气相色谱法测定无限稀释活度系数_精品文档Word文档下载推荐.doc

1、这种方法比较繁琐，而且外推的任意性很大，不易准确。本实验采用气相色谱法测定无限稀释活度系数，此方法简单方便、快速，使用样品量少，纯度要求不高。无限稀释活度系数与调整保留值的关系：在气相色谱分离过程中，固定液起到溶剂的作用。当样品组分（溶质）进入色谱柱后，因载气（流动相）流动，样品组分在固定相和载气中反复多次分配，达到完全分离。载气流携带不同组分先后进入检测器，产生一定的信号，经色谱工作站处理得到如图1所示的“色谱图”。图1 色谱图 t0进样时间； ta出峰空气峰时间； ts出峰样品峰时间； ta-t0死时间；ts-t0表观保留时间； ts-ta调整保留时间； Va死体积； Vs表观保留体积；在

2、实验仪器和条件确定之后，ta-t0可视为确定值，与试样组分几乎无关。保留值的大小，反映了样品在气液两相间的分配过程，它与平衡时物质在两相的分配系数，各物质（包括组分、固定相、流动相）的分子结构和性质有关。但是只有调整保留值才是完全与空气无关，只与组分有关的物理量。从开始进样到样品峰顶，正好有一半溶质成为蒸汽通过色谱柱，另一半还留在柱中，留柱部分分布于固定液和柱内空隙（即死体积）之内。这三部分溶质的关系如下： （1）式中： VS柱子工作条件下的保留体积； Cig气相中溶质浓度； CiL液相中溶质浓度。因溶质在气液两相中的分配系数所以有 （2）又因为， ，且气相可看作理想气体，所以有 整理得： （

3、3）在该柱温TC，总压P条件下，因气相可看作理想气体，溶质在两相中的平衡必定满足于下面关系式： （4）将（2）、（3）带入（4）式，整理得的关系式如下：因溶质在液相中浓度为无限稀释，即 所以 。式中 W固定液重量； M固定液分子量。因此 至此建立了调整保留体积（Vs-Va）与无限稀释活度系数的关系式。为了使各实验测得之值能有可比性，还须将（Vs-Va）值换算成相对于单位重量固定液（溶剂相）而言，温度由柱温TC校正到0时的体积流速，称其为净比保留体积Vg，即 （5）再考虑，整理得： （6）2、实验步骤（1）、色谱柱的制备及固定液重量的测定：分别准确称取硅烷化201红色担体和邻苯二甲酸二壬酯固定液

4、的量：（固定液与担体重量比为25:100）。固定液中加入适量易挥发溶剂乙醚溶解后，再加入担体，慢慢搅动使浸渍均匀。然后烘干，使乙醚挥发干净。准确称量涂好固定液之担体重量，计算固定液与担体重量的比。按常规方法填充色谱柱，同时准确称量加入柱内的固定相量，计算固定液量W。将制备好的色谱柱装入恒温箱内，按常规方法在80下通载气进行固定相老化。（2）、仪器安装、准备按图2装置实验气路，作好气密性实验，按仪器要求接好电器线路。图2 GC-102M气相色谱仪整机示意图1-柱前压力（） 2-载气（） 3-柱前压力（） 4-载气（） 5-空气 6-氢气 7-柱室 8-柱室开关 9-热导池检测器 10-氢焰离子检

5、测器 11-气化室 12-温度显示屏 13-选择开关 14-复位 15-过载 16-柱室 17-进样器 18-检测器 19-氢焰灵敏度选择旋钮 20-氢焰讯号衰减 21-氢焰零调粗调旋钮 22-氢焰零调细调旋钮 23-氢焰离子检测开关 24-热导池桥电流 25- 热导检测讯号衰减 26-热导零调粗调旋钮 27-热导零调细调旋钮 28-电流调节 29-热导检测开关 30热导检测正负开关 31-温度计插口 32-气体出口 12-18-温度控制器 19-23-氢火焰微电流放大器 24-30-热导池电源（3）、气路调节先打开氢气刚瓶，接通气路，使色谱仪前压力为2kg/cm2。打开色谱仪、载气稳压阀，使

6、柱前压约为0.5kg/cm2，载气流速约为60mL/min。（4）、启动色谱仪电路系统打开总机开关，打开“层析室温控电源开关”和“气化加热电源开关”，分别用“层析室温度调节”和“气化室加热调节”按钮控制温度升高。指示灯亮表示在加热，指示灯呈暗红或闪动则表示处于恒温状态。层析室控制温度80（由插入水银温度计读数）。气化器在180（由温度显示屏读数）。将“热导氢焰转换开关”置于“热导”上，打开“电源开关”，用“热导电流调节”将桥路电流调节到160mA处，“讯号衰减”置于1/4上略等半小时左右，打开色谱工作站，待基线稳定后即可进行测定。（5）、用5l微量进样器从试样瓶中抽取0.20.4l苯（或环己烷

7、），再吸入12l空气，将样品注入色谱仪。（6）、当色谱图上出现空气峰的顶点时，用秒表开始计时，到出现待测组分峰顶点时停表，所测得的时间值，就是组分的调整保留时间TR。（7）、同时读取柱温TC，室温T0，大气压P0，出口载气流量，桥电流等值。（8）、按以上方法，每一种样品分别重复测定数次，如果数据重复即可结束。（9）、实验结束后，先把电桥电流指针退回原点，依次关闭电路开关和总电源。待5分钟后再关闭气源，以防止烧坏热导池钨丝。图3 实验气路流程示意图3、实验记录实验日期：色谱柱中固定液重量W= 克；桥电流I= mA； 色谱图编号调整保留时间tR（秒）柱温 TC（）柱前压力Pi（mmHg）皂膜流量计

8、测得t（sec/50ml）室温T0（）大气压P0（mbar）桥电流（mA）备注苯环己烷1234：六、数据处理1、在柱温TC、柱内工作压力PC与条件下柱内载气流速的计算。由皂膜流量计测得的是气体流过50mL所需时间t（秒），所以 F0=（50/t）60（mL/min）。该气体的状态是室温T0（K），大气压力P0（mmHg）。考虑到从皂膜流量计出来的气体已被蒸汽饱和，故载气所占的分压仅为1-（Pw/P0），Pw为T0时水的饱和蒸汽压，由九、3列表查出。载气流经色谱柱有压力降，即沿柱长各点压力不同，柱入口压力为PI，出口压力为P0。可用平均压力PC代表柱的工作压力，可用下式计算得出： 式中J为校正因

9、子，当Pi/P01.263时，所以2、净比保留体积Vg的计算3、无限稀释活度系数4、计算值与文献值的相对误差。七、实验报告要求 1、每人一份实验报告； 2、严格按照试验步骤注意记录试验数据，分析试验结果； 3、认真完成实验思考题并为实验改进提出建议。八、思考题1、在使用色谱仪时需要注意哪些问题？2、色谱仪测定i有何特点？测定中作了哪些假定？3、温度、压力、流量对测定i值有什么影响？造成实验误差的主要因素是什么？九、注意事项1、实验室内严禁明火，以免发生危险。2、色谱仪是贵重仪器，使用时要特别小心。要求熟悉有关色谱仪的基本知识和操作方法。实验中出现问题，应及时向指导老师反映，不得自行处理。3、要

10、求熟悉稳压阀及皂膜流量计使用方法。4、实验过程要尽量保持实验条件稳定。十、附表1、试剂的主要性质试剂分子量（M）沸点（）安托因常数ABC78.1180.096.91201214.645221.20584.1680.726.844981203.526222.563邻苯二甲酸二壬酯的分子量为418.62。对应安托因方程为： 其中t的单位为。2、i的文献值60时苯的无限稀释活度系数文献值为0.523。60时环己烷的无限稀释活度系数文献值为0.843。3、320时水的饱和蒸汽压力（mmHg）见附表：0.00.20.40.60.85.6855.7765.8485.9316.0156.1016.1876.

11、2746.3636.45356.5436.6356.7286.8226.91767.0137.1117.2037.3097.41177.5137.6177.7227.8287.93688.0458.1558.2678.3808.49499.6099.7278.8458.9659.086109.2099.3339.4589.5859.714119.8449.87610.10910.24410.3801210.51810.60510.79910.94111.0851311.23111.37911.52811.68011.8331411.98712.14412.30212.46212.6241512.78812.96313.12113.29013.4611613.63413.809