仪器分析实验内容-学生(2)

实验4 混合苯系物分析实验（气相色谱法）

一、实验目的

1.通过本实验了解气相色谱仪的基本结构及操作方法； 2.掌握用保留时间定性，归一化法定量测定法；

3.加深对理论塔板数、理论塔板高度及分离度等概念的理解及计算方法。 二、实验原理

苯、甲苯、乙苯的混合物都是苯系物，这三种物质都带有苯环结构，它们的沸点分别是80.10、110.63、136.19℃，用一般的方法较难分离及测定，用气相色谱法分析既快速又准确。

混合苯系物在一定的色谱条件下被分离后，进入氢火焰 (或热导) 检测器，得到每一组分的色谱峰，用标样对照，根据保留时间进行定性。

把所有出峰组分的含量之和按100%计的定量方法称为归一化法。使用归一化法定量，要求试样中的各个组分均流出，且在检测器上有信号响应。样品中各组分的百分含量可用峰面积归一化法进行计算。

wi?Aifi?100%

A1f1?A2f2?A3f3式中 wi 表示 i 组分的质量分数，Ai 表示 i 的组分的峰面积。fi为i 组分的相对校正因子。 归一法的特点是定量结果与进样量无关，不受操作条件影响；要求全出峰，某些不需要定量的组分也必须测出其峰面积及fi′值，计算较麻烦；不需要标准样；测量低含量尤其是微量杂质时，误差较大。 三、仪器与试剂

气相色谱仪（带FID检测器）；色谱工作站；微量进样器（1uL）；

色谱柱：不锈钢柱，内径2mm，长0.5m，内装3%OV-101/Chromosorb W AW DMCS 80目~100目；氮气钢瓶，空气压缩机，氢气发生器；

试剂：苯、甲苯、乙苯和正已烷（均为分析纯） 四、实验条件

1、固定相：不锈钢填充柱，内径2mm，长0.5m，内装3%OV-101 /Chromosorb W AW DMCS 80目~100目

2、温度：进样口温度150℃；柱温50℃左右；检测器温度150℃ 3、气体流量：载气为氮气30 mL/min，空气300 mL/min，氢气30 mL/min 4、检测器：FID，灵敏度（根据仪器调整到最佳） 5、进样量：0.2uL左右 五、实验步骤

1、标样配制：取一个称量瓶在天平上准确称重，分别滴入苯、甲苯、乙苯和正已烷各0.5克左右，每加一种试剂后准确称重，记下各组分的重量，算出百分含量。

2、进标样

开启色谱仪，按实验条件设置色谱参数，待基线平稳后，用标样把1uL微量进样器洗3-5次，然后往色谱仪内注射0.2 uL标样，采集色谱数据。

3、进待测样

用待测样把1uL微量进样器洗3-5次，然后往色谱仪内注射0.2 uL标样。采集色谱数据。 4、结果计算

（1）对比苯、甲苯、乙苯和正已烷标样和混合物的保留时间，在图谱上标出各峰的名称； （2）以苯为内标，计算苯、甲苯、乙苯的相对较正因子；计算苯、甲苯、乙苯各自的理论塔板数；

（3）计算待测样中苯、甲苯、乙苯的百分含量； （4）计算正己烷和苯、苯和甲苯、甲苯和乙苯的分离度。 六、注意事项

1.吸取标样和样品溶液的微量注射器必须专用。不得将针芯拉出，否则会造成损坏。 2.进样速度尽量快，以防色谱峰展宽。

3.进样的同时按下数据采集键，以保证计时准确。 七、思考题

1. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?（用线路连接方框图表示，并注明实际所用仪器的型号）。

2. 同样的实验条件下，同一色谱柱对不同化合物的理论塔板数是否相同？ 3. 气相色谱定量分析中的归一化法有什么特点？在应用上要注意些什么问题？

实验5 反相高效液相色谱法（RP-HPLC）分离芳香烃

一、实验目的

1.学习高效液相色谱的操作。

2.了解反相液相色谱法分离非极性化合物的基本原理。 3.掌握用反相色谱法分离芳香烃类化合物的方法。 二、方法原理

高效液相色谱法是一种重要的色谱分离技术。根据所用固定相和分离机理的不同，一般将高效液相色谱法分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和空间排斥色谱等。

在分配色谱中，组分在色谱柱上的保留程度取决于它们在固定相和流动相之间的分配系数K：

K?组分在固定相中的浓度

组分在流动相中的浓度显然，K值越大，组分在固定相上的保留时间越长固定相与流动相之间的极性差值也越大。因此，出现了流动相为非极性而固定相为极性物质的正相色谱法和流动相为极性而固定相为非极性的反相色谱法。目前应用最广的固定相是通过化学反应的方法将固定液键合到硅胶表面上，即所谓的键合固定相。若将正构烷烃等非极性物质（如n-C18烷）键合到硅胶基质上，以极性溶剂（如甲醇和水）为流动相，则可分离非极性或弱极性的化合物。据此，采用反相液相色谱法可分离烷基苯类化合物。

三、仪器与试剂

高效液相色谱仪四大主要部件：紫外（254 nm）检测器、高压输液泵、色谱柱 C18柱（250 mm×4 mm）、注射器（25 μL）

流动相：80%甲醇+20%水（使用前应超声波脱气） 试剂：苯、甲苯、n-丙基苯、n-丁基苯（均为AR） 未知样品 四、实验步骤 1.标准样品的配制

以流动相为溶剂，配制苯、甲苯、n-丙基苯、n-丁基苯的标准溶液，浓度均为10 mg/mL。 2.按下述色谱条件操作色谱仪

柱温：室温

流动相流速：1.0 mL/min 检测波长：254 nm 3.标准样样品的检测

待仪器稳定、记录仪基线平稳后，分别用注射器进苯、甲苯、n-丙基苯、n-丁基苯各5 μL，进样的同时，要作好记录保留时间（保留距离）的准备。 4.未知样品的检测

获得四种标准样品色谱后，进未知样20 μL，记下各组分色谱峰的保留时间。 五、数据处理

1.以标准物的保留时间为基准，给未知样品各组分定性，标出每个峰代表的化合物。 2.根据标准物的峰面积，估算未知样品中相应组分的含量。 六、问题讨论

1.解释未知试样中各组分的洗脱顺序。

2.试说明苯甲酸在本实验的色谱柱上，是强保留还是弱保留？为什么？