⑴ 我需要气相色谱校正因子的原理和气相色谱测定氯带甲烷的校正因子数据
1)相色谱校正因子的原理:是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同,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,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。
2)我们用的氯甲烷大多来源于农药敌百虫的付产物。因此,在氯甲烷中往往含有不少低沸点和高沸点的杂质。杂质含量不稳定直接影响了有机硅单体的质量。为了稳定生产保证生产产品的质量。弄清氯甲烷中的杂质及其含量很有必要的。因此,要求建立一个快速准确的分析方法,以检验氯甲烷中的杂质的含量。
关于氯甲烷的分析测试方法。在农药厂由于它是副产物因而对组份含量没有多大的要求。分析是极为粗糙的。吉林院曾有过报道。他们只是对回收氯甲烷的测试。其组份与原料氯甲烷中的组份有很大的差别,其他单位据说有不同的测试方法。但未曾见到报道。
我们采用气相色谱法直接测定氯甲烷及其杂质。选择了两种固定液并分别在FID和TCD检测器上进行了定性和定量分析等工作。
试验表明氯甲烷及其杂质采用气相色谱法是可行的方法。简便、快速、准确。
一、实验部分
1、仪器
国产102G型气相层析仪。XWC-100型,0~5mv记录仪,使用FID检测器做定性分析,TCD检测器做定量分析。
2、色谱分离条件
(1)、色谱柱:
a、内径4mm、柱长4m不锈钢,内装30%癸二酸二异辛酯,釉化6201(60~80目)涂1%三乙醇胺做去尾剂(简称癸柱)。
b、内径4mm、柱长3.2m不锈钢,内装GDX-01。
(2)、分离条件:
a、FID检测器:载气为氮气
癸柱:
氮气:32ml/min 柱温:79℃
空气:420 ml/min 汽化温度:86℃(见图1)
氢气:32 ml/min 氢焰温度:100℃
GDX-01:
氮气:55ml/min 柱温:79℃
空气:440 ml/min 汽化温度:86℃(见图2)
氢气:30 ml/min 氢焰温度:100度
癸柱:
柱温:78℃ 空气氢气:60 ml/min
汽化温度:100℃ 热导电流:220mA
进样量:2ml (见图3)
3、定性分析:
a、选柱:
氯甲烷及其杂质在常温下大多是气态物质。氯甲烷沸点为-24℃,分子量50.5,为中等极性。我们曾选用SE-30氟油、2-2二丙腈、2-2亚胺二丙腈、三乙醇胺、磷酸三甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、、GDX-01癸二酸二异辛酯等,其中以癸二酸二异辛酯和GDX-01有较好的分离效果。即选定这两根柱作双柱定性。
氯甲烷及其杂质在中等极性的癸二酸二异辛酯上基本按沸点顺序分离。在GDX-01柱上除氢键型化合物外。基本也按沸点顺序分离。在癸柱上醇峰出现拖尾现象,故先涂1%三乙醇胺做去尾剂,再涂固定液,这样做改善醇峰拖尾,又可把甲醇提前,有利于分离。
b、定性:
Ⅰ、癸柱上定性:(分离情况见图1)
在色谱图上各峰的定性。我们采用注射反应法(1)。比较反应前后色谱图的变化。初步判断各杂质的官能团。结合化学合成与有机化合物的特征反应做了综合验证。基本解决了各峰的定性问题。
图1、30%癸二酸二异辛酯,用FID检测器测定图
1、甲醚 2、氯甲烷 3、甲乙醚 4、氯乙烷 5、甲醇 6、乙醚 7、乙醇
图2、GDX-01柱用FID检测器测定图1、氯甲烷 2、甲醛 3、甲醇 4、溴甲烷5、氯乙烷 6、甲乙醚
7、乙醇 8、乙醚 图3、30%癸二酸二异辛酯柱用TCD检测器测定图1、甲醚 2、氯甲烷 3、氯乙烷 4、甲醇
5、乙醚 6、乙醇
我们先做了(1)汞盐脱烯烃 (2)盐酸羟胺除醛酮 (3)品红亚硫酸试剂除醛。色谱结果对照说明,氯甲烷中可能不存在烯、醛、酮。
(1)峰1:
根据车间反应和原料的来源估计样品中含有醚类。为证实醚类的存在我们做了下面的试验。
a、醚能溶于浓盐酸与浓硫酸形成锌盐(1)。我们在吸收管中放入浓盐酸缓慢通入氯甲烷进行色谱对照。结果峰1明显变小,峰3消失,峰6也变也。推断1.3.6均可能为醚。
b、峰1紧靠氯甲烷,说明峰1的沸点与氯甲烷相近。醚类中甲醚的沸点为-23.6℃,它有与氯甲烷相近。
由于我们没有纯甲醚。为验证峰1,我们把甲醇与脱水剂硫酸在室温下作用合成甲醚(2)。将生成物进行色谱对照分析。合成甲醚与峰1的保留时间相同。故判断峰1为甲醚。
(2)峰3:
由上述盐酸溶解实验证明。峰3也可能为醚。峰3在氯甲烷之后,但也比较靠近,因而其沸点估计也不会高。比甲醚沸点高的醚类为甲乙醚(沸点7.6℃),为证实峰3,仍采用化学合成法将甲醇、乙醇与脱水剂硫酸煮沸脱水生成甲乙醚(2)。
将生成物进行色谱对照分析,合成甲乙醚与峰3作对照测定,保留时间相同,故判断峰3为甲乙醚。
(3)峰4:
实验证实峰4为稳定组份。因而推断可能是氯代烷烃,而沸点次于氯甲烷的氯代乙烷为氯乙烷(沸点为12.2度)。
仍采用化学合成氯乙烷。将乙醇与盐酸在强脱水剂(无水氯化锌)存在下加热生成氯乙烷。将生成物进行色谱对照反应生成的氯乙烷与峰4的保留时间重合。故将峰4判断为氯乙烷。
(4)峰5、7:
峰5、7在未涂三乙醇胺的癸柱上拖尾,即有羟基存在的可能。且敌百虫原料中有甲醇,所以估计峰5、7为甲醇与乙醇。我们采用纯样甲醇与乙醇作定性对照,结果表明峰5为甲醇、峰7为乙醇。
(5)峰6:
在盐酸溶解试验中表明峰6可能为醚类,但它还存有烯烃的两个特征反(Br加成反应、KmnO4的氧化反应)。因而我们试用102G型色谱仪上制备收集了峰纯组份送晨光化工研究作质谱分析。
质谱分析指出,质荷比为74的为分子峰。再根据碎片形成并参考乙醚的质谱数据即断定峰6为乙醚。
Ⅱ、GDX-01柱做双柱定性一(分离情况见图2)
用FID检测器做双柱定性,试验方法同前。
在GDX-01柱上进一步证实了氯甲烷中的杂质为甲醚、乙醚、甲乙醚、甲醇、乙醇、氯乙烷。另外还多了一个未知峰。即图2中的峰4。经大量定性试验证实峰4也较稳定。也可能是烷烃,峰4出在氯乙烷前,其沸点为较低的组份。
敌百虫另一原料是氯气。在氯气可能存在溴。反应后会生成溴甲烷(沸点3.5度)为证实峰4。我们合成溴甲烷(KBr中加入浓硫酸、甲醇共热)色谱对照结果表明峰4为溴甲烷。
Ⅲ、自79年以来原料氯甲烷中出X0、X1、X2峰(见图4)
X0峰与天然气中一小组份相同,约为低级烷烃
X1峰含量很低,出现几率很小,故未给定性
X2峰出现机会多,有时含量也较高。我们依保留时间定性一。
图4 30%癸二酸二异辛酯柱/釉化6201(60~80目)涂1%三乙醇胺
1、X0 2、X1 3、甲醚 4、氯甲烷 5、氯乙烷 6、甲醇
7、乙醚 8、乙醇 9、X 10、氯仿
结果证实X2峰为氯仿
4、定量分析
氯甲烷及其杂质的定量分析是利用TCD检测器,在癸柱上进行(见图3)。
氯甲烷及其杂质的重量校正因子,是依据经验公式计算(列于表一),采用峰面积乘以重量校正因子,归一化法进行定量。
表一、氯甲烷及其杂质的重量校正因子
组份 f f相
CH3Cl 0.64 1
C2H5Cl 0.72 1.12
CH3OCH3 0.54 0.84
C2H5OC2H5 0.68 1.06
CH3OH 0.58 0.91
C2H5OH 0.63 0.98
CH3Br 1.10 1.72
CH3OC2H5 0.62 0.97
为了考察本法的准确度,取不同批次的氯甲烷样品进行色谱法测定,定量结果列于表二。
(1)、定量数据表明,本法的最小检测量为200ppm。
(2)、氯甲烷中主组份相对偏差为0.03%,低含量组份(《0.05%),相对偏差为10%以下精确度良好。
(3)、由于缺少纯样品和经验数据不全,校正因子是利用经验公式计算的(其中甲醇校正因子计算不出引用经验数据),对定量看来一定的误差。
⑵ 气体检测的方法都有哪些
气体检测的方法很多,目前在工业领域都是通过气体传感器进行气体检测,通常基于以下几种原理:
1. 催化燃烧传感器:一般针对可燃性气体,如烷类、醇类等,传感器消耗电流较大,其内部需要保持高温,气体在高温下被催化燃烧,从而使传感部件的电阻发生变化。测量精度可以达到1%LEL(爆炸下限)
2 电化学原理:通过气体与电解液的反应,在电极上产生微弱电流,一般针对CO\H2S\SO2\CL2\NH3\NO\NO2\COCL2\HCN等毒性气体,电化学传感器的气体选择性不是很强,一般都会有交叉反应。常用的CO/H2S传感器价格比较便宜(价格为几十元到上百元)。普通电化学传感器测量精度可以达到ppm级别,四电极电化学传感器测量精度可以达到ppb级别(价格为数千元,较昂贵)
3 红外光学:CH4\CO2等对某一波段的红外光有吸收能力,通过吸收程度的不同计算气体的浓度(民品价格为100元左右,工业品价格为数百到数千元)
4. PID法:PID是采用一个紫外灯来离子化样品气体,从而检测VOC气体的浓度。当样品分子吸收到高紫外线能量时,分子被电离成带正负电荷的离子,这些离子被电荷传感器感受到,形成电流信号。(工业品价格为数百到数千元)
5. 气相色谱/质谱(GC/MS):具有较好的气体选择性,价格较为昂贵,一般为数万到数十万元。
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⑶ 请问HPLC是做什么的原理操作方法
HPLC是高效液相色谱,英文全称是High Performance Liquid Chromatography。该方法在化学、医学、工业、农学、商检和法检等学科领域中被用来做重要的分离分析技术。
用途:高效液相色谱更适宜于分离、分析高沸点、热稳定性差、有生理活性及相对分子量比较大的物质,因而广泛应用于核酸、肽类、内酯、稠环芳烃、高聚物、药物、人体代谢产物、表面活性剂,抗氧化剂、杀虫剂、除莠剂的分析等物质的分析。
原理:高效液相色谱以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析和分离。
操作方法:如下图所示,溶剂贮器中的流动相被泵吸入,经梯度控制器按一定的梯度进行混合然后输出,经测其压力和流量,导入进样阀(器)经保护柱、分离柱后到检测器检测,由数据处理设备处理数据或记录仪记录色谱图,馏分收集器收集馏分,废液瓶收集废液。
液相色谱法开始阶段是用大直径的玻璃管柱在室温和常压下用液位差输送流动相,称为经典液相色谱法,此方法柱效低、时间长(常有几个小时)。高效液相色谱法(High performance Liquid Chromatography,HPLC)是在经典液相色谱法的基础上,于60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。
HPLC根据固定相和流动相的成分分为正相色谱和反向色谱。
正相色谱法
采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基与腈基键合相);流动相为相对非极性的疏水性溶剂(烷烃类如正已烷、环已烷),常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和极性较强的化合物(如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等)。
反相色谱法
一般用非极性固定相(如C18、C8);流动相为水或缓冲液,常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。适用于分离非极性和极性较弱的化合物。RPC在现代液相色谱中应用最为广泛,据统计,它占整个HPLC应用的80%左右。
⑷ 高中化学:常见物质的检验
一、常见气体的检验
1、H2:无色、无味、可燃;①不纯点燃发出爆鸣声;②点燃纯H2,火焰呈淡蓝色,火焰上方罩一干燥烧杯,烧杯壁上有水珠生成:2H2+O22H2O
2、O2:无色无味、能使余烬木条复燃;
3、Cl2:黄绿色刺激性气体有毒;①使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝:Cl2+2KI=2KCl+I2 I2遇淀粉变蓝;②使湿润蓝色石蕊试纸先变红后变白:Cl2+H2O=HCl+HClO HClO强氧化性漂白作用;
4、CO2 : 无色无味无毒;①使燃着木条熄灭;②通入澄清石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
5、CO :无色、无味、剧毒;点燃火焰呈蓝色,火焰上方罩一沾有石灰水液滴的烧杯,液滴变浑浊:2CO+O22CO2
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
6、NO2 : 红棕色气体有刺激性气味、有毒,溶于水、水溶液呈酸性,能使紫色石蕊试液变红:3NO2+H2O=2HNO3+NO
7、NO:无色气体有毒;在空气中立即变为红棕色:2NO+O2=2NO2
8、N2 : 无色无味无毒;能使燃着木条熄灭。
9、SO2 :无色有刺激性气味、有毒;①通入品红溶液,品红褪色加热又恢复颜色;②使澄清石灰水变浑浊:
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O;③使酸性高锰酸钾溶液褪色:5SO2+2MnO4-+ 2H2O =2Mn2++5SO42--+4H+
10、HCl :无色刺激性气味;①能使湿润蓝色石蕊试纸变红:HCl=H++Cl-; ②用蘸浓氨水玻璃棒靠近冒白烟:NH3+HCl=NH4Cl;③气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀生成:
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 (AgCl不溶于HNO3)
11、H2S:无色臭鸡蛋气味有毒;遇Pb(NO3)2 、(CH3COO)2Pb 、CuSO4溶液均产生黑色沉淀:
Pb2++H2S=PbS↓+2H+;2CH3COO-+Pb2++H2S=PbS↓+2CH3COOH;Cu2++H2S=CuS↓+2H+
12、NH3:无色刺激性气味;①遇湿润红色石蕊试纸变蓝:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-;②用蘸浓盐酸玻璃棒靠近冒白烟:NH3+HCl==NH4Cl
14、CH4:无色无味、可燃;点燃后火焰呈浅蓝色,火焰上方罩一干燥烧杯,烧杯壁上有水珠罩生成;罩一沾有石灰水液滴的烧杯,液滴变浑浊:CH4+2O2CO2+2H2O CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
15、C2H4: 无色稍有气味;①点燃,火焰明亮(少量黑烟):C2H4+3O22CO2+2H2O ;②使KMnO4(H+)溶液褪色;③使溴水褪色:CH2==CH2+Br2→CH2Br-CH2Br2
16、C2H2:无色无味 ;①点燃火焰明亮并伴有大量黑烟:2C2H2+5O24CO2+2H2O ;②使 KMnO4(H+)溶液褪色;③使溴水褪色:CH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2
小结:①观察法:对于特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、碘蒸气(紫红)可据此辨之。②溶解法:根据溶于水的现象不同区分,如NO2和溴蒸气均为红棕色,但溶于水后NO2形成无色溶液;溴形成橙色溶液。③褪色法:SO2和CO2可用品红溶液区分。④氧化法:被空气氧化看变化,如NO的检验。⑤试纸法:如石蕊试纸、醋酸铅试纸。⑥星火发:适用于有助燃性或可燃性的气体检验,如O2使带火星木条复燃;CH4 和C2H2的检验可点燃看现象;CH4、CO、H2则可根据其燃烧产物来判断。
二、几种重要的阳离子的检验
1、焰色反应:Na+:黄色;K+:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);Ca2+:砖红色;
2、H+:H+酸性。遇紫色石蕊试液变红,遇湿润蓝色石蕊试纸变红;
3、NH4+:在试液中加强碱(NaOH)加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;
NH4++OH-NH3↑+H2O;NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-
4、Fe3+ :①通KSCN或NH4SCN溶液呈血红色:Fe3++SCN-==[ Fe(SCN)]2+ ;②通NaOH溶液红褐色沉淀:
Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
5、Fe2+ :①遇NaOH溶液生成白色沉淀在空气中迅速转化成灰绿色最后变成红褐色沉淀:
Fe3++2OH-=Fe(OH)2↓;4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;②试液中加KSCN少量无明显变化再加氯水出现血红色: 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-;Fe3++SCN-==[Fe(SCN)]2+
6、Mg2+:遇NaOH溶液有白色沉淀生成,NaOH过量沉淀不溶解:Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,但该沉淀能溶于NH4Cl溶液;
7、Al3+ :遇NaOH溶液(适量)有白色沉淀生成,NaOH溶液过量沉淀溶解:Al3++3OH-==Al(OH)3↓;
Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
8、Cu2+:遇NaOH溶液有蓝色沉淀生成,加强热变黑色沉淀:Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓;Cu(OH)2CuO+H2O
9、Ba2+ :遇稀H2SO4或硫酸盐溶液有白色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ba2++SO42-==BaSO4↓
10、Ag+: ①加NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀迅速转变为棕色沉淀溶于氨水Ag++OH-==AgOH↓;
2AgOH==Ag2O+H2O;AgOH+2NH3·H2O==[ Ag(NO3)2]OH+2H2O
②加稀HCl或可溶性氧化物溶液再加稀HNO3生成白色沉淀:Ag+ +Cl-==AgCl↓
三、几种重要阴离子的检验
1、OH-:OH-碱性:①遇紫色石蕊试液变蓝;②遇酚酞试液变红;③遇湿润红色石蕊试纸变蓝;
2、Cl-:遇AgNO3溶液有白色沉淀生成,加稀 HNO3沉淀不溶解:Ag++Cl-=AgCl↓
3、Br-:加AgNO3溶液有浅黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++Br-=AgBr↓
4、I-: ①加AgNO3溶液有黄色沉淀生成,加稀HNO3沉淀不溶解:Ag++I-=AgI↓;②加少量新制氯水后再加淀粉溶液显蓝色:
2I-+Cl2=I2+2Cl-;I2遇淀粉变蓝
5、S2-:①加强酸(非强氧化性)生成无色臭鸡蛋气味气体:S2-+2H+=H2S↑;②遇Pb(NO3)2或(CH3COO)2Pb试液生成黑色沉淀,遇CuSO4试液产生黑色沉淀:Pb2++S2-=PbS↓;Cu2++S2-=CuS↓
6、SO42-:加可溶性钡盐[BaCl2或Ba(NO3)2]溶液有白色沉淀生成后再加稀HCl或稀HNO3沉淀不溶解: Ba2++SO42-=BaSO4↓
7、SO32-:加强酸(H2SO4或HCl)把产生气体通入品红溶液中,品红溶液褪色:SO32-+2H+=H2O+SO2↑ SO2使品红溶液褪色
8、CO32-:加稀HCl产生气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊:CO32-+2H+=H2O+CO2↑;
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
9、HCO3-:取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味、使澄清石灰水变浑浊的气体;或向HCO3-溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
10、NO3-:浓缩试液加稀硫酸和铜片加热有红棕色气体产生,溶液变成蓝色:
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O
11、PO43-:加AgNO3溶液产生黄色沉淀,再加稀HNO3沉淀溶解:3Ag++PO43-=Ag3PO4↓;Ag3PO4溶于稀HNO3酸。
四、几种常见有机物的检验
1、烯烃或炔烃:加少量溴水或酸性高锰酸钾溶液震荡后褪色。
2、苯或苯的同系物:加酸性高锰酸钾,前者不褪色后者褪色。
3、苯酚:加氯化铁溶液呈紫色,加浓溴水生成白色沉淀。
4、醛基:用新制的银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液检验,前者有银镜生成,后者有砖红色沉淀生成。
5、淀粉:加碘水变蓝。
6、蛋白质:加硝酸显黄色,灼烧有烧焦羽毛的气味。