气相色谱法分离苯和甲苯

气相色谱法分离苯和甲苯

姓名：曲连发学号：24 院系：动科动医学院

一．实验内容

1.熟悉气相色谱仪的构造；

2.了解HP-6890N型气相色谱仪的使用方法；

3.进行苯和甲苯的气相色谱分析，并通过保留时间对组分定性。

二．实验目的

1.通过实验熟悉气相色谱仪的主要构造，掌握基本使用方法，了解氢火焰例子化监测器的工作原理和应用范围，掌握利用保留时间对物质定性的方法；

2.掌握归一化法的原理以及定量分析方法；

3.掌握外标法和外标工作曲线法在气相色谱定量分析中的应用。

三．实验原理

◆气相色谱仪的一般流程：

1.气路系统

由载气源、载气压力盒流速控制装置、载气压力盒流速显示三部分组成。

➢黑色外表的高压钢瓶内装氮气，作为载气；

➢绿色外表的高压钢瓶内装氢气、氧气，作为燃气。

➢转子流量计显示的是柱前流速，不能反映色谱柱内真实的流速。

2.进样系统

➢进样器：分为手动进样针和自动进样器。

➢气化室：“20℃法”即其内温度要高于样品沸点的20℃。

3.分离系统

➢分为填充柱和毛细管柱，现在多用弹性石英的毛细管柱，其渗透性大，速度快，柱效高。

4.检测系统

➢热导池检测器：通用型、浓度型；

➢氢火焰离子化检测器：通用型、质量型；

➢氮-磷检测器：选择型、质量型；

➢电子俘获检测器：选择型、质量型、

5.记录和数据处理

6.温度控制系统

◆气相色谱分离原理：

试样中的各组分在色谱分离柱中的两相（固定相和流动相）间反复进行分配，由于各组分在性质和结构上的差异，使其被固定相保留的时间不同，随着流动相的移动，各组分按一定次序流出色谱柱。

四．色谱条件

仪器型号：Agilent 6890 N型气相色谱仪；

色谱柱：HP-5弹性石英毛细管柱(30mx0.32mmx0.5μm)；

检测器：FID(氢火焰离子化检测器)；

检测器温度：250℃；

进样口温度：200℃；

标温：程序升温60℃(5min)5℃/min

100℃(6min)10℃/min 150℃ (4min)

五．实验步骤

1.讲解HP-6890N型气相色谱仪的六大主要部件和各部件用途；

2.打开各气源，并打开HP-6890N型气相色谱仪和工作站；

3.设定分离甲苯和苯的气相色谱条件，包括进样口温度、检测器温度、柱温度、各种气体的流量比例、进样的分流比等；

4.待一起达到设定条件状态后，用微量注射器分别进1μL苯和甲苯样品，经检测器检测并经记录仪响应会出色谱图，从图中得出苯和甲苯的保留时间t1和t2；

5.将苯和甲苯混合，再进1μL苯和甲苯混合样品，从本次色谱图中在得出保留时间t1和t2，和单独进样的t1和t2相比，保留时间吻合的即为同一组分。由此完成了苯和甲苯混合物的分离和定性。

六．实验注意事项:

1.注意仪器工作期间气路保持通畅

2.要等仪器关闭检测器降温后才能关闭载气.

七．作业

1.氢火焰离子化检测器的工作原理和适用范围？

➢工作原理：

R→R++e

105个分子在氢焰中约有一个分子被电离，产生10-5——10-14A的微弱离子流，经放大，被记录下来。

即被测有机组分在高温环境中发生分离、产生碳的自由基（CH），自由基氧化产生电离，在电场中，正、负离子分别向两个电极迁移，形成电流，当电流通过测量电阻时产生压降，再进行放大处理，被记录到色谱图上。

➢适用范围：

氢火焰离子化检测器是质量型、通用型检测器，应用广泛；

氢火焰离子化检测器只对碳氢化合物产生信号，一般，组分分子中含碳数目越多，灵敏度越高，即微电流的大小与待测有机物的含量成正比；

氢火焰离子化检测器对不含碳的组分没有响应，如H2O，H2等，故而特别适合于含生物物质的水相样品和空气污染物的测定。

2.苯和甲苯的分离度的计算

➢可知，气相色谱法中分离度的计算公式为：

R= 2(tR2—tR l)／(W l+W2)

其中，R表示分离度；tR表示保留时间；W表示峰宽。

当R大于1.5时，表示两峰分离良好，即对混合物中各物质定性良好。

➢本实验中，tR标准苯=4.333min，tR标准甲苯=6.102min；

tR标准苯=4.313min，tR标准甲苯=5.975min；

W苯=0.0435min，W甲苯=0.0891min。

可知，当样品组分的保留时间与标准品保留时间之间的误差在±5%时，实验结果可靠，从本实验样品组分的保留时间和标准品德保留时间看，实验中所测数据可用。

所以，R=2*（5.975-4.313）/（0.0435+0.0891）

=2*1.662/0.1326

=25.068

R>1.5，说明样品中苯峰和甲苯峰分离良好，即定性良好，实验结果可靠。