邻二甲苯中杂质的气相色谱分析

一、目的及要求

学习内标法定量的基本原理和测定试样中杂质含量的方法。

二、实验原理

对于试样中少量杂质的测定，或仅需测定试样中某些组分时，可采用内标法定量。用内标法测定时需在试样中加入一种物质作内标，而内标物质应符合下列条件。

（1）应是试样中不存在的纯物质。

（2）内标物质的色谱峰位置，应位于被测组分色谱峰的附近。

（3）其物理性质及物理化学性质应与被测组分相近。

（4）加入的量应与被测组分的量接近。

设在质量为m试样的试样中加入内标物质的质量为ms，被测组分的质量为mi，被测组分及内标物质的色谱峰面积（或峰高）分别为Ai，As（或hi，hs），则mi＝fiAi，ms＝fsAs

若以内标物质作标准，则可设fs＝1，可按下式计算被测组分的含量，即

或

式中，f″i为峰高相对质量校正因子。

也可用配制一系列标准溶液，测得相应的Ai／As（或hi／hs）绘制Ai／As-ci%标准曲线，如图7-5所示。这样可在无需预先测定fi（或f″i）的情况下，称取固定量的试样和内标物质，混匀后即可进样，根据Ai／As之值求得ci%。

内标法定量结果准确，对于进样量及操作条件不需严格控制，内标标准曲线法更适用于工厂的操作分析。

本实验选用甲苯作内标物质，以内标标准曲线法测定邻二甲苯中苯、乙苯、1，2，3-三甲苯的杂质含量。

图7-5 内标标准曲线

三、仪器与试剂

1.仪器

1102型气相色谱仪

氮气或氢气钢瓶

微量进样器（10μL）

医用注射剂（5 mL，10 mL）

2.试剂

苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、1，2，3-三甲苯、乙醚等均为分析纯

四、实验条件

1.固定相：邻苯二甲酸二壬酯∶6201担体（15∶100），60～80目。

2.流动相：氮气，流量为15 mL·min－1。

3.柱温：110℃。

4.汽化温度：150℃。

5.检测器：热导池，检测温度110℃。

6.桥电流：110 mA。

7.衰减比：1／1。

8.进样量：3μL。

9.记录仪：量程5 mV，纸速600 mm·h－1。

五、实验步骤

1.按表7-1配制一系列标准溶液，分别置于5只100 mL容量瓶中，混匀备用。

称取未知试样11.06 g于25 mL容量瓶中，加入0.61 g甲苯，混匀备用。

2.将色谱仪按仪器操作步骤调节至可进样状态，待仪器的电路和气路系统达到平衡，记录仪上的基线平直时，即可进样。

表7-1 苯及苯同系物标准溶液配制表

3.依次分别吸取上述各标准溶液3～5μL进样，记录色谱图。重复进样两次。进样后及时在记录纸上于进样信号处标明标准溶液号码，注意每做完一种标准溶液，需用后一种待进样标准溶液洗涤微量进样器5～6次。

4.在同样条件下，吸取已配入甲苯的未知试液3μL进样，记录色谱图，并重复进样两次。

5.如果允许，在指导教师许可下，适当改变柱温（但不得超过固定液最高使用温度）进样实验，观察分离情况。例如改变±10℃。

六、数据处理

1.记录实验条件

（1）色谱柱的柱长及内径。

（2）固定相及固定液与担体配比。

（3）载气及其流量。

（4）柱前压力及柱温。

（5）检测器及检测温度。

（6）桥电流及进样量。

（7）衰减比。

（8）记录仪量程及纸速。

2.测量各色谱图上各组分色谱峰高hi值，并填入表7-2中。

表7-2 不同物质的峰高记录表

3.以甲苯作内标物质，计算mi／ms，hi／hs值，并填入表7-3中。

4.绘制各组分hi／hs-mi／ms的标准曲线图。根据未知试样的hi／hs值，于标准曲线上查出相应的mi／ms值。按下式计算未知试样中苯、乙苯、1，2，3-甲苯的百分含量。

表7-3 实验数据处理表

七、思考题

1.内标法定量有何优点？它对内标物质有何要求？

2.实验中是否要严格控制进样量？实验条件若有所变化是否会影响测定结果，为什么？

3.在内标标准曲线法中，是否需要应用校正因子，为什么？

4.试讨论色谱柱温度对分离的影响。