氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上AAAAAAAAAAAAAAAAAA氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)的原理和方法。2、了解實(shí)驗(yàn)的氣路流程和色譜儀的操作方法。3、掌握皂膜流量計(jì)測(cè)氣體流速的方法以及體積流量的校正。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、正確操作色譜儀。2、氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)。3、用皂膜流量計(jì)測(cè)定氣體流速并對(duì)體積流量進(jìn)行校正。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備和材料清單1、實(shí)驗(yàn)試劑；硅烷化201紅色擔(dān)體（60-80目），作擔(dān)體。鄰苯二甲酸二壬酯（色譜純），作固定液，是二元體系中的溶劑相。苯（分析純），是二元體系中的溶質(zhì)相。環(huán)己烷（分析純），是二元體系中的溶質(zhì)相。2、實(shí)

2、驗(yàn)儀器。秒表3只，皂膜流量計(jì)一個(gè)，5l微量進(jìn)樣器2個(gè)，溫度計(jì)2支（精度1/10 ）。上海分析儀器廠GC102M 型氣相色譜儀一臺(tái)。四、實(shí)驗(yàn)要求1、要求掌握氣相色譜測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)的原理和方法。；2、要求學(xué)生能適當(dāng)了解一些科研過程，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；3、要求學(xué)生能獨(dú)立操作每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，了解和掌握其相關(guān)的原理，培養(yǎng)學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)操作。五、實(shí)驗(yàn)部分1、實(shí)驗(yàn)原理無(wú)限稀釋活度系數(shù)是推算二元及多元體系汽液平衡數(shù)據(jù)的重要參數(shù)。它通常是用汽液平衡器測(cè)出其平衡組成，然后用計(jì)算作圖法外推得出。這種方法比較繁瑣，而且外推的任意性很大，不易準(zhǔn)確。本實(shí)驗(yàn)采用氣相色譜法測(cè)定無(wú)限稀釋活度系數(shù)，

3、此方法簡(jiǎn)單方便、快速，使用樣品量少，純度要求不高。無(wú)限稀釋活度系數(shù)與調(diào)整保留值的關(guān)系：在氣相色譜分離過程中，固定液起到溶劑的作用。當(dāng)樣品組分（溶質(zhì)）進(jìn)入色譜柱后，因載氣（流動(dòng)相）流動(dòng)，樣品組分在固定相和載氣中反復(fù)多次分配，達(dá)到完全分離。載氣流攜帶不同組分先后進(jìn)入檢測(cè)器，產(chǎn)生一定的信號(hào)，經(jīng)色譜工作站處理得到如圖1所示的“色譜圖”。圖1 色譜圖 t0進(jìn)樣時(shí)間； ta出峰空氣峰時(shí)間； ts出峰樣品峰時(shí)間； ta-t0死時(shí)間；ts-t0表觀保留時(shí)間； ts-ta調(diào)整保留時(shí)間； Va死體積； Vs表觀保留體積；在實(shí)驗(yàn)儀器和條件確定之后，ta-t0可視為確定值，與試樣組分幾乎無(wú)關(guān)。保留值的大小，反映了樣品

4、在氣液兩相間的分配過程，它與平衡時(shí)物質(zhì)在兩相的分配系數(shù)，各物質(zhì)（包括組分、固定相、流動(dòng)相）的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)。但是只有調(diào)整保留值才是完全與空氣無(wú)關(guān)，只與組分有關(guān)的物理量。從開始進(jìn)樣到樣品峰頂，正好有一半溶質(zhì)成為蒸汽通過色譜柱，另一半還留在柱中，留柱部分分布于固定液和柱內(nèi)空隙（即死體積）之內(nèi)。這三部分溶質(zhì)的關(guān)系如下： （1）式中： VS柱子工作條件下的保留體積； Cig氣相中溶質(zhì)濃度； CiL液相中溶質(zhì)濃度。因溶質(zhì)在氣液兩相中的分配系數(shù)所以有 （2）又因?yàn)椋?，且氣相可看作理想氣體，所以有 整理得： （3）在該柱溫TC，總壓P條件下，因氣相可看作理想氣體，溶質(zhì)在兩相中的平衡必定滿足于下面關(guān)系式

5、： （4）將（2）、（3）帶入（4）式，整理得的關(guān)系式如下： 因溶質(zhì)在液相中濃度為無(wú)限稀釋，即 所以 。式中 W固定液重量； M固定液分子量。因此 至此建立了調(diào)整保留體積（Vs-Va）與無(wú)限稀釋活度系數(shù)的關(guān)系式。為了使各實(shí)驗(yàn)測(cè)得之值能有可比性，還須將（Vs-Va）值換算成相對(duì)于單位重量固定液（溶劑相）而言，溫度由柱溫TC校正到0時(shí)的體積流速，稱其為凈比保留體積Vg，即 (5)再考慮，整理得： （6）2、實(shí)驗(yàn)步驟(1)、色譜柱的制備及固定液重量的測(cè)定：分別準(zhǔn)確稱取硅烷化201紅色擔(dān)體和鄰苯二甲酸二壬酯固定液的量：（固定液與擔(dān)體重量比為25:100）。固定液中加入適量易揮發(fā)溶劑乙醚溶解后，再加入擔(dān)

6、體，慢慢攪動(dòng)使浸漬均勻。然后烘干，使乙醚揮發(fā)干凈。準(zhǔn)確稱量涂好固定液之擔(dān)體重量，計(jì)算固定液與擔(dān)體重量的比。按常規(guī)方法填充色譜柱，同時(shí)準(zhǔn)確稱量加入柱內(nèi)的固定相量，計(jì)算固定液量W。將制備好的色譜柱裝入恒溫箱內(nèi)，按常規(guī)方法在80下通載氣進(jìn)行固定相老化。(2)、儀器安裝、準(zhǔn)備按圖2裝置實(shí)驗(yàn)氣路，作好氣密性實(shí)驗(yàn)，按儀器要求接好電器線路。圖2 GC-102M氣相色譜儀整機(jī)示意圖1-柱前壓力() 2-載氣() 3-柱前壓力() 4-載氣() 5-空氣 6-氫氣 7-柱室 8-柱室開關(guān) 9-熱導(dǎo)池檢測(cè)器 10-氫焰離子檢測(cè)器 11-氣化室 12-溫度顯示屏 13-選擇開關(guān) 14-復(fù)位 15-過載 16-柱室

7、17-進(jìn)樣器 18-檢測(cè)器 19-氫焰靈敏度選擇旋鈕 20-氫焰訊號(hào)衰減 21-氫焰零調(diào)粗調(diào)旋鈕 22-氫焰零調(diào)細(xì)調(diào)旋鈕 23-氫焰離子檢測(cè)開關(guān) 24-熱導(dǎo)池橋電流 25- 熱導(dǎo)檢測(cè)訊號(hào)衰減 26-熱導(dǎo)零調(diào)粗調(diào)旋鈕 27-熱導(dǎo)零調(diào)細(xì)調(diào)旋鈕 28-電流調(diào)節(jié) 29-熱導(dǎo)檢測(cè)開關(guān) 30熱導(dǎo)檢測(cè)正負(fù)開關(guān) 31-溫度計(jì)插口 32-氣體出口 12-18-溫度控制器 19-23-氫火焰微電流放大器 24-30-熱導(dǎo)池電源(3)、氣路調(diào)節(jié)先打開氫氣剛瓶，接通氣路，使色譜儀前壓力為2kg/cm2。打開色譜儀、載氣穩(wěn)壓閥，使柱前壓約為0.5kg/cm2，載氣流速約為60mL/min。(4)、啟動(dòng)色譜儀電路系統(tǒng)打開

8、總機(jī)開關(guān)，打開“層析室溫控電源開關(guān)”和“氣化加熱電源開關(guān)”，分別用“層析室溫度調(diào)節(jié)”和“氣化室加熱調(diào)節(jié)”按鈕控制溫度升高。指示燈亮表示在加熱，指示燈呈暗紅或閃動(dòng)則表示處于恒溫狀態(tài)。層析室控制溫度80（由插入水銀溫度計(jì)讀數(shù)）。氣化器在180（由溫度顯示屏讀數(shù)）。將“熱導(dǎo)氫焰轉(zhuǎn)換開關(guān)”置于“熱導(dǎo)”上，打開“電源開關(guān)”，用“熱導(dǎo)電流調(diào)節(jié)”將橋路電流調(diào)節(jié)到160mA處，“訊號(hào)衰減”置于1/4上略等半小時(shí)左右，打開色譜工作站，待基線穩(wěn)定后即可進(jìn)行測(cè)定。(5)、用5l微量進(jìn)樣器從試樣瓶中抽取0.20.4l苯（或環(huán)己烷），再吸入12l空氣，將樣品注入色譜儀。(6)、當(dāng)色譜圖上出現(xiàn)空氣峰的頂點(diǎn)時(shí)，用秒表開始計(jì)

9、時(shí)，到出現(xiàn)待測(cè)組分峰頂點(diǎn)時(shí)停表，所測(cè)得的時(shí)間值，就是組分的調(diào)整保留時(shí)間TR。(7)、同時(shí)讀取柱溫TC，室溫T0，大氣壓P0，出口載氣流量，橋電流等值。(8)、按以上方法，每一種樣品分別重復(fù)測(cè)定數(shù)次，如果數(shù)據(jù)重復(fù)即可結(jié)束。(9)、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先把電橋電流指針退回原點(diǎn)，依次關(guān)閉電路開關(guān)和總電源。待5分鐘后再關(guān)閉氣源，以防止燒壞熱導(dǎo)池鎢絲。圖3 實(shí)驗(yàn)氣路流程示意圖3、實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)日期：色譜柱中固定液重量W= 克；橋電流I= mA； 色譜圖編號(hào)調(diào)整保留時(shí)間tR（秒）柱溫 TC（）柱前壓力Pi（mmHg）皂膜流量計(jì)測(cè)得t（sec/50ml）室溫T0（）大氣壓P0（mbar）橋電流（mA）備注苯環(huán)己烷12

10、34：六、數(shù)據(jù)處理1、在柱溫TC、柱內(nèi)工作壓力PC與條件下柱內(nèi)載氣流速的計(jì)算。由皂膜流量計(jì)測(cè)得的是氣體流過50mL所需時(shí)間t（秒），所以 F0=(50/t)×60(mL/min)。該氣體的狀態(tài)是室溫T0（K），大氣壓力P0（mmHg）?？紤]到從皂膜流量計(jì)出來(lái)的氣體已被蒸汽飽和，故載氣所占的分壓僅為1-（Pw/P0），Pw為T0時(shí)水的飽和蒸汽壓，由九、3列表查出。載氣流經(jīng)色譜柱有壓力降，即沿柱長(zhǎng)各點(diǎn)壓力不同，柱入口壓力為PI，出口壓力為P0?？捎闷骄鶋毫C代表柱的工作壓力，可用下式計(jì)算得出： 式中J為校正因子，當(dāng)Pi/P0>1.263時(shí)， 所以 2、凈比保留體積Vg的計(jì)算 3、

11、無(wú)限稀釋活度系數(shù) 4、計(jì)算值與文獻(xiàn)值的相對(duì)誤差。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、每人一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告； 2、嚴(yán)格按照試驗(yàn)步驟注意記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析試驗(yàn)結(jié)果； 3、認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)思考題并為實(shí)驗(yàn)改進(jìn)提出建議。八、思考題1、在使用色譜儀時(shí)需要注意哪些問題？2、色譜儀測(cè)定i有何特點(diǎn)？測(cè)定中作了哪些假定？3、溫度、壓力、流量對(duì)測(cè)定i值有什么影響？造成實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素是什么？九、注意事項(xiàng)1、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嚴(yán)禁明火，以免發(fā)生危險(xiǎn)。2、色譜儀是貴重儀器，使用時(shí)要特別小心。要求熟悉有關(guān)色譜儀的基本知識(shí)和操作方法。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)老師反映，不得自行處理。3、要求熟悉穩(wěn)壓閥及皂膜流量計(jì)使用方法。4、實(shí)驗(yàn)過程要盡量保持實(shí)驗(yàn)條

12、件穩(wěn)定。十、附表1、試劑的主要性質(zhì)試劑分子量（M）沸點(diǎn)（）安托因常數(shù)ABC苯78.1180.096.91201214.645221.205環(huán)己烷84.1680.726.844981203.526222.563鄰苯二甲酸二壬酯的分子量為418.62。對(duì)應(yīng)安托因方程為： 其中t的單位為。2、i的文獻(xiàn)值60時(shí)苯的無(wú)限稀釋活度系數(shù)文獻(xiàn)值為0.523。60時(shí)環(huán)己烷的無(wú)限稀釋活度系數(shù)文獻(xiàn)值為0.843。3、320時(shí)水的飽和蒸汽壓力（mmHg）見附表：0.00.20.40.60.835.6855.7765.8485.9316.01546.1016.1876.2746.3636.45356.5436.6356.7286.8226.91767.0137.1117.2037.3097.41177.5137.6177.7227.8287.93688.0458.1558.2678.3808.49499.6099.7278.8458.9659.086109.2099.3339.4589.5859.714119.8449.87610.10910.24410.3801210.51810.60510.79910.94111.0851311.23111.37911.52811.68011.8331411.98712.14412.30212.46212.