第五节气相色谱定性定量分析汇总
第五节 气相色谱定性定量分析
令某一组分为s，分别计算：
标准混合物各组分的ris值
样品混合物各组分ris的值
通过比较对应的ris值，相同者为同一物质。
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相对保留值仅与柱温和固定液性质有关。 在色谱手册中都列有各种物质在不同色谱条 件下的保留数据，可以用来进行定性鉴定。
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3）利用保留指数（I）定性
保留指数又称 Kovats 指数（I），是一种重现 性较好的定性参数。 测定方法 1）将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子 中碳原子个数乘以100（如正己烷的保留指数为 600）。
（1）相对校正因子与待测物、基准物和检测器
类型有关，与操作条件（进样量）关系不大
（3）以氢气和氦气作载气测的校正因子可通用
（4）以氮气作载气测的校正因子与两者差别大
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3、定量方法
1）归一法
a）面积归一法
Wi%=
Ai A1 An
× 100%
使用条件：
1.所有的组分都流出；
2.所有的组分有相同的响应值。
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3、利用双柱、双检测器定性
1）利用双柱定性
混合物分别在两根极性不同的色谱柱上进 行分离，同时与纯物质进行对照，观察已知物 与未知物色谱峰是否始终重合。
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2）利用双检测器定性 利用检测器响应讯号的选择性对未知样品进 行定性。例如：
CH化机物－用FID和ECD鉴定
含硫化合物－用FID和FPD分别鉴定 含卤化合物－用FID和ECD分别鉴定
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2） 柱上处理法
将反应试剂涂在载体上做成预处理柱，预柱与 分析柱之间有切换装置。
3）柱后流出物的化学鉴定法
柱后流出物导入有选择性的化学试剂中，利用 显色、沉淀等现象对未知物进行定性，例如：
气相色谱定性与定量
峰形的色谱峰采用不同的测量方法。
（l）对称形峰面积的测量——峰高乘半峰宽法 理 论上可以证明，对称峰的面积
A=1．065×h×W1／2
（2）不对称峰面积的测量一峰高乘平均峰宽法
对于不对称峰的测量如仍用峰高乘半峰宽，误
差就较大，因此采用峰高乘平均峰宽法。
A=1/2h（W0.15＋W0.85）
' r ' r
与其他方法结合（联用技术 ）
气相色谱与质谱
气相色谱与Fourier红外光谱
气相色谱与原子发射光谱
气相色谱与其它选择性检测器（PFPD、 SCD、ECD、NPD……）
其它定性方式
确定样品的来源
采用化学反应对样品预处理
双柱、多柱定性
对于复杂样品的分析，利用双柱或多柱法更有 效、可靠，使原来一根柱子上可能出现相同保留值的 两种组分，在另一柱上就有可能出现不同的保留值。
式中：
W0.15和 W0.85分别为峰高0．15倍和0．85倍处的峰宽。
定量校正因子
色谱定量校正因子实际上就是关联色谱峰面积和样品量的一 个系数。定量校正因子分绝对和相对两种，其定义如下： 绝对定量校正因子： 相对定量校正因子：
mi fi Ai
f i ' (m) As mi f i (m) ' Ai ms f s (m)
（3）内标法
为了克服外标法的缺点，可采用内标校准 曲线法。这种方法的特点是：选择一内标物质， 以固定的浓度加入标准溶液和样品溶液中，以 抵消实验条件和进样量变化带来的误差。
Ai f i Ws % Ci % As f s W样
对内标物的要求是：
样品中不含有内标物质； 峰的位置在各待测组分之间或与之相近； 稳定、易得纯品； 与样品能互溶但无化学反应； 内标物浓度恰当，使其峰面积与待测组 太大。 分相差不
气相色谱分析法-定性定量分析
利用保留值定性（3）
色谱操作条件不稳定时的定性 相对保留值定性：相对保留值只受柱温和固定相性质的影响， 而柱长、固定相的填充情况和载气的流速均不影响相对保留 值的大小。 用已知标准物增加峰高法定性：在得到未知样品的色谱图后， 在未知样品中加入一定量的已知标准物质，然后在同样的色 谱条件下，作已知标准物质的未知样品的色谱图。对比这两 张色谱图，哪个峰增高了，则说明该峰就是加入的已知纯物 质的色谱峰。
f 'i f ' S 分别为组分i和内标物S的质量校正因子
Ai、AS分别为组分i和内标物S的峰面积
问题：内标法中，如以内标物为基准，则其相应 计算公式如何？ 提示：此时 f ' S ＝1.0。
内标物的选择
内标物应是试样中不存在的纯物质； 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 与待测组分色谱峰靠近并与之完全分离； 内标物与样品应完全互溶，但不能发生化学反应； 内标物加入量应接近待测组分含量。
一般来说，对浓度型检测器，常用峰高定量；对质量型检测器， 常用峰面积定量。
校正因子
校正因子分为相对校正因子和绝对校正因子。 绝对校正因子：表示单位峰面积或单位峰高所代表的物质质量。
mi fi = Ai
或
f i(h)
mi = hi
绝对校正因子的测定一方面要准确知道进入检测器的组分的 量mi，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，并要求严格控制色 谱操作条件，这在实际工作中是有一定的困难的。
答：没有。由测定过程和计算公式我们可以发现，进样量的大小不影 响最终的测定结果。
内标法应用实例：甲苯试剂纯度的测定
标准溶液和试样溶液的配制 标准溶液的配制 甲苯试样溶液的配制 相对校正因子的测定 仪器开机、点火、调试； 标准溶液的分析 相对校正因子的计算： 甲苯试样中甲苯含量的测定 甲苯试样溶液的分析
气相色谱定性和定量分析
气相色谱定性和定量分析一、目的要求1. 学习利用保留值和相对保留值进行色谱对照的定性方法。
2. 学习利用外标法进行定量分析。
3. 熟悉色谱仪器操作。
二、基本原理各种物质在一定的色谱条件(一定的固定相与操作条件等)下有各自确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标。
对于较简单的多组分混合物，若其中所有待测组分均为巳知，它们的色谱峰均能分开，则町将各个色谱峰的保留值与各相应的标准样品在同一条件下所得的保留值进行对照比较，就能确定各色谱峰所代表的物质，这就是纯物质对照法定性的原理。
该法是气相色谱分析中最常用的一种定性方法。
以保留值作为定性指标，虽然简便，但由于保留值的测定，受色谱操作条件的影响较大，而相对保留值，仅与所用的固定相和温度有关，不受其它色谱操作条件的影响，因而更适合用于色谱定性分析。
相对保留值r is 定义为：MR M R R R is t t t t t t r s i si --==//式中t M 、t M ’t Rs ’分别为死时间、被测组分i 及标准物质s 的调整保留时间。
还应注意，有些物质在相同的色谱条件下，往往具有相近的甚至相同的保留值，因此在进行具有相近保留值物质的色谱定性分析时，要求使用高柱效的色谱柱，以提高分离效率，并且采用双柱法(即分别在两根具有不同极性的色谱柱上测定保留值)。
在没有已知标准样品可作对照的情况下，可借助于保留指数 (Kov átts 指数)文献值进行定性分析。
对于组分复杂的混合物，采用更为有效的方法，即与其它鉴定能力强的仪器联用，如气相色谱／质谱，气相色谱／红外吸收光谱联用等手段进行定性分析。
三、仪器及试剂1．仪器气相色谱仪（岛津GC—17A）；氮气钢瓶、氢气钢瓶；空气压缩机；氢火焰检测器；色谱柱；微量进样器2．试剂①苯、甲苯、正己烷（分析纯）；②含苯、甲苯、正己烷的混合物四、实验条件1．毛细管色谱柱： DB－1型 0.25㎜×30m 非极性柱75 Kpa2．载气： N23．燃气： H60Kpa24．助燃气：空气 50Kpa五、实验步骤1.据实验条件，将色谱仪按仪器操作步骤调节至可进样状态，待仪器上的电路和气路系统达到平衡，色谱工作站屏幕上显示基线平直时，即可进样。
色谱分析之定性定量
（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， 如果样品组成复杂，峰间距小，且操作 条件不易控制恒定时， 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： 件下最可靠的定性方法。具体方法是：先进 一样品，得一色谱图， 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， 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， 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。 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， 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， 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。 还需准备对照用的已知纯物质。
lg X Ni lg X NZ I = 100 × [ + Z] lg X N ( Z +1) lg X NZ
式中 XN 为保留值 ， 可以用调整保留时间 tR’、 式中X 为保留值， 可以用调整保留时间t 、 或相应的记录纸的距离表示。 调整保留体积V 或相应的记录纸的距离表示 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，Z＋1代表具有Z个和Z＋1个 为被测物质， 代表具有Z个和Z 碳原子数的正构烷烃。 被测物质的X 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X 值之间， 两个正构烷烃的XN值之间，即XNZ＜XNI＜XN（Z+1）。 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、 100， 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． 500、 指数分别为500、600、700． 欲求某物质的保留指数， 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） 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。 行色谱实验，然后按上式计算其保留指数。
气相色谱仪的定性、定量分析
常用峰面积定量被测组分经
校正过的峰面积（或峰高）占样品中各组分 经校正过的峰面积（或峰高）的总和的比例
来表示样品中各组分含量的定量方法。 当试样中所有组分均能流出色谱柱，且
完全分离，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。
4、标准曲线法 标准曲线法也称外标法或直接比较法， 是一种简便、快速的定量方法，具体方法与 分光光度分析中的标准曲线法相似。 优点：绘制好标准工作曲线后测定工作 就变得相当简单，可直接从标准曲线上读出
含量，因此特别适合于大批样品分析。缺点： 每次样品色谱分析的色谱操作条件（检测器 的响应性能、柱温、流动相流量及组成、进 样量、柱效等）很难完全相同，因此容易出 现圈套误差。
这个结论并不准确可靠。
（2）双柱法定性。若要得到更为准确可靠 的结论，可再用另一根极性完全不同的色谱 柱，做同样的对照比较。如果结论同上，那 么最终的定性结果相对更为可靠。
（3）色谱操作条件不稳定时的定性。这时 可以采用相对保留值定性或用已知标准物增
加峰高法定性。 ① 相对保留值定性； ② 用已知标准物增加峰高法定性。 2、利用保留指数定性 在利用已知标准物直接对照定性时，已
缺点是必须在所有样品中加入内标物， 选择合适的内标物比较困难，内标物的称量 要准确，操作较复杂。
3、标准加入法 标准加入法是一种将欲测组分的纯物质 加入到待测样品中，然后在相同的色谱条件 下，分别测定加入欲测组分纯物质前后欲测 组分的峰面积（或峰高），从而计算欲测组 分在样品中的含量的方法。
优点：不需要别处的标准物质作内标物， 只需要欲则组分的纯物质，进样量不必十分 准确，操作简单，是色谱分析中较常用的定 量分析方法。缺点：要求加入欲测组分前后 两次色谱测定的色谱操作条件完全相同，否 则将引起分析测定的误差。
气相色谱的定性分析方法
fm'
Ms Mi
(3)、相对响应值
相对响应值是物质 i 与标准物质 S 的响应值(灵敏度)
之比，单位相同时，与校正因子互为倒数，即
Si
1 fi
和只与试样、标准物质以及检测器类型有关，而与操
作条件和柱温、载气流速、固定液性质等无关，不受
操作条件的影响，因而具有一定的通用性，是一个能
二、气相色谱的定量分析方法
定量分析就是要确定样品中组分的准确含量。气相 色谱的定量分析与大多数的仪器分析方法一样，是一 种相对定量方法，而不是绝对定量方法。
气相色谱定量分析的依据是：在一定的条件下，被
测谱本组峰公分的式峰为i 通面：过积检A测i 成器正的比数。量因(或此浓气度相)色w谱i定与量该分组析分的色基 W i = fi Ai 析再必用式须适中测当的量的f 其 定i称峰量为面计组积算分方A的法i校和，正确将因定色子组谱。分峰由的面式校积可正换知因算，子为定f试量i ，样分
的组分的量 mi ，另一方面要准确测量出峰面积或峰高，
并要求严格控制色谱操作条件，这在实际工作中有一 定困难。因此，实际测量中通常不采用绝对校正因子， 而采用相对校正因子。
(2)、相对校正因子
相对校正因子是指组分 i 与另一标准物 S 的绝
对校正因子之比，用表示：
fi'
fi fs
mi / Ai ms / As
中组分的含量。
1、峰面积的测量
在使用积分仪和色谱工作站测量蜂高和峰面积时，仪器可根据 人为设定积分参数(半峰宽、峰高和最小峰面积等)和基线来计算 每个色谱峰的峰高和峰面积。然后直接打印出峰高和峰面积的结 果，以供定量计算使用。
当使用一般的记录仪记录色谱峰时，则需要用手工测量的方法 对色谱峰和峰面积进行测量。虽然目前已很少采用手工测量法去 测量色谱峰的峰高和峰面积。但是了解手工测量色谱峰峰高和峰 面积的方法对理解积分仪和色谱工作站的工作原理及各种积分参 数的设定是大有裨益的。所以，以下简单介绍两种常用的手工测 量法。
气相色谱定性定量分析
气相色谱定性定量分析一.定性分析气相色谱的优点是能对多种组分的混合物进行分离分析，（这是光谱、质谱法所不能的）。
但由于能用于色谱分析的物质很多，不同组分在同一固定相上色谱峰出现时间可能相同，进凭色谱峰对未知物定性有一定困难。
对于一个未知样品，首先要了解它的来源、性质、分析目的；在此基础上，对样品可有初步估计；再结合已知纯物质或有关的色谱定性参考数据，用一定的方法进行定性鉴定。
（一）利用保留值定性1.已知物对照法各种组分在给定的色谱柱上都有确定的保留值，可以作为定性指标。
即通过比较已知纯物质和未知组分的保留值定性。
如待测组分的保留值与在相同色谱条件下测得的已知纯物质的保留值相同，则可以初步认为它们是属同一种物质。
由于两种组分在同一色谱柱上可能有相同的保留值，只用一根色谱往定性，结果不可靠。
可采用另一根极性不同的色谱柱进行定性，比较未知组分和已知纯物质在两根色谱柱上的保留值，如果都具有相同的保留值，即可认为未知组分与已知纯物质为同一种物质。
利用纯物质对照定性，首先要对试样的组分有初步了解，预先准备用于对照的已知纯物质（标准对照品）。
该方法简便，是气相色谱定性中最常用的定性方法。
2.相对保留值法对于一些组成比较简单的已知范围的混合物或无已知物时，可选定一基准物按文献报道的色谱条件进行实验，计算两组分的相对保留值：（5）式中：i-未知组分；s-基准物。
并与文献值比较，若二者相同，则可认为是同一物质。
（ris仅随固定液及柱温变化而变化。
）可选用易于得到的纯品，而且与被分析组分的保留值相近的物质作基准物。
2. 保留指数法又称为Kovats指数，与其它保留数据相比，是一种重现性较好的定性参数。
保留指数是将正构烷烃作为标准物，把一个组分的保留行为换算成相当于含有几个碳的正构烷烃的保留行为来描述，这个相对指数称为保留指数，定义式如下：（6）IX为待测组分的保留指数，z与z+n为正构烷烃对的碳数。
规定正己烷、正庚烷及正辛烷等的保留指数为600、700、800,其它类推。
气相色谱常用定量和定性方法
fM
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3.2.2相对校正因子的查阅
3.2.3.1相对响应值（S ） 一种物质与相同量的参比物质的响应值之比 3.2.3.2 f ＝1/S
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3.2.3定量校正因子的测定
相对校正因子：采用的标准物因检测器不同而 不同： 热导池检测器TCD：苯 火焰离子化检测器FID：正庚烷
保留指数I只与柱温和固定相的性质和被测物质的性质有关，与色谱柱 的尺寸、固定相的液膜厚度、载气流量、流速无关。
2.3.2.2方法
(1)将碳数为Z和Z+1的正构烷烃做标准物，加入到待测样品i中，测得这
三种物质的调整保留值，且tR（Z） < tR（i）< tR（Z+1）
I
100[Z
lg X i lg X Z lg X(Z 1) lg X Z
Xi%=fi×Ai Xs%=fs×As= fi×As Xi%/ Xs%= Ai/As Xi%= Xs% Ai/As
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3.3.4内标法
2.常用的色谱定性分析方法
2.1 根据保留值定性（用纯物质对照） 2.2 用双柱定性 2.3 利用文献值对照定性 2.4 GC-MS联用定性
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2.1 根据保留值定性--最常用的定性方法
2.1.1 依据 相同物质在相同的色谱条件下具有相同的保留值。
（1(）即若：试若样tR中=ti某，组则分R的=i）保留值（tR） 与已知物相同，则试样中含有该物质。 （2）峰增高法：在待测物中加入已知物的纯物质，再与待测物色谱图比较，
]
(2)求出未知物的Ii，并与文献值对照定性 2.3.2.3注意
气相色谱定性定量分析
a.己+庚+X
09:20:16
b.己+庚
保留指数定性
（4）测量,计算 t/R(6)=174.0mm t/R(7)=373.40mm t/R(X)=310.6mm
=776 （5）对照定性，确定待测物 查文献：在角鲨烷固定液上 IX=776的物质是己酸乙酯
09:20:16
三、保留值规律定性分析
1）碳数规律定性： 同系物间，在一定温度下，调整保留值的对数 与分子中碳数n成正比 lgtR' =An+C (n3) 如果知道两种或以上同系 物的调整保留值，则可求 出常数A和C。未知物的碳 数则可从色谱图查出tR'后 以上式求出。
内标法：好的精确度；内标物选择困难，操作麻烦
09:20:21Thank源自you09:20:2109:20:16
常用的几种定量方法
归一化法：所以出峰组分含量之和按100%计定量方法
特点及要求：
优点：简便、准确 进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大； 缺：仅适用于试样中所有组分全出峰的情况，f 测定麻烦
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例题 某化合物只含有乙醇、正庚 烷、苯和醋酸乙酯，用TCD 进行色谱分析，数据如表， 计算个组分的百分含量？
,
Wi % =
× 100%
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内标法步骤:
试样中不含有该物质；
与被测组分性质比较接近； 出峰位置应位于被测组分附近； 性质稳定，不与试样发生化学反应；
a.选内标物
b.测（查）f's f'i c.称取未知样W，内标物Ws，均匀混合 d.取一定量进样，得色谱图，测Ai As e.计算
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未知物类型
气相色谱常用定量和定性方法
石海华 2017-03
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主要内容
1.什么是色谱定性和定量分析 2.常用的色谱定性分析方法 3.常用的色谱定量分析方法
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1.什么叫色谱定性和定量分析
定性分析：确
定色谱峰是何
？
物质
定量分析：确 定试样中各组 分的准确含量
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Xi%=fi×Ai Xs%=fs×As= fi×As Xi%/ Xs%= Ai/As Xi%= Xs% Ai/As
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3.3.4内标法
3.3.4.1 方法 在外标法的基础上，将一种纯物质作为标准物（S）加入到对照溶液和待
2.2.2适用范围
同分异构体定性
2.2.3特点
定性准确性高，但较复杂
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2.3利用文献值对照定性
2.3.1根据相对保留值定性 2.3.2保留指数定性法
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2.3.1 根据相对保留值（a）定性
2.3.1.1依据 两种物质的相对保留值a只与色谱柱、固定相和流动相 的性质有关。
2.3.1.2方法 （1）在按文献报道的色谱条件下，分别测出组分i和标
准物S的调整保留时间ti’和ts ’ ： ai,s = ti’/ ts ’
（2）计算ai,s并与文献相应值比较定性。 2.3.1.3特点 可消除实验条件不一致带来的误差。
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2.3.2保留指数（I）定性法
2.3.2.1依据
]
(2)求出未知物的Ii，并与文献值对照定性 2.3.2.3注意
在文献上所述色谱条件下计算未知物的Ii 2.3.2.3特点
第五节气相色谱定性定量
A=h·b·tR Y1/2＝ b·tR b为斜率） 4）自动积分和微分处理
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3、定量校正因子的计算
相同含量同一组分在不同检测器上响应值不同， 相同含量不同组分在同一检测器上响应值也不同的， 因此，不能直接用mi（或Ci ）∝ Ai定量。
银后，醛会被去除 b）含醇的水样加入硼酸酯化，醇会被去除
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2） 柱上处理法 将反应试剂涂在载体上做成预处理柱，预柱与
分析柱之间有切换装置。
3）柱后流出物的化学鉴定法 柱后流出物导入有选择性的化学试剂中，利用
显色、沉淀等现象对未知物进行定性，例如：
化学试剂 显色沉淀
未知物
2,4-二硝基苯肼 黄色沉淀
1）归一化法 2）外标法 3）内标法
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1、定量的依据 1）以峰高或峰面积定量 2）在线性范围内: mi（或Ci ）∝ Ai ∝h
2、峰面积的测量
1）峰高（h）乘半峰宽（Y1/2）法：近似 将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积 是实际峰面积的0.94倍。
A=1.064h ·Y1/2
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2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在高 0.15和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：
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2）其他物质的保留指数（IX）是通过选定两个 相邻的正构烷烃，其分别具有Z和Z+1个碳原子。 被测物质X的调整保留值应在相邻两个正构烷烃 的调整保留值之间。如图所示：
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3）保留指数计算方法
式中： z为某一正构烷烃的碳数 x为某须定性组分 V为净保留体积（或其他保留值）
气相色谱的定性和定量分析实验
气相色谱的定性和定量分析实验一、实验药品乙酸丁酯（AR）、正己烷（AR）、未知试样二、实验仪器SC3000气相色谱仪；注射器：1μL；容量瓶若干三、实验目的1、深入了解气相色谱仪的基本结构2、进一步熟悉气相色谱分离分析的基本原理3、学习计算色谱峰的分离度4、掌握根据保留值，作已知物对照定性的分析方法5、熟悉用归一化法定量测定混合物各组分的含量四、实验原理利用气相色谱仪，根据物质的沸点、极性、分子量等差别进行分离分析。
对—个混合试样成功地分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。
衡量一对色谱峰分离的程度可用分离度R表示：式中，T R,2，w2和T R,1，w1分别是两个组分的保留时间和峰底宽(时间)，当R=1.5时，两峰完全分离；当R=1.0时，98%的分离。
在实际应用中，R=1.0一般可以满足需要。
用色谱法进行定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。
在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数及相对保留值等保留参数。
因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何种物质。
在一定的色谱条件下，组分i的质量m：或其在流动相中的浓度，与检测器的响应信号峰面积Ai或峰高h，成正比：m i = f i A• A i（1）或m i = f i h• A i（2）式中，f i A和f i h称为绝对校正因子。
式(1)和式(2)是色谱定量的依据。
不难看出，响应信号A、h及校正因了的淮确测量直接影响定定分析的准确度。
由于峰面积的大小不易受操作条件如校温、流动相的流速、进样速度等因素的影响，故峰面积更适于作为定量分析的参数。
现代色谱仪中一般都配有准确测量色谱峰面积的电学积分仪。
由式(1)，绝对校正因子可用下式表示：（3）式中，m i可用质量、物质的量及体积等物理量表示，相应的校正因子分别称为质量校正因子、摩尔校正因子和体积校正因子。
气相色谱的原理及定性定量分析
气相色谱的原理及定性定量分析基本原理气相色谱就是将有机物分离的一种方法,它也可以对混合物的组成进行定性定量分析。
混合物就是通过在流动相与固定相中的相作用而分离的。
流动相与固定相构成色谱法的基础。
流动相可以有气体与液体两种状态,固定相则有液体与固体两种状态。
流动相就是气体的称作气相色谱。
流动相就是液体的称做液相色谱。
气相色谱就是一种分配色谱,其固定相就是由特定的液体黏附在一些固体基质上组成的。
各种气相色谱仪虽然在功能、价格与操作上有所不同,但其都就是由气流系统、分离系统、检测系统与数据处理系统所组成的。
如下图:气相色谱的气流系统主要包括气源与气体纯化及调节装置。
气源一部分就是作为流动相的载气,我们所使用的载气就是氮气。
气源的另一部分就是作为后期检测所用的燃烧气体,主要就是氢气与空气。
由于进入分离系统的气体纯度需要保证,所以不论气源纯度如何,都应通过气体净化装置才能进入色谱分离系统。
虽然根据检测器或色谱柱不同,气相色谱的气体纯度有所差异,但所有气体的纯度至少要达到99％以上,许多情况下应达99?99％。
气相色谱分离系统包括样品汽化室与色谱柱两部分。
气相色谱分离技术需要所测有机物样品必须在气态才能进行,因此,首先需要将液态或固态的样品加热(100一300℃)汽化才能进入色谱柱进行分离。
这样气相色谱进样就是用人工或自动注射的方式将有机样品首先注入汽化室。
气相色谱的定性定量分析气相色谱主要功能不仅就是将混合有机物中的各种成分分离开来,而且还要对结果进行定性定量分析。
所谓定性分析就就是确定分离出的各组分就是什么有机物质,而定量分析就就是确定分离组分的量有多少。
色谱在定性分析方面远不如其它的有机物结构鉴定技术,但在定量分析方面则远远优于其它的仪器方法。
有机物进入气相色谱后得到两个重要的测试数据:色谱峰保留值与面积,这样气相色谱可根据这两个数据进行定性定量分析。
色谱峰保留值就是定性分析的依据,而色谱峰面积则就是定量分析的依据。
气相色谱的定性和定量分析
样的快速分析。
(c) 若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：
Ai ci % 常数 AS
谢谢！
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之六：Agilent 化学工作站
f i' Ai mi m s ' f s AS 计算式： f i' Ai mi ' mi f s AS mi f i' Ai ci % 100 100 ' 100 W W W f s AS mi f i' Ai ' ; ms f s AS
内标法特点
(a) 内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对 定量结果的影响不大。 (b) 每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试
i 1 n
100
假定
所有组分都流出； 所有组分都被检测到。
优点
缺点
简单、快速, 准确； 所有组分峰都要流出； 进样量的准确性和操作条件 需测量所有的组分； 的变动对测定结果影响不大。 必须校正所有的峰。
标准曲线法
(3) 外标法
优点
校正检测器的响应；
含量＝面积(i) x RF(i)
只对欲分析的组分峰做校正；
HEWLETT PACKARD
5890
Sample
Gas Chromatograph (GC) Mass Spectrometer (MS)
B A C D
D
A
C
B
Separation
A B C D
Sample
Identificati on
气相色谱定量分析
定量分析即是利用某个峰的峰高或峰面积来确 定其对应组分的浓度或含量。
气相色谱的定性与定量分析
气相色谱的定性与定量分析一、 实验目的：1、 学习计算色谱峰的分享度2、 掌握根据纯物质的保留值进行定性分析3、 掌握用归一化法定量测定混合物各组分的含量4、 学习气相色谱信的使用方法二、 方法原理1、 柱效能的测定：色谱柱的分享效能，主要由柱效和分离度来衡量。
柱效率是以样品中验证分离组分的保留值用峰宽来计算的理论塔板数或塔板高度表示的。
22211654.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=b R RW t W t n 理论塔板数：nL H =理论塔板高度：式中R t 为保留值（S 或mm ）：21W 为半峰宽（S 或mm ）：b W 为峰底宽（S 或mm ）：L 为柱长（cm ）。
理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。
但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。
分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，对一个混合试样成功的分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。
分离度R 的计算方法是：）（）（22112112W W t t R R R +-=或 2112)(2B b R R W W t t R +-=分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R 值达到1.5时，可以认为两组分完全分开。
2、 样品的定性：用纯物质的保留值对照定性。
在一个确定的色谱条件下，每一个物质都有一个确定的保留值，所以在相同条件下，未知物的保留值和已知物的保留值相同时，就可以认为未知物即是用于对照的已知纯物质。
但是，有不少物质在同一条件下可能有非常相近的而不容易察觉差异的保留值，所以，当样品组分未知时，仅用纯物质的保留值与样品的组分的保留值对照定性是困难的。
这种情况，需用两根不同的极性的柱子或两种以上不同极性固定液配成的柱子，对于一些组成基本上可以估计的样品，那么准备这样一些纯物质，在同样的色谱条件下，以纯物质的保留时间对照，用来判断其色谱峰属于什么组分是一种简单而行方便的定性方法。
第五节气相色谱法定量分析
pi %
f i Ai ws 100 f s As w
f
i
Ai
ws
0.85 175 50 100
As w
53150
0.9408100 94.08
作业：有一试样含有甲酸、乙酸、丙酸及水等 称取样品1.055g，将0.1907g环已酮加到样 品中作为内标混合均匀后，进样量为1μg， 得到如下数据：
h
0 P
h
0 E
c
0 E
cP0 cP
谢谢
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（fm）、摩尔校正因 子，（fM）和体积校正因子（fv），通常 省略相对二字。
Ai Wi
fi
wi Ai
As Ws
fs
ws As
wi
fi
fi fs
Ai ws
wi As wsAi
As
对标准物质来讲：fs=1.00 此时 fi=fi
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 件下进样分析，分别测量相应的峰面积。
Y1≈Y2≈Y3≈……≈Yn 则可用hi代替Ai
此时：
p%
fihi
n
100
fihi
i1
若为同系物则fi′可省略
归一化法 缺点：①不能做到都出峰 ②峰间有重叠 ③难以测出f（校正因子） 优点：简便、准确、当操作条件如进 样量、流速等变化时，对结果 影响小。 适用：测量产物及副产物都清楚的混 合物含量测定。
不需知道样品的组分。
缺点：要准确称量样品及内标物的量。
例：苯甲酸工业粗产品纯度的测定，准确称 取工业苯甲酸150mg溶于甲醇中，加入内 标物正庚烷50mg，进样色谱分析，洗出 苯甲酸面积176mm2，正庚烷峰面积 53mm2，用正庚烷作标准，苯甲酸的相对 校正因子为0.85，计算苯甲酸的含量。
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因此，不能直接用mi（或Ci ）∝ Ai定量。
在色谱定量计算中须引入定量校正因子的慨念。
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1）绝对校正因子（fi）
组分 i 通过检测器的量与响应值之比 fiA = Wi / Ai 或 f i h = Wi / h i
式中 fiA、fih－分别为组分 i 的面积和峰高绝 对校正因子 Ai、hi－分别代表组分 i 的面积和峰高
12
3、利用双柱、双检测器定性
1）利用双柱定性
混合物分别在两根极性不同的色谱柱上进 行分离，同时与纯物质进行对照，观察已知物 与未知物色谱峰是否始终重合。
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2）利用双检测器定性 利用检测器响应讯号的选择性对未知样品进 行定性。例如：
CH化机物－用FID和ECD鉴定
含硫化合物－用FID和FPD分别鉴定 含卤化合物－用FID和ECD分别鉴定
第五节 定性分析和定量分析
一、定性分析 二、定量方法
1
第五节 定性分析和定量分析
一、定性分析
（一）、色谱保留参数定性
（二）、化学反应或物理吸附原理定性
（三）、双柱、双检测器定性
（四）、与其他方法结合定性
2
1、利用色谱保留参数定性 1）利用绝对保留值定性
相同的柱子、恒定的操作条件下，同一组
分具有相同的绝对保留值，如保留时间tR、调整
保留时间t’R，是一种利用纯物质定性的方法。
3
a）通过对比试样中的色谱峰是否与纯物质有 相同保留值，来确定试样中是否含有该物质。 b）利用加入法定性：将纯物质加入到试样中， 观察各组分色谱峰大小的变化。 此法不适用于不同仪器上获得的数据之 间的对比。
4
2）利用相对保留值定性
相对保留值 ris = t’Ri / t’Rs
7
2）其他物质的保留指数（IX）是通过选定两个 相邻的正构烷烃，其分别具有Z和Z+1个碳原子。 被测物质X的调整保留值应在相邻两个正构烷烃 的调整保留值之间。如图所示：
8
3）保留指数计算方法
式中： z为某一正构烷烃的碳数 x为某须定性组分 V为净保留体积（或其他保留值） 在指定的柱和操作条件下，经色谱分析， 组分x的峰正好在正构烷烃碳数为z和z+1之间。
Wi－组分 i 通过检测器的量，可用克、
摩尔或体积等来表示。
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2）相对校正因子
某组分i与基准组分s的绝对校正因子之比 fisA=fiA/fsA=AsWi/AiWs 或 fish=fih/fsh=hsWi/hiWs 式中：fisA，fish－分别为组分i的相对校正因子 fsA，fsh－分别为基准组分s绝对校正因子
令某一组分为s，分别计算：
标准混合物各组分的ris值
样品混合物各组分ris的值
通过比较对应的ris值，相同者为同一物质。
5
相对保留值仅与柱温和固定液性质有关。 在色谱手册中都列有各种物质在不同色谱条 件下的保留数据，可以用来进行定性鉴定。
6
3）利用保留指数（I）定性
保留指数又称 Kovats 指数（I），是一种重现 性较好的定性参数。 测定方法 1）将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子 中碳原子个数乘以100（如正己烷的保留指数为 600）。
∝ h
2、峰面积的测量
1）峰高（h）乘半峰宽（Y1/2）法：近似 将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积 是实际峰面积的0.94倍。 A=1.064h · Y1/2
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2）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在高 0.15和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：
A=h·(Y0.15 +Y0.85 )/2
3）峰高乘保留指数法：在一定操作条件下，同
系物的半峰宽与保留时间成正比，对于难于测量半
峰宽的窄峰、重叠峰（未完全重叠），可用此法测 量峰面积： A=h·b·tR Y1/2＝ b·tR b为斜率） 4）自动积分和微分处理
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3、定量校正因子的计算
相同含量同一组分在不同检测器上响应值不同，
相同含量不同组分在同一检测器上响应值也不同的，
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举例：苯在20％邻苯二甲酸二壬酯柱上
然后可以与文 献上的保留指数对 照，但并不十分可 靠，与操作条件有 很大关系
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2、利用化学反应或物理吸附原理定性
1）预处理法 利用被测化合物能与特定试剂起化学反应， 从样品中除去，比较处理前后两个样品的色谱 图。 例如： a）含醛、酮、醇的水样加入氢氧化钠、氧化 银后，醛会被去除 b）含醇的水样加入硼酸酯化，醇会被去除
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2） 柱上处理法
将反应试剂涂在载体上做成预处理柱，预柱与 分析柱之间有切换装置。
3）柱后流出物的化学鉴定法
柱后流出物导入有选择性的化学试剂中，利用 显色、沉淀等现象对未知物进行定性，例如：
化学试剂 2,4- 二硝基苯肼 甲醛- 硫酸 硝酸银- 酒精 醋酸铅 显色沉淀 未知物 黄色沉淀 醛或酮 酒红色 芳香组或不饱和脂肪酸 白色沉淀 烷基卤 黄色沉淀
分析相近的同系物各组分时，可以用此法 计算百分含量。
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2）校正因子归一法
如果测量参数为峰面积时：
Wi%=Aifi/(A1f1+……+Anfn) × 100%
如果测量参数为峰高时：
Wi%=hifih/(h1f1h+……+hnfnh) × 100%
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（四）、利用与其他方法结合定性 1.色谱－质谱联用 2.色谱－红外联用 3.色谱－电感耦合等离子体（ICP)联用
15
二、气相色谱的定量方法
1、定量的依据 2、峰面积的测量 3、定量校正因子的计算 4、定量方法 1）归一化法 2）外标法 3）内标法
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1、定量的依据 1）以峰高或峰面积定量
2）在线性范围内: mi（或Ci ）∝ Ai
As、hs－分别为基准组分s的面积和峰高
Ws－基准组分s通过检测器的量，可用 克、摩尔或体积等来表示
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相对校正因子的测定过程：
精称i纯品 + 基准物s → 混匀进样 → 测Ai和As 前提： i与s保留时间接近
f' i Ai f' s As
mi ms
＝
→
f mi＝
As mi Ai ms
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注意事项
（1）相对校正因子与待测物、基准物和检测器
类型有关，与操作条件（进样量）关系不大
（3）以氢气和氦气作载气测的校正因子可通用
（4）以氮气作载气测的校正因子与两者差别大
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3、定量方法
1）归一法
a）面积归一法
Wi%=
Ai A1 An
× 100%
使用条件：
1.所有的组分都流出；
2.所有的组分有相同的响应值。