气相色谱分析法模块之 任务5：内标法定量

使用气相色谱法，定性定量分析“甲苯试剂的纯度”（同系物定性、内标法定量） 能力目标 使用气相色谱法，定性定量分析“甲苯试剂的纯度”（同系物定性、内标法定量）

课程引入 问题：已知某甲苯试剂，今欲测其纯度，但其中杂质较多，且部分杂质FID检测器无响应，现欲用气相色谱法FID检测器对其纯度进行检测，你能设计一可行的分析方案吗？ 各小组各派一名同学讲解事先准备好的测量方法。 甲苯试剂中除含主成份甲苯外，还含有硫化合物、噻吩、不饱和化合物、水分等多种杂质？其中部分杂质在FID检测器上无响应。 本项目的检测难度主要是待测试剂中杂质多，部分物质不出峰，因此无法用“归一化法”进行分析。 可适当采用“标准加入法”测定，让学生上台讲述相当测定过程。 日前常采用的方法是使用气相色谱仪，采用内标法。

演示测定全过程1 打开载气（N2）钢瓶总阀，调节输出压力为0.4MPa。 打开载气净化气开关，调节载气合适柱前压，如0.14MPa，稳流阀控制为4.4圈，控制载气流量为约30mL/min。 打开气相色谱仪电源开关。 设置柱温为85℃、气化温度为160℃和检测温度为140℃。

演示测定全过程2 待柱温、气化温度和检测温度达到设定值并稳定后，打开空气钢瓶，调节输出压力为0.4MPa； 打开氢气钢瓶，调节输出压力为0.2MPa。打开空气净化气开关，调节空气稳流阀为5.0圈，控制其流量为约200mL/min。 打开氢气净化气开关，调节氢气稳流阀为4.5圈，控制其流量为约30mL/min。 揿“点火”键 揿“点火”键点燃氢火焰。 让气相色谱仪走基线，待基线稳定。

演示测定全过程3 取一个干燥洁净称量瓶，加入3mL正已烷。加入100μL甲苯（GC级），称其准确重量，记为mS1，加入100μL苯（GC级，内标物），称其准确重量，记为mS2。摇匀备用，此为每位同学所配制甲苯测试标样。 另取一个干燥洁净的称量瓶，加入3mL正已烷。加入100μL所测甲苯试剂，称其准确重量，记为m样，加入100μL苯（GC级，内标物），称其准确重量，记为mS3。摇匀备用，此为每位同学所配制甲苯测试试样。 取两支10μL微量注射器，以溶剂（如无水乙醇）清洗完毕后，备用。 甲苯测试标样 2007-5-5 张三 甲苯测试试样 2007-5-5 张三

演示测定全过程4 打开色谱工作站（FL9500），观察基线是否稳定。 点击“开始”按键，色谱工作站开始采样 点击“停止”按键，色谱工作站停止采样，并处理采集数据 色谱峰 分析结果 按相同方法再测2次甲苯测试标样与3次甲苯测试试样，记录各主要色谱峰的峰面积。

演示测定全过程5 在相同色谱操作条件下分别以苯、甲苯（GC级）标样进样分析，以各标样出峰时间（即保留时间）确定甲苯测试标样与甲苯测试试样中各色谱峰所代表的组分名称。 实训完毕后先关闭氢气钢瓶总阀，待压力表回零后，关闭仪器上氢气稳压阀。 关闭空气钢瓶总阀，待压力表回零后，关闭仪器上空气稳压阀。 设置气化室温度、柱温在室温以上约10℃、检测室温度120℃。 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。 溶剂峰 苯(内标和物) 甲苯

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 合理安排时间 实训过程中注意安全 节约样品 合理处理废液等。

数据处理计算公式 对甲苯测试标样所绘制色谱图，计算甲苯的相对校正因子(以苯为基准物质) 。 对甲苯试样所绘制色谱图，按公式 计算甲苯试剂中甲苯的质量分数（%），并计算其平均值与相对平均偏差（%）。

测定过程常见问题讨论1 甲苯的定性问题：一般可采用同系物按沸点高低顺序出峰进定性。 参数的设置： 项目 丁醇异构体混合物的测定 甲苯试剂纯度的测定 载气种类 N2、Ar 载气流量 约30ml/min 空气 300ml/min H2 作燃气，约30ml/min 检测器 氢火焰离子化检测器（flame ionization detector,FID） 检测灵敏度设置 Range：1/10/100/1000 (灵敏度S依次降10倍)

测定过程常见问题讨论2 甲苯的定量问题：本项目的测定采用“内标法”进行定量。 项目 丁醇异构体混合物的测定 甲苯试剂纯度的测定 定量方法 归一化法 内标法 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、无须样品中各组分均出峰且完全分离，要求待测组分能出峰，且与相邻组分完全分离。 相对校正因子 须用标准物质测量相对校正因子，否则无法准确测量 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：校正因子的测定较为麻烦。 优点是：进样量的变化、色谱条件的微小变化对内标法定量结果的影响不大。只对感兴趣的色谱峰做校正，其结果的报告可选择不同的单位。 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。

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。 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？

内标法 问题：内标法中的关键技术是什么？ 色谱操作条件的选择 内标物的选择原则 色谱柱：DNP（2m,100-120目）；载气：N2，30mL/min； 空气：300mL/min；氢气：30mL/min；柱温：95℃； 气化室温度：160℃；检测器：FID；检测器温度：140℃；灵敏度档：10。 内标物的选择原则 内标物是样品中不存在的纯物质。 内标物很容易获取。 内标物的化学性质与样品相似，但不与样品发生化学反应。 内标物要求在感兴趣的组分附近流出，且能得到分离良好的、干净利落的色谱峰。 内标物的含量与样品的浓度相似。 内标物的色谱性质稳定。

内标法举例 用内标法测定环氧丙烷中水分的含量，以甲醇作为内标物，称取0.0115g甲醇，加到2.2679g样品中，混合均匀后，用微量注射器吸取0.2µL该样品进行气相色谱分析，平行测定两次，得如下数据： 分析次数 水分峰高 甲醇峰高 1 2 150.2 148.8 174.8 172.3 已知水与内标物甲醇的相对质量校正因子分别为0.70和0.75，计算样品中水分的质量分数。

内标法举例（解答） 解：由公式 有 第一次分析 第二次分析 两次分析的平均值为

并行学习与思考题 你能设计用气相色谱法分析检测某水样（其中含甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇与正戊醇）的实验方案吗？若你准备采用内标法进行定量， 认为最合适的内标物是什么物质？你能根据所设计的实验方案完成相关操作吗？（提示：可类似于甲苯试剂纯度的测定） 思考题：内标法与标准加入法有何异同？能用内标法分析的样品可否用标准加入法进行分析测定？能用标准加入法分析的样品可否用内标法进行分析测定？若可以，请举例说明。若不可以，请说明原因。

下次课程问题 气相色谱是如何实现性质接近混合物的分离的？ 同学们，我们在前面已经学习了多个混合样品的定性定量分析。以丁醇异构体的分离分析为例，采用气相色谱分析方法可以将性质非常接近的4种丁醇异构体混合物完全分离。 那么，气相色谱是如何实现性质接近混合物的分离的？