定性预定定量分析

第六节定性与定量分析方法一、定性分析方法色谱定性分析是鉴定样品中各组分是何种化合物。用气相色谱法通常只能鉴定范围的未知物，对范围未知的混合物单纯用气相色谱法定性则很困难。常需与化学分析或其它仪器分析方法协作。利用保存值定性物比照法：依据同一种物质在同一根色谱柱上和一样的操作条件下保存值一样的原理进展定性。将适量的比照物质参加样品中，混匀，进样。比照参加前后的色谱图，假设参加后某色谱峰相对增高，则该色谱组分与比照物质可能为同一物质。由于所用的色谱柱不肯定适合于比照物质与待定性组分的分别，即使为两种物质，也可能产生色谱峰叠加现象。为此，需再选一根与上述色谱柱极性差异较大的色谱柱，再进展试验。假设在两根柱上该色谱峰都产生叠加现象，一般可认定二者是同一物质。物比照法，对于组分的复方药物和工厂的定型产品分析尤为有用。利用相对保存值定性：测定各组分的相对保存值r，与色谱手册数据比照进展定性。is相对保存值是待定性组分(i)与参考物质(s)的调整保存值之比，即：r Ri

V Ri i (2·25)is Rs

V Rs sris与固定液的用量、柱长、载气流速及柱填充状况等无关。故气相色谱手册及文献都登载相对保存值。利用此法时，先查手册，依据手册规定的试验条件及参考物质进展试验。相对保存值定性法适用于没有待定性组分的纯物质的状况，也可与己知物比照法相结合，先用此法缩小范围，再用己知物进展比照。外吸取光谱、质谱及核磁共振谱等是鉴定未知物的有力工具，但却要求所分析的样品成分尽可能单一。因此，把气相色谱仪作为分别手段，把质谱仪、红外分光光度计等充当检测器，两者取长补短，这种方法称为色谱-光谱联用，简称两谱联用。联用方式有两种，一种是联合制成一件完整的仪器称为联用仪(在线联用)纯组分，而后用光谱仪器测定它们的光谱，进展定性，称为两谱联用法，这属于非在线联用。目前比较成熟的在线联用仪有：(l)气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)：由于质谱的灵敏度高(需样量仅10-11～10-8g)间快(0～1000质量数，扫描时间可短于1s)，并能准确测定未知物的分子量，给出很多构造信息。因此，气相色谱-质谱联用是目前最成功的联用仪器。它在获得色谱图的同时，可得(2)气相色谱-红外光谱(FTIR)扫描速度快(全波数扫描0.l至几秒)，灵敏度高(信号可累加)，而且红外吸取光谱的特征性强，因此气相色谱-傅里叶变换红外联用仪(GC-FTIR)也是一种很好的联用仪器，能对组分进展定性鉴定。但其灵敏度与图谱自动检索还不如GC-MS。二、定量分析方法气相色谱定量分析具有快速、灵敏、简便、准确度高、周密度好等特点。定量分析的依据是在试验条件恒定时峰面积与组分的量成正比，即W

fA

。因此，必需准确测量峰i i i面积和比例常数f(称为校正因子)。在各种操作条件()不变时，在一i定进样范围内，色谱峰的半峰宽与进样量无关。因此正常峰也可用峰高代替峰面积求含量。(一)峰面积的计算峰面积测量的准确度直接影响定量结果，不同峰形的色谱峰必需承受不同的测量方法，才能得到较准确的结果。峰高乘半峰宽法依据流出曲线方程式已推导出正常色谱峰面积计算式，即：A1.065hW1/2

(2.26)用读数显微镜测量半峰宽，其测量误差可掌握在1%以下。峰宽即峰高0.15倍处的峰宽(W0.15

)和0.85倍处的峰宽(W0.85

)的平均值。

0.15

W0.85

/2 (2.27)出峰面积，一般为μV·s及峰高。这类仪器测量的准确度高(RSD为0.2%～1%)，线性范围宽(>106)，操作简便，而且可依据峰形确定切割方式与基线处理方法。(二)定量校正因子色谱定量分析的依据是被测组重量与检测器的响应信号(峰面积或峰高)一种物质在不同类型检测器上往往有不同的响应灵敏度；同样，不同物质在同一检测器上的响应灵敏度也往往不同，即一样量的不同物质产生不同值的峰面积或峰高。这样，各组分峰面积或峰高的相对百分数并不等于样品中各组分的百分含量。因此引入定量校正因子，校正后的峰面积或峰高可以定量地代表物质的量。l.上述峰面积与物质量之间的关系W

fA

可知：i i ifW/Ai i i

(2.28)f称为确定定量校正因子，即单位峰面积所代表的物质量。这是以峰面积表示的定量i校正因子，也可以用峰高来表示定量校正因子。确定定量校正因子的值随色谱试验条件而转变，因而很少使用。i与所选定的基准物质s确实定定量校正因子之比，即：ff wi

W/A AW i i s i wi fws

W /A AWs s i s上式中W以重量表示，因此fw(f)。本书均使用重量校正因子。假设物质量用摩尔表示，则称为相对摩尔校正因子，即ff mi

m/A Am mi fms

m/A Ams s i sf 和f 都是无因次量，二者间的关系如下：wi mi

iAf sW/Mimi AW/MiAi s

f sMwi MMi

(2.31)2.质的校正因子查不到，或者所用检测器类型或载气与文献的不同，这时就需要自己测定。测定时，准确称取待测校正因子的物质i(纯品)和所选定的基准物质s，混合均匀后进样，测得两色谱峰面积A和A，用式(2.29)求得物质i的相对重量校正因子。明显，选择不同的基准i s物质测得的校正因子数值不同，气相色谱手册中数据常以苯或正庚烷为基准物质。也可以依据需要选择其他基准物质，如承受归一化法定量时，选择样品中某一组分为基准物质。测定校正因子的条件(检测器类型)测器时，以氢气或氦气作载气测得的校正因子相差不超过3%，可以通用，但以氮气作载气测得的校正因子与前二者相差很大，不能通用。而氢焰检测器的校正因子与载气性质无关。(三)定量方法气相色谱定量方法分为归一化法、外标法、内标法、内标比照法及叠加法等。i 100%l.归一化法(normalizationmethod) i 100%AC% ifiA

100%

Afi (2.32)i Af11

Af2

Af33

Af

Afi inn假设样品中各组分的校正因子相近，可将校正因子消去，直接用峰面积归一化进展计算。中国药典用不加校正因子的面积归一化法测定药物中各杂质及杂质的总量限度。nnC%

i 100%

(2.33)An3i AAAn31 2

AA例用5%甲基硅橡胶(SE-30)柱，柱温l00℃，分别某醇类混合物，用氢焰检测器检测。20-4。由表可见由校正与未校正的面积归一化计算所得的百分含量差异很大。甲醇乙醇正丙醇正丁醇正戊醇甲醇乙醇正丙醇正丁醇正戊醇2.04.03.02.52.2f〔以正庚烷为标准〕4.352.181.671.521.39〔%〕29.729.817.113.010.4〔%〕14.629.221.918.216.1W归一化法的优点是：简便、准确、定量结果与进样量重复性无关(在色谱柱不超载的范围内)、操作条件略有变化时对结果影响较小。缺点是：必需全部组分在一个分析周期内都流精彩谱柱，而且检测器对它们都产生信号。不适于微量杂质的含量测定。外标法(externalstandardization)用待测组分的纯品作比照物质测组分的响应信号相比较进展定量的方法称为外标法。此法可分为工作曲线法及外标一点法等。工作曲线法是用比照物质配制一系列浓度的比照品溶液确定工作曲线，求出斜率、截距。在完全一样的条件下，准确进样与比照品溶液一样体积的样品溶液，依据待测组分的信号，从标准曲线上查出其浓度，或用回归方程计算。工作曲线法也可以用外标二点法代替。通常截距应为零，假设不等于零说明存在系统误差。工作曲线的截距为零时，可用外标一点法(直接比较法)定量。外标一点法是用一种浓度的比照品溶液比照测定样品溶液中i组分的含量。将比照品溶i组分的量：WAWi i is

/Ais

(2.34)式中W与A分别代表在样品溶液进样体积中所含i组分的重量及相应的峰面积。(W)及i i is(A)分别代表在比照品溶液进样体积中含纯品iis不需用校正因子，不管样品中其他组分是否出峰，均可对待测组分定量。但此法的准确性受进样重复性和试验条件稳定性的影响。此外，为了降低外标一点法的试验误差，应尽量使配制的比照品溶液的浓度与样品中组分的浓度相近。内标法选择样品中不含有的纯物质作为比照物质参加待测样品溶液中，以待测组分和比照物质的响应信号比照，测定待测组分含量的方法称为内标法。“内标”的由来是由于标准(比照)物质参加到样品中，有别于外标法。该比照物质称为内标物。在一个分析周期内不是全部组分都能流精彩谱柱(如有难气化组分)，或检测器不能对每个组分都产生信号，或只需测定混合物中某几个组分的含量时，可承受内标法。准确称量W克样品，再准确称量W克内标物，参加至样品中，混匀，进样。测量待测s组分i的峰面积A及内标物的峰面积A，则i组分在W克样品中所含的重量W，与内标物的重i量W有下述关系：s

sW Af

i(2.35)i iiW Afs ss待测组分i在样品中的百分含量C%为：iC%

Af Wi i

100%

(2.36)i Af Ws s对内标物的要求：①内标物是原样品中不含有的组分，否则会使峰重叠而无法准确测相近，但彼此能完全分别(R≥1.5)；③内标物必需是纯度符合要求的纯物质。内标法的优点是：①在进样量不超限(色谱柱不超载)的范围内，定量结果与进样量的重复性无关。②只微量有效成分或杂质的含量。由于杂质(或微量组分)与主要成分含量相差悬殊，无法用归一化法测定含量，用内标法则很便利。加一个与杂质量相当的内标物，加大进样量突出杂质峰，测定杂质峰与内标峰面积之比，即可求出杂质含量。但样品配制比较麻烦和内标物不易找寻是其缺点。内标比照法(浓度样品比照法)该法是在不知校正因子时内标法的一种应用。在i的已知浓度的比照品溶液，参加肯定量的内标物s(相当于测定校正因子)；再将内标物按一样量参加至同体积样品溶液中，分别进样，由下式计算样品溶液中待测组分的含量。A/A

C%i s样品i

A/Ai s比照

C%i 比照∴ C

A/A

(2.37)% i s样品C%i 样品

A/Ai s比照

i 比照对于正常峰，可用峰高h代替峰面积A计算含量C

(2.38)% i s样品C%i 样品。

h/hi s比照

i 比照进展色谱分析时,载气流速时高一些好,还是低一些好?选择固定相时,应遵循什么原则?热导池检