气相色谱条件实验及对卤代烃的定性分析

指导老师：李建国 实验人：王壮 同组实验：陆潇、戈畅 实验时间：2016.4.18

一、实验目的

1、熟悉理论塔板数及理论塔板高度的概念及计算方法； 2、理解柱温的改变对组分保留行为的影响；

3、掌握气相色谱仪操作方法与热导检测器的原理； 4、熟悉气相色谱定性分析方法。

二、实验原理

气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器被检测，在记录器上绘制出各组份的色谱峰——流出曲线。

根据塔板理论，则有：

tt 理论塔板数：n5.54(R)216(R)2

W1Wb2LlLW2理论塔板高度：H

n16(tR)216tR2W（其中H—理论塔板高度；n—理论塔板数；tR—保留时间；W—峰底宽度；l—柱长）采用已知试样测得保留时间就可算出理论塔板高度。理论塔板数越大或塔板高度越小，说明柱效率越好。但柱效率只反应了色谱对某一组分的柱效能，不能反映相邻组分的分离度，因此，还需计算最难分离物质对的分离度。

分离度是指色谱柱对样品中相邻两组分的分离程度，对一个混合试样成功的分离，是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。分离度R的计算方法是：

R2(tR2tR1)2(tR2tR1) 或R

WWWb1Wb21(1)1(2)22分离度数值越大，两组分分开程度越大，当R值达到1.5时，可以认为两组分完

全分开。

气相色谱仪由气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统、检测系统和信号记录系统等部分组成。

三、仪器与试剂

仪器：GC7890T型气相色谱仪、热导池检测器（TCD）、氮气钢瓶、空气压缩机、

微量注射器、3mm x 200cm的5-10%OV101不锈钢分离柱。 试剂：二氯甲烷，三氯甲烷和四氯化碳及其混合试液。

四、实验内容

1．按操作说明书使色谱仪正常运行，并调节至如下条件： 柱温：80C检测器温度：120C气化温度：120C 热导池电流：100mA载气柱前压力：0.2MPa

2．分别改变柱温至50、60、70、80、90C。每改变一次柱温，注入1.5L卤代烃混合样，记下保留时间，观察其出峰顺序和分离情况。

3．根据不同柱温下的分离情况及色谱数据选择合适的柱温。在最佳柱温下对卤代烃混合物进行定性分析，即分别注入卤代烃纯样品并记录保留时间。

五、结果处理

测量混合样品在不同温度下的保留时间、塔板数、分离度和对称度并得到如下结果 温度（℃） 保留时间（min） 塔板数 分离度 对称度 1.177 1984 0.000 1.361 50 2.062 2847 6.799 1.051 3.127 2586 5.321 0.779 1.292 954 0.000 1.624 60 2.118 1466 4.256 1.364 3.103 1597 3.702 0.944 2.681 565 0.000 1.612 70 3.896 1204 2.699 1.605 5.266 1969 2.965 1.316 1.117 674 0.000 1.732 80 1.562 1107 2.473 1.716 2.072 1389 2.485 1.524 0.818 525 0.000 1.746 90 1.104 813 1.918 1.773 1.432 952 1.879 1.766 表1.不同温度下混合样品的保留时间等数据

根据数据分析90C时组分的保留时间最短，综合考虑后选择90C作为纯样品

的分析温度。分析结果如下：

样品 保留时间（min） 0.792 二氯甲烷 0.983 氯仿 1.257 四氯化碳 表2.纯样品的保留时间

和混合样品中组分的出峰顺序可以得到混合样品中第一个组分为二氯甲烷，第二个组分为氯

仿，第三个组分为四氯化碳。

计算二氯甲烷和氯仿、氯仿和四氯化碳的分离度：

根据公式R12(tR2tR1)2(2.0621.177)=11.57

W1(1)W1(2)0.0620.09122R2

2(tR3tR2)2(3.127-2.062)=9.02

W1(2)W1(3)0.1450.09122造成他们分离度不相等的原因是不同组分和固定相的作用强度不一样。

六、注意事项

1. 必须先通载气，再开电源！

2. 实验结束时，应先关掉电源，再关载气！

3. 7890T气相色谱仪的TCD检测器在结束分析工作后，应当先将检测器的电流设置为零，再将柱箱、进样器和检测器温度降低到80ºC以下才能关闭载气及电源开关。

七．思考题

1．适于气相色谱分析的试样应必须具备什么基本特征？ 答：热稳定性好、易气化

2．本实验中，进样量是否需要非常准确？为什么？

答：不要求，本实验为定性分析不涉及定量分析，所以进样量不需要非常准确。 3．实验中要注意哪些操作？

附GC7890T型气相色谱仪(TCD)操作方法:

1. 打开载气钢瓶总阀、分压阀，打开净化器上的载气开关阀。 2. 调节两路载气的稳流阀到适当值，并使两路载气的流量相等。

3. 打开电源开关，根据分析需要设置柱温、进样器温度、TCD检测器温度。 4. 设置方法为：柱温→设定值→输入；进样→设定值→输入；检测→设定值→输入。

5. 打开电脑，运行气相色谱工作站软件，设置样品名称及相应显示范围值。 6. 确认载气流入TCD检测器的前提下，设置TCD检测电流。TCD电流设置范围为50mA~250mA，增量为10 mA。方法为：量程→设定值→输入。 7.准备样品，待基线稳定后即可进样开始实验。

8.实验完毕，进行降温，在色谱柱箱温度低于80oC以下才能关闭载气及电源开关。