一、定量分析的理论依据 在一定的操作条件下,被分析物质的质量mi与检测器上产生的响应信号(色谱图表现为峰面积Ai或峰hi)成正比,要对组分定量,步骤如下。
1)准确测定峰面积Ai或峰高hi。 2)准确求出定量校正因子fi或fhi。 3)正确选用定量计算方法把测得的Ai或hi换算成百分含量或浓度。
2.峰面积的测量方法,两类方法:一类是数学近似测量法;另一类是真实面积测量法。
(1)数学近似测量法 A、峰高乘半峰宽法。这是目前使用较广的近似计算法,适用于对称峰。实际上是求出一个长方形面积, B、峰高乘平均峰宽法。取峰高和峰宽平均值乘以峰高,求出近似面积。 此法适用于前伸型和拖尾型峰面积的测量。
(2)真实面积测量法 较先进气相色谱仪都带有积分仪或微处理机,能自动地测出峰面积。它测得的是全部峰面积,对小峰或不对称峰也能给出较准确数据。测量精度在0.2%~2%。使用时,要注意仪器的线性范围。
3.定量校正因子的测定 (1)定量校正因子的作用 相同量的不同物质在同一检测器上产生的响应信号(峰面积、峰高)是不相同的,相同量的同一物质在不同的检测器上产生的响应信号也不相同,这是受物质的物理化学性质差异或检测器性能影响的缘故。因此,混合物中某物质的含量并不等于该物质的峰面积占总峰面积的百分率。 为了解决这个问题,可选定某一物质作为标准,用校正因子把其他物质的峰面积校正成相当于这个标准物质的峰面积,然后用这种经过校正后的峰面积来计算物质的含量。 (2)定量校正因子的表示方法 它是指单位峰面积所代表的某组分的含量。主要是由仪器的灵敏度决定的,不易测得,无法直接应用。常用的是相对校正因子,相对校正因子是指一种物质和标准物质的绝对校正因子的比值 常用的标准物质为苯。除特殊标明外,我们平常所用的校正因子均是指相对校正因子,一般的参考文献中都列有许多化合物的校正因子,可在使用时查阅。 相对校正因子只与物质和标准物质及检测器有关。而与柱温,流速、样品及固定液含量,甚至载气等条件无关(一些资料认为载气性质有影响,但影响不超过3%)。
4.各种定量方法 (1)归一化法 归一化法是较常用的一种方法,如以面积计算,称面积归一化法;如以峰高计算,称峰高归一化法。如为相对质量校正因子,则得质量百分含量;如为相对摩尔校正因子或相对体积校正因子,则得摩尔分数或体积分数。 归一化法的优点如下: 1)不必知道进样量,尤其是进样量小而不能测准时更为方便。 2)此法较准确,仪器及操作条件稍有变动对结果的影响不大。 3)比内标法方便,特别是需要分析多种组分时。 归一化法的缺点如下: 1)所有组分必须全部流出色谱柱并产生响应信号和测出峰面积。 2)即使是不必定量的组分也必须求出峰面积。 3)所有组分的值均需测出,否则此法不能应用。
(2)外标法又称标准样校正法或标准曲线法。
(3)内标法 内标法是常用的比较准确的定量方法。分析时准确称取试样内含待测组分,精确加入一定量某纯物质做内标物,进样并测出峰面积,一般常以内标物为基准(标物=1)进行简化计算。 对内标物的要求是纯度要高,结构与待测组分相似。内标峰要与组分峰靠近但能很好分离,内标物和被测组分的浓度相接近。 内标法的优点是定量准确,测定条件不受操作条件、进样量及不同操作者进样技术的影响。其缺点是选择合适的内标物较困难,每次需准确称量内标和样品,并增加了色谱分离条件的难度。
(4)内加标准法 当色谱图上峰较密集时,采用内标法是比较困难的,此时,可采用(样品)内加标准法,此法需两次进样,测量误差较内标法大,操作也较繁。 此外,还有内标标准曲线法,转化定量法,收集定量法等,这里不拟介绍。
三、色谱定量分析允许误差范围 色谱分析中允许偏差是多少?这主要看分析对象的浓度范围而定,目前,一般按照Kaiser提出的色谱定量分析允许标准偏差范围要求。 |