气相色谱法测定白酒中甲醇的含量

气相色谱法测定白酒中甲醇的含量

一、实验目的

1．了解气相色谱仪(火焰离子化检测器FID)的使用方法。

2． 掌握外标法定量的原理。

3．了解气相色谱法在产品质量控制中的应用。

二、实验原理

气相色谱法(gas chromatography)是一种分离效果好、分析速度快、灵敏度高、操作简单、应用范围广的分析方法。它是以气体为流动相(又称载气)，当气体携带着欲分离的混合物流经色谱柱中的固定相时，由于混合物中各组分的性质不同，它们与固定相作用力大小不同，所以组分在流动相与固定相之间的分配系数不同，经过多次反复分配之后，各组分在固定相中滞留时间长短不同，与固定相作用力小的组分先流出色谱柱，与固定相作用力大的组分后流出色谱柱，从而实现了各组分的分离。色谱柱后接一检测器，它将各化学组分转换成电的信号，用记录装置记录下来，便得到色谱图。每一个组分对应一个色谱峰。根据组分出峰时间(保留值)可以进行定性分析，峰面积或峰高的大小与组分的含量成正比，可以根据峰面积或峰高大小进行定量分析。

在酿造白酒的过程中，不可避免地有甲醇产生。根据国家标准(GB 10343—

89)，食用酒精中甲醇含量应低于0．1 g/L(优级)或0．6 g/L(普通级)。利用气相色谱可分离、检测白酒中的甲醇含量。

外标法，也称标准校正法，是色谱分析中应用最广、易于操作、计算简单的定量方法。它是通过配制一系列组成与试样相近的标准溶液，按标准溶液谱图，可求出每个组分浓度或量与相应峰面积或峰高校准曲线。按相同色谱条件试样色谱图相应组分峰面积或峰高，根据校准曲线可求出其浓度或量。但它是一个绝对定量校正法，标样与测定组分为同一化合物，分离、检测条件的稳定性对定量结果影响很大。为获得高定量准确性，定量校准曲线经常重复校正是必须的。在实际分析中，可采用单点校正。只需配制一个与测定组分浓度相近的标样，根据物质含量与峰面积成线性关系，当测定试样与标样体积相等时：

s s i A Ai m m /⋅=

式中：s i m m ,为试样和标样中测定化合物的质量（或浓度），s i A A ,为相应峰面积（也可用峰高代替）。单点校正操作要求定量进样或已知进样体积。

本实验中白酒中甲醇含量的测定采用单点校正法，即在相同的操作条件下，分别将等量的试样和含甲醇的标准样进行色谱分析，由保留时间可确定试样中是否含有甲醇，比较试样和标准样中甲醇峰的峰高，可确定试样中甲醇的含量。

三、仪器与试剂

1．4890气相色谱仪

2．火焰离子化检测器

3．1 mL 微量注射器

4．甲醇(色谱纯)

5．无甲醇的乙醇 取0.5mL 进样无甲醇峰即可。

四、实验步骤

1．标准溶液的配制：用体积分数为60％的乙醇水溶液为溶剂，分别配制浓度为0．1 g/L ～0．6 g/L 的甲醇标准溶液。

2．色谱条件：

色谱柱：HP-5石英毛细管柱（30 m ×0.25 mm ×0.25m ）；

载气(N 2)流速：40 mL/min ， 氢气(H 2)流速：40 mL/min ，空气流速：450 mL/min 。

进样量：0.5 L ；

柱温：100℃；

检测器温度：150℃；气化室温度：150℃；

3．操作：

通载气，启动仪器，设定以上温度条件。待温度升至所需值时，打开氢气和空气，点燃FID(点火时，H 2的流量可大些)，缓缓调节N 2、H 2及空气的流量，至

信噪比较佳时为止。待基线平稳后即可进样分析。

在上述色谱条件下进0．5L 标准溶液，得到色谱图，记录甲醇的保留时间。在相同条件下进白酒样品0.5L ，得到色谱图，根据保留时间确定甲醇峰。

五、结果计算

1．确定样品中测定组分的色谱峰位置。

2．按下式计算白酒样品中甲醇的含量：

s s h h w W /⋅=

式中：Ｗ为白酒样品中甲醇的质量浓度，单位为g/L;

Ws 为标准溶液中甲醇的质量浓度, 单位为g/L;

h 为 白酒样品中甲醇的峰高;

h s 为标准溶液中甲醇的峰高。

比较h 和h s 的大小即可判断白酒中甲醇是否超标。

六、注意事项

1、必须先通入载气，再开电源，实验结束时应先关掉电源，再关载气。

2、色谱峰过大过小，应利用“衰减”键调整。

3、注意气瓶温度不要超过40℃，在2m 以内不得有明火。使用完毕，立即关闭氢气钢瓶的气阀。

七、思考题

1．外标法定量的特点是什么？它的主要误差来源有哪些？

2．如何检查FID 是否点燃？分析结束后，应如何关气、关机？

附录

4890气相色谱仪操作规程：

1．打开载气(使钢瓶输出压力为0.2MPa)，通气10min左右，并检查系统是否漏气，若漏气，需更换出封垫和重接气路管道接头。

2．按先后顺序，打开仪器和计算机，确信GC通过了自检。

3．在计算机程序“HP3398A”中打开“instrument”，找出适当的汽化室、检测器与柱箱温度以及升温速率等，设置完后发送至GC，使其达到预备状态。 4．若检测器为FID，打开氢气与空气钢瓶，通气几分钟后，按动面板上的点火按钮。当听到氢气的爆鸣声后，用小镜或光亮的金属器件检查有无水蒸气生成，若有，则点火成功；若无水蒸气，再次点火，直至点火成功。

5．在计算机运行界面中，设定实验者文件页面的页码、运行方法等，发送信号，让计算机做好工作准备。

6．用微量进样器进样0.5L，进样同时按下“Start”键，直至本次运行结束。

7．测试完毕，先将仪器降温至接近室温(50°C以下)后，再关主机，关气，盖上防尘罩。

微量注射器的使用：

气相色谱中液体进样一般用微量注射器。微量注射器是很精密的进样工具，容量精度高，误差小于5％，气密性达2 kg／cm。，由玻璃和不锈钢制成；有芯子、垫圈、针头、玻璃管、顶盖等组成；微量注射器使用时应该注意以下几点： 1、它是易碎器械，使用时应该多加小心。不用时要放人盒内，不要来回空抽，特别是在未干情况下来回拉动，否则会严重磨损，破坏其气密性。

2、当试样中高沸点样品沾污注射器时，一般可以用下述溶液依次清洗：5％氢氧化钠水溶液，蒸馏水，丙酮，氯仿，最后抽干，不宜使用强碱溶液洗涤。

3、如果注射器针头堵塞，应该用直径为0.5 mm细钢丝耐心地穿通。不能用火烧，防止针尖退火而失去穿刺能力。

4、若不慎将注射器芯子全部拉出，应该根据其结构小心装配，不可强行推回。

5、进样操作步骤

用微量注射器进液体样品分为三步：①洗针。用少量试样溶液将注射器润洗几次。②取样。将注射器针头插入试样液面以下，慢慢提升芯子并稍多于需要量。如注射器内有气泡，则将针头朝上，使气泡排出，再将过量试样排出。用吸水纸擦拭针头外所沾试液，注意勿擦针头的尖，以免将针头内试液吸出。③进样。取好样后应该立即进样。进样时注射器应该与进样样口垂直，一手拿注射器，另一只手扶住针头，帮助进样，以防针头弯曲。针头穿过硅橡胶垫圈，将针头插到底，紧接着迅速注入试样。注入试样的同时，按下起始键。切忌针头插进后停留而不马上推入试样。推针完后马上将注射器拔出。整个进样动作要稳当、连贯、迅速。针头在进样器中的位置、插入速度、停留时间和拔出速度都会影响进样重现性,操作中应予以注意。

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