热导检测器的使用与标准加入法定量

学生完成定性定量操作实训
学生完成丙酮试剂中微量水分的定性定量操作实训 实训过程中要求每位学生
➢独立完成 ➢独立处理数据 ➢合理安排时பைடு நூலகம் ➢实训过程中注意安全 ➢节约样品 ➢合理处理废液等。
测定过程常见问题讨论1
水的定性问题：一般可采用标准物质进行保留时间的对照来定性。（与 “丁醇异构体混合物的测定”类似）
热导检测器结构与检测原理1
问题：为什么热导检测器（TCD）能检测丙酮中的微量水分？FID也能吗？
TCD检测器的结构：热导池由池体和热敏元件构成，有双臂热导池和四臂热导池 两种。双臂热导池池体用不锈钢或铜制成，具有两个大小、形状完全对称的孔道， 每一孔道装有一根热敏铼钨丝（其电阻值随本身温度变化而变化），其形状、电阻 值在相同的温度下，基本相同。四臂热导池，具有四根相同的铼钨丝，灵敏度比双 臂热导池约高一倍。
动色谱数据处理机，绘制色谱图。 按相同方法再测2次丙酮试样与3次所配制丙酮标样。 以1μL纯蒸馏水进样分析，以保留时间进行水分的定性分析。 实训完毕后先设置桥电流数值为0.0。 设置气化室温度、柱温、检测室温度在室温以上约10℃。 待柱温达到设定值时关闭气相色谱仪电源开关。 关闭载气钢瓶和减压阀，关闭载气净化器开关。
有没有更简单的方法可以用来测量有机溶剂中的微量水份呢？
➢ 气相色谱法,采用热导检测器(TCD)
教师演示测定全过程1
打开载气（H2）钢瓶总阀，调节输出压力为0.2MPa 打开载气净化气开关，调节载气合适柱前压，如0.1MPa
教师演示测定全过程2
打开气相色谱仪电源开关 设置柱温为170℃、气化温度为220℃和检测温度为190℃。
热导检测器结构与检测原理2
TCD检测器的工作原理(动画)： ➢样品池与参比池均通入纯载气时，热丝产生的热量与散失热量达到平衡时， 其温度稳定在一定数值R1=R2=R3=R4，电桥平衡，无信号输出，记录系统 记录的是一条直线；
项目
丁醇异构体混合物的测定
丙酮中微量水分的测定
定量方法
归一化法
标准加入法
要求
1、样品中各组分均出峰，完全 分离，且均有响应；2、进样量 无须准确。
1、将欲测组分的纯物质作标准物 质加入样品中，作为标样；2、欲 测组分出峰且与其它物质相互分 离即可；3、进样量要求准确。
相对校正 须用标准物质测量相对校正因 无须测量相对校正因子 因子 子，否则无法准确测量
待柱温达到设定值时关闭气相色谱仪电源开关。 关闭载气钢瓶和减压阀，关闭载气净化器开关。
测定过程总结
打开载气（H2）钢瓶总阀；打开载气净化气开关，调节载气合适柱前压； 打开气相色谱仪电源开关；设置柱温为170℃、气化温度为220℃和检测温度为190℃。 待柱温、气化温度和检测温度达到设定值并稳定后，设置合适的桥电流。 让气相色谱仪走基线，待基线稳定。 配制丙酮标样；准备丙酮试剂，备用。 取两支10μL微量注射器，清洗，备用。 打开色谱数据处理机，待基线稳定后，用丙酮试剂润洗微量注射器，准确吸取2μL进样，启
另取一个干燥洁净的称量瓶，加入约3mL丙酮试剂，备用。 取两支10μL微量注射器，以溶剂（如无水乙醇）清洗完毕后，备用。
教师演示测定全过程5
打开色谱数据处理机，观察基线是否稳定。 待基线稳定后，将一支微量注射器用丙酮试样润洗后，准确吸取2μL试样按规 范进样，启动色谱数据处理机，绘制色谱图，完毕后停止数据采集。
能力目标
掌握热导检测器的基本操作 能用标准对照法和标准加入法对丙酮试
剂中的微量水分进行定性定量测定
课程引入
请同学们仔细观看丙酮试剂的标签。 丙酮试剂中含水吗？ 丙酮试剂的含水量＜0.3%，请大家思考一下，我们有没有学习过
什么方法，可以用来测量有机溶剂中的微量水份？
➢各小组各派一名同学讲解事先准备好的测量方法。 ➢烘干法，不能测量微量水分，也不能测量有机溶剂； ➢蓝色硅胶吸附称重，一般也不能测量微量水份； ➢卡尔·费休法，但操作相对复杂，且成本较高。
按相同方法再测2次丙酮试样与3次所配制丙酮标样。
教师演示测定全过程6
取1μL纯蒸馏水，进样分析，记录保留时间，根据保留时间确定前6次色谱 图中水分的位置，并记录其峰高hi（丙酮试样）与hi+S（所配制丙酮标样）。
按公式
计算丙酮试样中水分的百分含量（%）
实训完毕后先设置桥电流数值为0.0。 设置气化室温度、柱温、检测室温度在室温以上约 10℃。
ionization etector,FID）
detector，TCD）
检测灵敏度设置
Range： 1/10/100/1000 (灵敏度S依次降10倍)
桥电流I（bridge current）: H2(<270mA),N2(<150mA) ；
灵敏度S∝I3
测定过程常见问题讨论2
水的定量问题：本项目的测定采用“标准加入法”进行定量。
计算公式
方法特点
优点：简便、精确，进样量的 多少与测定结果无关，操作条 件（如流速，柱温）的变化对 定量结果的影响较小。 缺点：测定校正因子较麻烦。
优点是用欲测组分的纯物质作标 准物质，操作简单。 缺点是进样量要求十分准确，加 入欲测组分前后色谱操作条件要 求完全相同。
测定过程常见问题讨论3
其它注意事项： 本项目的测定使用危险的H2作载气，在操作时一定要注意通风、H2的排出、严 格禁止学生在实验室吸烟。 如遇H2泄漏，应怎么办？ 灭火器的使用 本项目系高温操作，注意烫伤。 若烫伤，应如何处理？ 本项目使用有机溶剂，注意其毒性。 若有机溶剂进入眼睛或皮肤，应如何处理？
教师演示测定全过程3
待柱温、气化温度和检测温度达到设定值并稳定后，设置合适的桥电流值 （如120mA）。
让气相色谱仪走基线，待基线稳定。
教师演示测定全过程4
取一个干燥洁净的称量瓶，吸取3mL丙酮试剂，称其准确重量，记为m样,然 后在其中加入20μL纯蒸馏水，称其准确重量，记为mS。摇匀备用，此为每位 同学所配制丙酮标样。
参数的设置
项目 载气种类 载气流量
空气 H2 检测器
丁醇异构体混合物的测定
丙酮中微量水分的测定
N2、Ar 约30ml/min
H2、He 约30ml/min
300ml/min
无
作燃气，约30ml/min
作载气，不需燃气
氢火焰离子化检测器（flame 热导检测器（thermal conductivity