一.定性分析
氣相色譜的優點是能對多種組分的混合物進行分離分析,(這是光譜、質譜法所不能的)。但(dan)由(you)於(yu)能(neng)用(yong)於(yu)色(se)譜(pu)分(fen)析(xi)的(de)物(wu)質(zhi)很(hen)多(duo),不(bu)同(tong)組(zu)分(fen)在(zai)同(tong)一(yi)固(gu)定(ding)相(xiang)上(shang)色(se)譜(pu)峰(feng)出(chu)現(xian)時(shi)間(jian)可(ke)能(neng)相(xiang)同(tong),進(jin)憑(ping)色(se)譜(pu)峰(feng)對(dui)未(wei)知(zhi)物(wu)定(ding)性(xing)有(you)一(yi)定(ding)困(kun)難(nan)。對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)未(wei)知(zhi)樣(yang)品(pin),首(shou)先(xian)要(yao)了(le)解(jie)它(ta)的(de)來(lai)源(yuan)、性質、分析目的;在此基礎上,對樣品可有初步估計;再結合已知純物質或有關的色譜定性參考數據,用一定的方法進行定性鑒定。
(一)利用保留值定性
1. 已知物對照法 各(ge)種(zhong)組(zu)分(fen)在(zai)給(gei)定(ding)的(de)色(se)譜(pu)柱(zhu)上(shang)都(dou)有(you)確(que)定(ding)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi),可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)定(ding)性(xing)指(zhi)標(biao)。即(ji)通(tong)過(guo)比(bi)較(jiao)已(yi)知(zhi)純(chun)物(wu)質(zhi)和(he)未(wei)知(zhi)組(zu)分(fen)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi)定(ding)性(xing)。如(ru)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi)與(yu)在(zai)相(xiang)同(tong)色(se)譜(pu)條(tiao)件(jian)下(xia)測(ce)得(de)的(de)已(yi)知(zhi)純(chun)物(wu)質(zhi)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi)相(xiang)同(tong),則(ze)可(ke)以(yi)初(chu)步(bu)認(ren)為(wei)它(ta)們(men)是(shi)屬(shu)同(tong)一(yi)種(zhong)物(wu)質(zhi)。由(you)於(yu)兩(liang)種(zhong)組(zu)分(fen)在(zai)同(tong)一(yi)色(se)譜(pu)柱(zhu)上(shang)可(ke)能(neng)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi),隻(zhi)用(yong)一(yi)根(gen)色(se)譜(pu)往(wang)定(ding)性(xing),結(jie)果(guo)不(bu)可(ke)靠(kao)。可(ke)采(cai)用(yong)另(ling)一(yi)根(gen)極(ji)性(xing)不(bu)同(tong)的(de)色(se)譜(pu)柱(zhu)進(jin)行(xing)定(ding)性(xing),比(bi)較(jiao)未(wei)知(zhi)組(zu)分(fen)和(he)已(yi)知(zhi)純(chun)物(wu)質(zhi)在(zai)兩(liang)根(gen)色(se)譜(pu)柱(zhu)上(shang)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi),如(ru)果(guo)都(dou)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)保(bao)留(liu)值(zhi),即(ji)可(ke)認(ren)為(wei)未(wei)知(zhi)組(zu)分(fen)與(yu)已(yi)知(zhi)純(chun)物(wu)質(zhi)為(wei)同(tong)一(yi)種(zhong)物(wu)質(zhi)。
利用純物質對照定性,首先要對試樣的組分有初步了解,預先準備用於對照的已知純物質(標準對照品)。該方法簡便,是氣相色譜定性中最常用的定性方法。
2. 相對保留值法
對於一些組成比較簡單的已知範圍的混合物或無已知物時,可選定一基準物按文獻報道的色譜條件進行實驗,計算兩組分的相對保留值:
(5)
式中:i-未知組分;s-基準物。
並與文獻值比較,若二者相同,則可認為是同一物質。(ris僅隨固定液及柱溫變化而變化。)
可選用易於得到的純品,而且與被分析組分的保留值相近的物質作基準物。
2. 保留指數法
又稱為Kovats指數,與其它保留數據相比,是一種重現性較好的定性參數。
保bao留liu指zhi數shu是shi將jiang正zheng構gou烷wan烴ting作zuo為wei標biao準zhun物wu,把ba一yi個ge組zu分fen的de保bao留liu行xing為wei換huan算suan成cheng相xiang當dang於yu含han有you幾ji個ge碳tan的de正zheng構gou烷wan烴ting的de保bao留liu行xing為wei來lai描miao述shu,這zhe個ge相xiang對dui指zhi數shu稱cheng為wei保bao留liu指zhi數shu,定ding義yi式shi如ru下xia:
(6)
IX為待測組分的保留指數,z與 z+n 為正構烷烴對的碳數。規定正己烷、正庚烷及正辛烷等的保留指數為600、700、800,其它類推。
在有關文獻給定的操作條件下,將選定的標準和待測組分混合後進行色譜實驗(要求被測組分的保留值在兩個相鄰的正構烷烴的保留值之間)。由上式計算則待測組分X的保留指數IX,再與文獻值對照,即可定性。
3. 聯用技術
氣相色譜對多組分複雜混合物的分離效率很高,但定性卻很困難。而質譜、紅外光譜和核磁共振等是鑒別未知物的有力工具,但要求所分析的試樣組分很純。因此,將氣相色譜與質譜、紅外光譜、核磁共振譜聯用,複雜的混合物先經氣相色譜分離成單一組分後,再利用質譜儀、紅hong外wai光guang譜pu儀yi或huo核he磁ci共gong振zhen譜pu儀yi進jin行xing定ding性xing。未wei知zhi物wu經jing色se譜pu分fen離li後hou,質zhi譜pu可ke以yi很hen快kuai地di給gei出chu未wei知zhi組zu分fen的de相xiang對dui分fen子zi質zhi量liang和he電dian離li碎sui片pian,提ti供gong是shi否fou含han有you某mou些xie元yuan素su或huo基ji團tuan的de信xin息xi。紅hong外wai光guang譜pu也ye可ke很hen快kuai得de到dao未wei知zhi組zu分fen所suo含han各ge類lei基ji團tuan的de信xin息xi。對dui結jie構gou堅jian定ding提ti供gong可ke靠kao的de論lun據ju。近jin年nian來lai,隨sui著zhe電dian子zi計ji算suan機ji技ji術shu的de應ying用yong,大da大da促cu進jin了le氣qi相xiang色se譜pu法fa與yu其qi它ta方fang法fa聯lian用yong技ji術shu的de發fa展zhan。
二.定量分析
在一定的色譜操作條件下,流入檢測器的待測組分i的含量mi(質量或濃度)與檢測器的響應信號(峰麵積A或峰高h)成正比:
mi = fiAi 或 mi= fi hi
式中,fi 為定量校正因子。要準確進行定量分析,必須準確地測量響應信號,確求出定量校正因子fi 。
此兩式是色譜定量分析的理論依據。
1.峰麵積的測量
(1)峰高乘半峰寬法:對於對稱色譜峰,可用下式計算峰麵積:
(7)
在相對計算時,係數1.06可約去。
(2)峰高乘平均峰寬法:
(8)
對於不對稱峰的測量,在峰高0.15和0.85處分別測出峰寬,由下式計算峰麵積:
此法測量時比較麻煩,但計算結果較準確。
(3)自動積分法
具有微處理機(工作站、數據站等),能自動測量色譜峰麵積,對不同形狀的色譜峰可以采用相應的計算程序自動計算,得出準確的結果,並由打印機打出保留時間和A或h等數據。
2. 定量校正因子
由於同一檢測器對不同物質的響應值不同,所以當相同質量的不同物質通過檢測器時,產生的峰麵積(或峰高)不(bu)一(yi)定(ding)相(xiang)等(deng)。為(wei)使(shi)峰(feng)麵(mian)積(ji)能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)地(di)反(fan)映(ying)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)的(de)含(han)量(liang),就(jiu)必(bi)須(xu)先(xian)用(yong)已(yi)知(zhi)量(liang)的(de)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)測(ce)定(ding)在(zai)所(suo)用(yong)色(se)譜(pu)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)峰(feng)麵(mian)積(ji),以(yi)計(ji)算(suan)定(ding)量(liang)校(xiao)正(zheng)因(yin)子(zi)。
(9)
式中: fi 稱為絕對校正因子,即是單位峰麵積所相當的物質量。它與檢測器性能、組分和流動相性質及操作條件有關,不易準確測量。在定量分析中常用相對校正因子,即某一組分與標準物質的絕對校正因子之比,即:
(10)
式中: Ai、As分別為組分和標準物質的峰麵積; mi、ms分別為組分和標準物質的量。mi、ms可以用質量或摩爾質量為單位,其所得的相對校正因子分別稱為相對質量校正因子和相對摩爾校正因子,用 fm 和 fM 表示。使用時常將“相對”二字省去。
校xiao正zheng因yin子zi一yi般ban都dou由you實shi驗yan者zhe自zi己ji測ce定ding。準zhun確que稱cheng取qu組zu分fen和he標biao準zhun物wu,配pei製zhi成cheng溶rong液ye,取qu一yi定ding體ti積ji注zhu入ru色se譜pu柱zhu,經jing分fen離li後hou,測ce得de各ge組zu分fen的de峰feng麵mian積ji,再zai由you上shang式shi計ji算suanfm 或 fM 。
4. 定量方法
(1)歸一化法:如ru果guo試shi樣yang中zhong所suo有you組zu分fen均jun能neng流liu出chu色se譜pu柱zhu,並bing在zai檢jian測ce器qi上shang都dou有you響xiang應ying信xin號hao,都dou能neng出chu現xian色se譜pu峰feng,可ke用yong此ci法fa計ji算suan各ge待dai測ce組zu分fen的de含han量liang。其qi計ji算suan公gong式shi如ru下xia:
(11)
guiyihuafajianbian,zhunque,jinyangliangduoshaobuyingxiangdingliangdezhunquexing,caozuotiaojiandebiandongduijieguodeyingxiangyejiaoxiao,youqishiyongduozufendetongshiceding。danruoshiyangzhongyoudezufenbunengchufeng,zebunengcaiyongcifa。
(2)內標法:
內(nei)標(biao)法(fa)是(shi)在(zai)試(shi)樣(yang)中(zhong)加(jia)入(ru)一(yi)定(ding)量(liang)的(de)純(chun)物(wu)質(zhi)作(zuo)為(wei)內(nei)標(biao)物(wu)來(lai)測(ce)定(ding)組(zu)分(fen)的(de)含(han)量(liang)。內(nei)標(biao)物(wu)應(ying)選(xuan)用(yong)試(shi)樣(yang)中(zhong)不(bu)存(cun)在(zai)的(de)純(chun)物(wu)質(zhi),其(qi)色(se)譜(pu)峰(feng)應(ying)位(wei)於(yu)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)色(se)譜(pu)峰(feng)附(fu)近(jin)或(huo)幾(ji)個(ge)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)色(se)譜(pu)峰(feng)的(de)中(zhong)間(jian),並(bing)與(yu)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)完(wan)全(quan)分(fen)離(li),內(nei)標(biao)物(wu)的(de)加(jia)入(ru)量(liang)也(ye)應(ying)接(jie)近(jin)試(shi)樣(yang)中(zhong)待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)的(de)含(han)量(liang)。具(ju)體(ti)作(zuo)法(fa)是(shi)準(zhun)確(que)稱(cheng)取(qu)m(g)試樣,加入ms(g)內標物,根據試樣和內標物的質量比及相應的峰麵積之比,由下式計算待測組分的含量:
(12)
(13)
由於內標法中以內標物為基準,則 fs=1。
neibiaofadeyoudianshidingliangzhunque。yinweigaifashiyongdaicezufenheneibiaowudefengmianjidexiangduizhijinxingjisuan,suoyibuyaoqiuyangekongzhijinyanglianghecaozuotiaojian,shiyangzhonghanyoubuchufengdezufenshiyenengshiyong,danmeicifenxidouyaozhunquechengquhuoliangqushiyangheneibiaowudeliang,bijiaofeishi。
為了減少稱量和測定校正因子可采用內標標準曲線法 ——簡化內標法:
在一定實驗條件下,待測組分的含量mi與Ai/As成正比例。先用待測組分的純品配置一係列已知濃度的標準溶液,加入相同量的內標物;再將同樣量的內標物加入到同體積的待測樣品溶液中,分別進樣,測出Ai/As,作 Ai/As—m 或Ai/As—C 圖,由Ai(樣)/As 即可從標準曲線上查得待測組分的含量。
(3)外標法:取待測試樣的純物質配成一係列不同濃度的標準溶液,分別取一定體積,進樣分析。從色譜圖上測出峰麵積(或峰高),以峰麵積(或峰高)對含量作圖即為標準曲線。然後在相同的色譜操作條件,分析待測試樣,從色譜圖上測出試樣的峰麵積(或峰高),由上述標準曲線查出待測組分的含量。
外(wai)標(biao)法(fa)是(shi)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)定(ding)量(liang)方(fang)法(fa)。其(qi)優(you)點(dian)是(shi)操(cao)作(zuo)簡(jian)便(bian),不(bu)需(xu)要(yao)測(ce)定(ding)校(xiao)正(zheng)因(yin)子(zi),計(ji)算(suan)簡(jian)單(dan)。結(jie)果(guo)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)進(jin)樣(yang)的(de)重(zhong)視(shi)性(xing)和(he)色(se)譜(pu)操(cao)作(zuo)條(tiao)件(jian)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。
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