1、實(shí)驗(yàn)三 氣相色譜法測定乙烯含量1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 了解氣相色譜儀的基本操作；1.2 了解氣相色譜儀測定乙烯的原理。2 實(shí)驗(yàn)原理氣相色譜儀器是以氣體為流動(dòng)相。當(dāng)某一種被分析的多組分混合樣品被注入一起后，瞬間氣化，樣品由流動(dòng)相載氣所攜帶，經(jīng)過裝有固定相的色譜柱時(shí)，由于組分分子與色譜柱內(nèi)部固定相分子間要發(fā)生吸附、脫附、溶解等過程，組分分子在兩相間反復(fù)多次分配，使混合樣品中的組分得到分離。被分離的組分順序進(jìn)入檢測器系統(tǒng)，由檢測器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)形成色譜圖。乙烯是植物生長過程中自然散發(fā)的一種激素，廣泛存在于植物的各種組織器官中，具有促進(jìn)果實(shí)成熟的作用。乙烯通過氣象色譜柱進(jìn)行分離，氫火焰離子化檢測器檢測，外標(biāo)

2、法定量。3 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器3.1 實(shí)驗(yàn)樣品：蘋果。3.2 實(shí)驗(yàn)試劑：20ppm的乙烯標(biāo)樣。3.3 實(shí)驗(yàn)儀器：氣相色譜儀附氫火焰離子化檢測器（FID）。4 實(shí)驗(yàn)步驟4.1 樣品處理：將蘋果放入密封罐中，靜置待乙烯氣體釋放并收集。4.2 測定：待儀器準(zhǔn)備好后，將樣品和標(biāo)準(zhǔn)注入氣相色譜中進(jìn)行分析，以標(biāo)準(zhǔn)溶液峰的保留時(shí)間作為定性的依據(jù)，以其面積求出樣品中被測定的乙烯的含量。4.3 色譜條件色譜柱：毛細(xì)管柱； 載氣速度：1mL/min； 進(jìn)樣量：5L；進(jìn)樣口溫度：130；檢測器溫度：230； 柱溫：805 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果氣相色譜儀測定樣品蘋果中的乙烯含量結(jié)果見下表1。本次實(shí)驗(yàn)采用的是單點(diǎn)

3、法測定。表1. 氣象色譜儀測定蘋果的乙烯含量進(jìn)樣量保留時(shí)間峰面積乙烯標(biāo)樣10L2.497min蘋果20L2.682min.4乙烯標(biāo)樣的濃度=20ppm蘋果的乙烯的濃度=乙烯標(biāo)樣的總量蘋果的峰面積/乙烯標(biāo)樣的峰面積=20.4/（2）=323.8ppm5.2 實(shí)驗(yàn)討論本次實(shí)驗(yàn)測定梨中的乙烯的峰面積過小，數(shù)據(jù)不理想。分析其主要原因是樣品（梨）購買后在密封罐中存放的時(shí)間較短，且不同品種的水果產(chǎn)乙烯的階段不同，此階段乙烯氣體釋放量較低。本次實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短，且主要目的是了解氣相色譜儀的基本操作，以及氣相色譜儀測定乙烯的原理，故結(jié)合前組同學(xué)對(duì)蘋果乙烯含量的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行討論與分析。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要改進(jìn)的地方有以下幾

4、點(diǎn)：乙烯標(biāo)樣可以選擇5個(gè)濃度，每個(gè)濃度分別測定3-4次，取其峰面積的平均值后作標(biāo)準(zhǔn)曲線，這樣誤差更小；若乙烯標(biāo)樣和樣品氣體的進(jìn)樣量一致，可以直接用標(biāo)準(zhǔn)曲線測算出來，這樣更簡便。6 思考題6.1 氣相色譜儀包括哪幾個(gè)部分組成？答：氣相色譜儀主要由六部分組成：氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器、溫度控制系統(tǒng)、記錄及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 氣路系統(tǒng)包括載氣、輔助氣體、穩(wěn)壓、穩(wěn)流和流量調(diào)節(jié)裝置。載氣要求不與樣品及流動(dòng)相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，常用有氮?dú)?、氫氣、氦氣等。輔助氣體是諸如空氣、氧氣、氫氣的輔助氣體。穩(wěn)壓、穩(wěn)流和流量調(diào)節(jié)裝置是定性、定量的需要，是使載氣有穩(wěn)定的壓力和流速的保證；調(diào)解閥裝置具有穩(wěn)壓穩(wěn)流作用。進(jìn)樣系

5、統(tǒng)包括進(jìn)樣器和汽化室，它的功能是引入試樣，并使試樣瞬間汽化。色譜柱，是氣相色譜儀的心臟，是使試樣在柱內(nèi)運(yùn)行的同時(shí)得到分離。色譜柱基本有兩類，填充柱和毛細(xì)管柱。檢測器的功能是對(duì)柱后已被分離的組分的信息轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌谟涗浀碾娦盘?hào)，然后對(duì)各組分的組成和含量進(jìn)行鑒定和測量。常見的檢測器有，熱導(dǎo)檢測器（TCD）、氫火焰電離檢測器（FID）、電子捕獲檢測器（ECD）、火焰光度檢測器（FPD）、質(zhì)譜檢測器（MSD）和火焰熱離子檢測器（FTD）。溫度控制系統(tǒng)保證系統(tǒng)中的溫度在可控的范圍中，并是溫度分布穩(wěn)定均勻。溫度在氣相色譜分析中極其重要，因?yàn)闇囟戎苯佑绊憳悠返臍饣⒅姆蛛x效率和檢測器的靈敏度等。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)目

6、前多采用配備操作軟件包的工作站，用計(jì)算機(jī)控制，既可以對(duì)色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，又可對(duì)色譜系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制。6.2 操作氣相色譜儀時(shí)需要注意哪些問題？答：操作氣相色譜儀時(shí)的注意事項(xiàng)有：進(jìn)樣應(yīng)注意問題：手不要拿注射器的針頭和有樣品部位、不要有氣泡，吸樣時(shí)要慢、快速排出再慢吸，反復(fù)幾次，進(jìn)樣速度要快，每次進(jìn)樣保持相同速度，針尖到汽化室中部開始注射樣品。 氫氣和空氣的比例對(duì)FID檢測器的影響：氫氣和空氣的比例應(yīng)1：10，當(dāng)氫氣比例過大時(shí)FID檢測器的靈敏度急劇下降，在使用色譜時(shí)別的條件不變的情況下，靈敏度下降要檢查一下氫氣和空氣流速。氫氣和空氣有一種氣體不足點(diǎn)火時(shí)發(fā)出“砰”的一聲，隨后就滅火，一般

7、當(dāng)你點(diǎn)火電著就滅，再點(diǎn)著隨后又滅是氫氣量不足。如何選擇合適的密封墊：密封墊分一般密封墊和耐高溫密封墊，汽化室溫度超過300時(shí)用耐高溫密封墊，耐高溫密封墊的一面有一層膜，使用時(shí)帶膜的面朝下。怎樣防止進(jìn)樣針不彎：1.進(jìn)樣口擰的太緊，室溫下擰的太緊當(dāng)汽化室溫度升高時(shí)硅膠密封墊膨脹后會(huì)更緊，這時(shí)注射器很難扎進(jìn)去。2.位置找不好針扎在進(jìn)樣口金屬部位。3.注射器桿彎是進(jìn)樣時(shí)用力太猛，進(jìn)口色譜帶一個(gè)進(jìn)樣器架，用進(jìn)樣器架進(jìn)樣就不會(huì)把注射器桿弄彎。4.進(jìn)樣時(shí)一定要穩(wěn)重，急于求快會(huì)把注射器弄彎的，只要你進(jìn)樣熟練了自然就快了。6.3 氣相色譜儀常用的氣體有哪些？答：氣相色譜儀中常用的氣體有兩種，分別是載氣和輔助氣體

8、。載氣常用的有，H2、He、N2。輔助氣體常用的有空氣、O2。在實(shí)際應(yīng)用中，載氣和輔助氣體的選擇主要是根據(jù)檢測器的特性來決定，同時(shí)考慮色譜柱的分離效能和分析時(shí)間，例如氫火焰離子化檢測器中，氫氣是必用的燃?xì)?，用氮?dú)庾鬏d氣。7 知識(shí)擴(kuò)展7.1 氣相色譜法的影響因素答：氣象色譜法的影響因素有：（1）柱長和柱內(nèi)徑：一般柱管增長，可改善分離能力，短則組分餾出的快些；柱內(nèi)徑小分離效果好，柱內(nèi)徑大處理量大，但柱內(nèi)徑過大，將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。分析用柱管一般內(nèi)徑為3-6毫米，柱長為1-4米。（2）柱溫：是一個(gè)重要的操作變數(shù)，直接影響分離效能和分析速度。柱溫的選擇是根據(jù)混合物的沸點(diǎn)范圍、固定液的配

9、比和鑒定器的靈敏度。提高柱溫可縮短分析時(shí)間；降低柱溫可使色譜柱選擇性增大，有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高，柱壽命延長。一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點(diǎn)的柱溫為較合適，對(duì)易揮發(fā)樣用低柱溫，不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。（3）載氣流速：載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹，反之則寬些，但流速過高或過低對(duì)分離都有不利的影響。流速要求要平穩(wěn)，常用的流速范圍每分鐘在10-100亳升之間。（4）固定相，是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。固體吸附劑或擔(dān)體粗細(xì)，一般采用40-60目、60-80目、80-100目，當(dāng)用同等長度的柱子，顆粒細(xì)的分離效率就要比粗的好些；固定液含量對(duì)

10、分離效率的影響很大，它與擔(dān)體的重量比一般用15-25%。比例過大有損于分離，比例過小會(huì)使色譜峰拖尾。7.2 氣相色譜儀的開關(guān)機(jī)步驟答：氣相色譜儀使用時(shí)，應(yīng)按操作規(guī)程開關(guān)機(jī)，否則會(huì)對(duì)儀器造成一定的損壞。正確的開關(guān)機(jī)步驟見下：開機(jī)步驟：檢測儀器各部件是否復(fù)位；打開流動(dòng)相，調(diào)節(jié)壓力和流速；打開儀器的電源開關(guān)；調(diào)節(jié)柱溫、進(jìn)樣口溫度；打開點(diǎn)火裝置電源及空氣壓縮機(jī)開關(guān)、調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)牧砍毯退p；打開鋼瓶氫氣閥，并調(diào)節(jié)氫氣和空氣的壓力；打開記錄儀電源，選擇適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷汉妥呒埶俣?；空氣和氫氣調(diào)好后，點(diǎn)火；調(diào)節(jié)空氣的氫氣的比例，待基線穩(wěn)定后即可正式測定。關(guān)機(jī)步驟：關(guān)掉氫氣總閥或氮?dú)饪傞y；關(guān)掉空氣壓縮機(jī)；將量程或衰

11、減復(fù)位，選擇鍵打到OFF；關(guān)掉記錄儀；待H2、N2全部排完后，將所有閥復(fù)位；關(guān)主機(jī)電源，并拔下插頭。7.3 氫火焰離子化檢測器的擴(kuò)展知識(shí)答：氫火焰離子檢測器是氣相色譜儀中較常使用的檢測器，氫火焰離子化檢測器（FID），它是：典型的質(zhì)量型檢測器；對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度；對(duì)無機(jī)氣體、水、四氯化碳等含氫少或不含氫的物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng)。結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)迅速等特點(diǎn)； 比熱導(dǎo)檢測器的靈敏度高出近3個(gè)數(shù)量級(jí)。氫火焰離子化檢側(cè)器的原理：以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當(dāng)有機(jī)化合物進(jìn)入以氫氣和氧氣燃燒的火焰，在高溫下產(chǎn)生化學(xué)電離，電離產(chǎn)生比基流高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的離子，在高壓電場的定向作用下，形成離子流，微弱的離子流經(jīng)過高阻放大，成為與進(jìn)入火焰的有機(jī)化合物量成正比的電信號(hào)，因此可以根據(jù)信號(hào)的大小對(duì)有機(jī)物進(jìn)行定量分析。氫火焰離子化檢側(cè)器的適用范圍：幾乎所有揮發(fā)性的有