液中醇類的濃度，g/ml；V

16、o 換算成標準采樣體積，L；v 解吸液的體積，ml；D 解吸效率，。 時間加權平均容許濃度按GBZ 159規(guī)定計算。133 3、結論結論只要在氣相色譜儀允許的條件下可以氣化而不分解的物質，都可以用氣相色譜法測定。對部分熱不穩(wěn)定物質，或難以氣化的物質，通過化學衍生化的方法，仍可用氣相色譜法分析。如空氣、水中污染物如揮發(fā)性有機物、醇類；血液酒精中含有的醇類等。3.13.1 說明說明 本法的檢出限、最低檢出濃度(乙二醇按7.5L空氣計，氯乙醇按1L空氣計，其余按1.5L空氣計)、測定范圍、相對標準偏差、穿透容量和解吸效率列于表3。每批固體吸附劑管應測定解吸效率?；衔餀z出限g/ml最低檢出濃度mg/

17、 m3測定范圍g/ml相對標準偏差穿透容量mg解吸效率甲醇21.322502.93.70.3596異丙醇0.40.30.450001.82.49.1296丁醇0.50.40.520001.03.01593異戊醇96914402.641197異辛醇10.712002.15.141.894丙烯醇10.712004.24.77.3296氯乙111614表3 方法的性能指標 本法可使用聚乙二醇6000柱代替FFAP柱，也可使用同類型的毛細管色譜柱。 氯乙醇的采樣時間為10min。3.23.2說明說明 1.本法的檢出限為0.02g/ml；最低檢出濃度為1.3mg/ m3（以采集1.5L空氣樣品計）。測定

18、范圍為0.020.60g/ml，相對標準偏差為3.53.6。 2. 200mg硅膠的穿透容量為0.39mg。每批硅膠管必須測定其解吸效率。 3. 乙醇、丙烯腈、丙烯酸甲酯等共存物不干擾測定。 4.本法可以使用同類型的毛細管色譜柱進行測定。 3.3 優(yōu)缺點醇40糠醇64615005.26.81492二丙酮醇5.73.75.710004.3811.587乙二醇1001410020002.64.91295153.3.1 優(yōu)點分離效率高，分析速度快，例如可將汽油樣品在兩小時內分離出 200 多個色譜峰,一般的樣品分析可在 20 分種內完成。樣品用量少和檢測靈敏度高，例如氣體樣品用量為 1 毫升，液體樣品用量為 0.1 微升,固體樣品用量為幾微克。用適當?shù)臋z測器能檢測出含量在百萬分之十幾至十億分之幾的雜質。選擇性好，可分離、