甲苯的气相色谱分析.docx

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甲苯的气相色谱分析

甲苯的气相色谱分析——内标法定量

一、目的要求

　　1.学会使用内标法定量测定；

　　2.学会熟练使用FID。

　　3.学会测定峰高校正因子。

二、方法原理

   DNP柱是中等极性的色谱，在一定的色谱操作条件下可对一些简单的苯系化合物进行完全的分离。

三、仪器与试剂

　　1.仪器：

成都科捷分析仪器公司生产的GC-5890气相色谱仪、气体发生器、实验三制备的色谱柱、FID、微量注射器、2支1ml通用注射器、5ml容量瓶

　　2.试剂：

苯、甲苯（以上均为分析纯）。

丙酮洗针液

四、实验步骤

　　1．配制标准溶液 称一干燥洁净的5ml容量瓶质量，（称准至0.001g），用医用注射器吸取1ml甲苯注入容量瓶内，称重，计算出甲苯质量，再用另一支注射器取0.2ml苯注入容量瓶，再称重，求出瓶中苯的质量（称准至0.001g），摇匀备用。

　　2.配制甲苯试样溶液 另取一干燥洁净的试剂瓶，先称出瓶的质量，然后用注射器吸取1ml甲苯试样，注入瓶中，称出（瓶和甲苯）质量，再求出甲苯试样质量。

再用另一支注射器取0.1ml苯（内标物）注入容量瓶，再称重，求出瓶中苯的质量（称准至0.001g），摇匀备用。

　　3.色谱仪的开机和调试

（1）打开气体发生器，流速为30ml/min，十分钟后排水。

（2）将载气通入主机气路，检漏，调节载气流速为30ml/min，通载气半个小时将气路中的空气等赶走。

　　（3）打开色谱主机电源，在控制面板上对气化室、柱箱进行控温，将温度分别调节为120℃，90℃℃；

　　（4）打开色谱数据处理机，输入测量参数。

　　（5）FID的点火

　　打开空气开关，调节流量为500～600ml/min，设置检测器温度为110℃；待检测器温度恒定至110℃，打开氢气开关，将流量调节至80ml/min左右，点火，点燃后将氢气流量降至20－30ml/min。

　　4.标准溶液和未知试样的分析测定

（1）观察仪器谱图基线是否平直，待仪器电路和气路系统达到平衡，基线平直后，用1微升清洗过的微量注射器吸取标准试样0.2－0.4微升进样，分析测定，色谱图走完后记录样品名对应的文件名，打印出色谱图及分析测试结果。

重复操作三次。

记录分析结果。

（2）试样的分析 用1微升清洗过的微量注射器吸取甲苯试样溶液0.2－0.4微升进样，分析测定，色谱图走完后记录样品名对应的文件名，打印出色谱图及分析测试结果。

按上述方法再进样分析测定两次，记录分析结果。

　　5.结束工作

（1）实验完成后，清洗进样器。

（2）关机。

先关氢气阀，再关空气阀，降低柱温，关色谱工作站，待柱温降至50℃再停止通载气。

　　（3）清理实验台面，填写仪器使用记录。

五、结果处理

　　1.记录实验操作条件。

　　2.将打印出的色谱分析结果上将测量的各组分的峰高填入下表。

试剂及其步骤

h

m/g

1

2

3

平均值

苯

标准溶液

试样溶液

甲苯

标准溶液

试样溶液

3．根据标准溶液分析测定所得到的数据，按下式计算出甲苯的峰高校正因子（以苯为标准物）：

4．根据甲苯试样溶液分析测定所得到的数据，按下式计算出样品中甲苯的含量（以苯为内标物）：

式中，ms、m样分别代表内标物苯及样品溶液的质量；f’甲苯（h）为苯做标准物的甲苯的峰高相对质量校正因子。

六、注意事项

1.微量注射器使用前应先用丙酮抽洗5～6次，然后再用所要吸取的试液抽洗5～6次。

2.氢气是一种危险气体，使用过程中一定要按要求操作，而且色谱实验室一定要有良好的通风设备。

七、思考题

1.内标法定量有哪些优点？

方法的关键是什么？

2.本实验为什么可以采用峰高定量？

气相色谱法测定车间空气中的苯、甲苯、二甲苯

【摘要】 气相色谱用FID检测器法直接进样法来测定车间空气中苯、甲苯、二甲苯的测定结果，检出限在0.002～0.05μg/mL之间，浓度与峰面积线性关系良好（r>0.996），回收率85.7%～110.2%之间，方法的变异系数在3.1%～9.2%之间，该方法操作简单，实用性强，其结果均未超过卫生标准（PC—TWA苯6mg/m3、甲苯50mg/m3、二甲苯50mg/m3，PC—STEL苯10mg/m3、甲苯100mg/m3、二甲苯100mg/m3）的要求。

【关键词】气相色谱法 车间空气  苯、甲苯、二甲苯

       目前常用苯、甲苯、二甲苯测定的方法是气相色谱法，采样方法简单，采样仪器轻便，测定结果准确，精密度高。

气相色谱使用氢火焰离子化检测器（FID）是大气测定污染的有效手段方法。

故我们采用气相色谱法对车间空气中苯、甲苯、二甲苯的测定进行了初步探讨，现将结果报告如下：

       1、实验方法

       1.1实验原理 空气中的苯、甲苯、二甲苯，用无泵采集，经色谱柱分离，氢焰离子化检测器，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。

       1.2仪器与试剂 北分SP—3420型气相色谱仪，FID检测器，二硫化碳（优级纯），苯系物标准液、苯系物标样（中国标准技术开发公司提供）。

       1.3采样 本次测定是对喷漆车间以5L/min速度采集2-5L空气样品。

       1.4测定 根据中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ/T160.42—2007工作场所空气中芳香烃类化合物的气相色谱测定方法。

       1.4.1仪器操作条件 色谱柱2m×4mm，10%PEG600，柱温80℃；汽化室温度150℃；检测室温度150℃；载气（氮气）流量：

40mL/min。

       1.4.2本法采用直接进样法，同时做空白对照试验。

       1.4.3标准气体配制：

用100mL清洁注射器准确抽取100mL氮气作为底气，用微量注射器准确加入1μL苯、甲苯、二甲苯（色谱纯：

在20℃，1μL苯0.8787mg、甲苯0.8669mg、邻二甲苯0.8802mg、间二甲苯0.8642mg、对二甲苯0.8611mg），注入注射器配制标准混合气体。

       1.4.4标准和样品用六通阀进样分析。

       1.4.5测定校正因子当仪器的稳定性能差，可用单点校正法求校正因子。

在样品测定的同时，分别取零浓度和与样品中含苯、甲苯和二甲苯浓度相接近的标准气体1mL，按操作测量零浓度和标准的色谱峰高（mm）和保留时间，用式计算校正因子。

       2、实验结果

       2.1本方法检出限、最低检出浓度、测定范围、相对标准偏差见表1。

       表1方法的性能指标：

       2.2管内3个单位6点作业点连续2年苯、甲苯、二甲苯的测定结果见表2：

均未超过卫生标准（PC—TWA苯6mg/m3、甲苯50mg/m3、二甲苯50mg/m3，PC—STEL苯10mg/m3、甲苯100mg/m3、二甲苯100mg/m3）的要求。

       表2测定结果：

       3.讨论

       3.1苯系物的各组分检出限在0.002～0.05μg/mL之间，浓度与峰面积线性关系良好（r>0.996），回收率85.7%～110.2%之间，方法的变异系数在3.1%～9.2%之间；而本法具有灵敏度高、操作简单快速、准确、干扰小和选择性强等优点。

       3.2苯系物通常包括苯，甲苯，乙苯，邻、间、对位的二甲苯，异丙苯，苯乙烯八种化合物。

苯系物是在工业生产中经常用到的有机物。

其中苯具有致癌、致畸、致突变作用；甲苯具有致突变和致畸作用，对泌尿系统及肌肉骨骼发育有损害；邻二甲苯则有致畸作用，影响肌肉及骨骼的发育，其毒性作用主要表现为血小板和白细胞减少，髓细胞性贫血及白血病，出现神经衰弱症候群，有四肢麻木和痛觉减退，对新陈代谢产生影响，并对皮肤有损害和致敏作用，长期接触还可出现皮肤粘膜出血倾向以及月经过多。

除苯是已知的致癌物以外，其它七种化合物对人体有不同程度的毒性。

单环芳烃一般都是无色易挥发的液体，其蒸气比空气重，有毒，易燃，难溶于水而易溶于有机溶剂，室内装修后，装修材料中的苯及苯系物（苯、甲苯、邻间对二甲苯）向空气中扩散，汽车内（包括轿车，面包车，中巴，大客等）也存在车内装饰材料扩散出来的苯及苯系物，有些工作场所（如喷漆车间，化工生产现场等）也存在着苯及苯系物的扩散。

苯是严重的致病物质，微量的苯就会威胁人们的身体健康，喷漆车间大都采用含有苯系物的油漆或稀释剂含有苯，对作业工人有很大危害。

因此加强车间空气中苯系物的监测频次，对保护工人的健康安全具有十分重要的意义。

目前评价苯系物的接触程度仍以空气检测为主，但往往注重苯系物中毒而容易忽视苯系物接触的危害。

本次检测结果来看，虽未超标，这与工作场所有关，但仍应引起注意，特别是寒冬季节，室内工作设备简陋，布局不合理，苯系物污染较严重，许多工人在没有任何保护条件下直接接触苯系物，对工人的身体健康造成严重的危害。

吸收过量的苯系物引起苯中毒，可苯是严重的致病物质，微量的苯就会威胁人们的身体健康。

所以，要加强对车间空气的苯、甲苯和二甲苯的含量进行测定和控制,保证工人的身体健康，特别是争对工人和工厂管理人中职业病防治意识淡薄的现状加强宣传，增强企业对劳动卫生工作的理解和支持，促使企业改进工艺技术和卫生防护措施，以保障工人的安全。

第三章色谱分析法

实验九气相色谱法测定甲苯和乙苯

一、实验目的

1．了解气相色谱的仪器组成、工作原理以及数据采集、数据分析的基本操作。

2．外标法测定苯中甲苯、乙苯的含量。

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。

在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。

因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何中种物质。

测量峰高或峰面积，采用外标法、内标法或归一化法，可确定待测组分的质量分数。

典型气相色谱仪由以下五大系统组成，详见本实验附录2。

三、仪器与药品

1．仪器设备

1）Agilent6890NGC

2）进样口:

毛细柱进样口（S/SL）;。

3）检测器：

FID；

4）色谱柱：

HP-5毛细柱：

30m,320μmχ0.25μm

5）10ul微量注射器。

6）空气泵

7）25ml容量瓶,

2．气体：

高纯H2（99.999%）；干燥空气；高纯N2（99.999%）。

3、药品：

苯、甲苯、乙苯。

四、实验步骤

1．配制标准溶液：

以苯为溶剂，于容量瓶中配制甲苯、乙苯标准溶液，浓度分别为1.0×10-5、5.0×10-6、1.0×10-6和1.0×10-7mol/L。

2．检查N2、H2气源的状态及压力，然后打开所有气源，开启电脑及色谱仪。

3．用微量注射器准确抽取1.0μL溶液，注射入进样口。

注意不要将气泡抽入针筒。

在相同的色谱条件下，分别测定苯、甲苯、乙苯、各标准溶液及浓度未知样品。

五、问题讨论

1．如何确定色谱图上各主要峰的归属？

2．如何选择合适的色谱柱？

3．哪些条件会影响浓度测定值的准确性？

附录6Agilent6890NGC的操作说明

一、开机

1．检查N2、H2气源的状态及压力，然后打开气源和空气压缩机。

2．打开6890NGC电源开关。

（6890N的IP地址已通过其键盘提前输入进6890N）

3．打开计算机，进入Windows2000画面。

4．仪器自检完毕，双击Instrument1Online图标，化学工作站自动与6890N通讯，此时6890N显示屏上显示“Loading…”。

进入的工作站界面如上图。

二、编辑数据采集方法

1．从“Method”菜单中选择“EditEntireMethod”项，选中除“DataAnalysis”外的三项，单击OK，进入下一画面。

2．在“MethodComments”中输入方法的信息（如：

方法的用途等），单击Ok进入下一画面。

3．在“SelectInjectionSource/Location”画面中选择Manual，并选择所用的进样口的物理位置为Back，点击Ok，进入下一画面。

4．编辑仪器控制参数

1）设定柱参数

点击“Columns”图标，则该图标对应的参数显示出来。

在“column”下方选择1，Mode—选择恒压模式Inlet—柱连接进样口的位置为Back；Detector--柱连接检测器的位置为Front；OutletPsi—选择Ambient；将流速Flow设为1.0ml/min.点击Apply。

2）设定进样口参数:

单击“Inlets”图标，进入进样口设定画面。

单击“Apply”上方的下拉式箭头，选中进样口的位置为Back

单击“Gas”下方的下拉式箭头，选择载气类型为N2；

单击“Mode”下方的下拉式箭头,选择进样方式为分流方式Split。

在“Setpoint”下方的空白框内输入进样口的温度200℃，进样口的压力15psi，然后点击On下方的所有方框；点击Apply。

3）设定柱温箱的温度参数:

点击“Oven”图标，进入柱温箱参数设定。

在“Setpoint”右边的空白框内输入初始温度40℃，点击“On”左边的方框；Ramp---升温阶次；℃/min—升温速率；Holdmin—在Next℃保持的时间；也可输入柱子的最大耐高温、平衡时间（如325℃，3min）；点击Apply。

4）FID检测器参数设定:

单击“Detector”图标，进行检测器参数设定。

单击“Apply”上方的下拉式箭头，选中进样口的位置为Front,

“Setpoint”下方的空白框内输入：

H2—33ml/min；air—400ml/min；检测器温度（如300℃）；辅助气（如25ml/min）,并选择辅助气体的类型为N2，并选中该参数，如图所示。

在LitOffset—点火下限值（2.0PA为缺省值），若显示信号小于输入值，仪器将自动点火，两次点不着，仪器将发生报警信息，并关闭FID气体。

点击Apply。

点击OK。

注意:

此时必须在主机键盘上开启各气体及检测器;

5）单击“method”菜单，选中“savemethodas”，输入一方法名，如“test”，单击ok。

从菜单“view”中选中”onlinesignal”,选中windows1,然后单击change钮,将所要的绘图信号移到右边的框中,点击ok.

从“Runcontrol”菜单中选择“sampleinfo”选项，输入操作者名称（如zzz），在“Datafile”中选择“Manual”或“Prefix”。

区别：

Manual--每次做样之前必须给出新名字，否则仪器会将上次的数据覆盖掉。

Prefix—在prefix框中输入前缀，在Counter框中输入计数器的起始位。

单击Ok，等仪器Ready，基线平稳，从Method菜单中选择“Runmethod”，进样，同时按下仪器键盘上的star按钮,拔出注射器。

在相同方法下运行标准样品和未知浓度样品。

三、数据分析方法编辑

1．从“view”菜单中，单击“dataanalysis”进入数据分析画面。

2．从“file”菜单中选择“loadsignal”选项，选中您的数据文件名，单击ok。

3．做谱图优化从“graphics”菜单中选择“signaloptions”选项，如上图所示，从ranges中选择Autoscale及合适的显示时间，单击ok或选择UseRange调整。

反复进行，直到图的比例合适为止。

4．积分

1）从“integration”中选择“Autointegrate”如积分结果不理想，再从菜单中选择“integrationevents”选项，选择合适的slopesensitivity，peakwidth，areareject，heightreject。

2）从“integration”菜单中选择“integrate”选项，则数据被积分。

3）如积分结果不理想，则重复上两步动作，直到满意为止。

4）单击左边“√”图标，将积分参数存入方法。

5．定量

调用相应谱图积分优化后，从“Calibration”菜单中选择“newcalibrationtable”，建立多级校正表。

调出未知样的谱图进行积分优化。

6．打印报告

1）从“report”菜单中选择“specifyreport”选项。

单击“quantitativeresults”框中calculate右侧的黑三角，选中ESTD（外标法），其它选项不变。

2）单击ok.

3）从“report”菜单中选择“printreport”，则报告结果将打印到屏幕上，如想输出到打印机上，则单击report底部的“print”钮。

四、关机

实验结束后，退出化学工作站，退出Windows所有的应用程序，用Shutdown关闭PC。

在主机键盘上关闭FID气体（H2，Air），同时关闭FID检测器，降温各热源（Oventemp，Inlettemp，Dettemp），待各处温度降下来后（低于50℃），关GC电源，最后关载气和氢气阀，关闭空气压缩机。

附录7典型气相色谱仪简介

典型气相色谱仪由以下五大系统组成：

气路系统、进样系统、色谱分离系统、温度控制系统、检测系统、数据处理及其它辅助部件等构成。

一、气路系统：

　　气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。

它的气密性，载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响。

1．载气

　　气相色谱中常用的载气有氢气、氮气、氮气和氧气。

它们一般都是由相应的高压钢瓶贮装的压缩气源供给。

至于选用何种载气，主要取决于选用的检测器和其它一些具体因素。

气相色谱过程示意图

2．净化器

　　净化器是用来提高载气纯度的装置。

净化剂主要有活性炭、硅胶和分子筛、105催化剂，它们分别用来除去烃类杂质、水份、氧气。

3．稳压恒流装置

　　由于载气流速是影响色谱分离和定性分析的重要操作参数之一，因此要求载气流速稳定。

载气的压力可用压力表来测量，流量用转子流量计指示。

二、进样系统

　　进样系统包括进样装置和气化室。

其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。

进样量的大小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离效率和分析结果的准确性及重现性。

1．进样器

目前液体样品的进样，一般都用微量注射器，常用的规格有1цL、5цL、10цL和50цL等。

2．气化室

为了让样品在气化室中瞬间气化而又不分解，因此要求气化室热容量大，无催化效应。

为了尽量减小柱前谱峰变宽，气化室的死体积应尽量可能小。

三、色谱分离系统

　　气相色谱仪的分离系统是色谱柱，它由柱管和装填在其中的固定相等所组成。

由于混合物各组份的分离在这里完成，所以它是色谱仪中最重要的部件之一。

色谱柱可分为填充柱和毛细管。

色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用的固定相和柱填料的制备技术以及操作条件等许多因素有关。

四、温控系统

　　温控系统是用来设定、控制、测量色谱柱炉、气化室、检测室的温度。

气相色谱的流动相为气体，样品仅在气态时才能被载气携带通过色谱柱，因此，从进样到检测结束为止，都必须控温。

同时，温度是气相色谱的重要操作条件之一，直接影响色谱柱的选择性、分离效率和检测器的灵敏度及稳定性。

　　气相色谱仪中，多采用可控硅温度控制器连续控制柱炉的温度。

对于沸点范围很宽的混合物，可多采用程序升温进行分析。

所谓程序升温是指，在一定的分析周期内，炉温连续地随时间有低温向高温线性或非线性地变化，以使沸点不同的组份各在其最佳柱温下流出，从而改善分离效果，缩短分析时间。

　　气化室的温度应使试样瞬时气化而又不分解，其温度一般比柱温高10－50℃。

五、检测器

对流出柱的样品组分进行识别和响应。

常见的检测器有热导池检测器、氢火焰离子检测器、电子捕获检测器和火焰光度检测器。

气相色谱内标法测定胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯

来源/作者：

中国标准物质网　　日期：

2014-11-411:

04:

58

胶黏剂在制鞋、制革，家具、玩具制造，包装，涂料等行业的应用非常广泛，因胶黏剂中毒引起的职业病案例时有发生。

含有胶黏剂的产品中有不少是室内装饰装修材料或家庭必需品，因此胶黏剂是室内空气污染的重要来源之一。

不合格的胶黏剂含有众多有毒有害成分，其中苯、甲苯、二甲苯因其在胶黏剂中的广泛使用而备受关注。

GB18583–2008对室内装饰装修材料胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的浓度限值作了明确的规定，该项国家标准要求采用气相色谱外标法对胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯进行定量测定。

外标法操作简便，但胶黏剂成分复杂，粘稠度很高，给准确进样带来较大困难，测定结果的准确性较差。

内标法可以弥补进样量不同导致的测定误差，但内标物易受胶黏剂中复杂成分的干扰。

笔者建立了气相色谱内标法对胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的含量进行测定，结果表明方法精密度和准确度均优于外标法。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

气相色谱仪：

Agilent7890A，配氢火焰离子检胶黏剂在制鞋、制革，家具、玩具制造，包装，涂料等行业的应用非常广泛，因胶黏剂中毒引起的职业病案例时有发生。

含有胶黏剂的产品中有不少是室内装饰装修材料或家庭必需品，因此胶黏剂是室内空气污染的重要来源之一。

不合格的胶黏剂含有众多有毒有害成分，其中苯、甲苯、二甲苯因其在胶黏剂中的广泛使用而备受关注。

GB18583–2008对室内装饰装修材料胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的浓度限值作了明确的规定，该项国家标准要求采用气相色谱外标法对胶黏剂中的苯、甲苯、二甲苯进行定量测定。

外标法操作简便，但胶黏剂成分复杂，粘稠度很高，给准确进样带来较大困难，测定结果的准确性较差。

内标法可以弥补进样量不同导致的测定误差，但内标物易受胶黏剂中复杂成分的干扰。

笔者建立了气相色谱内标法对胶黏剂中苯、甲苯、二甲苯的含量进行测定，结果表明方法精密度和准确度均优于外标法。

1实验部分

1.1主要仪器与试剂

气相色谱仪：

Agilent7890A，配氢火焰离子检测器（FID），美国安捷伦科技公司；

微量进样器：

10μL；

氢气发生器：

QL–150型，山东赛克赛斯氢能源有限公司；

纯净空气泵：

QL–3L型，山东赛克赛斯氢能源有限公司；

漩涡混合器：

XH–C型，金坛市医疗仪器厂；

电子天平：

AL104型，瑞士梅特勒–托利多集团；

苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯：

色谱纯，天津科密欧试剂有限公司；

胶黏剂样品：

市售。

1.2色谱条件

色谱柱：

硝基对苯二酸改性的聚乙二醇毛细管色谱柱（60m×320μm，1μm）；柱温：