实验二、气相色谱法测定无限稀释活度系数

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1、实验二气相色谱法测定无限稀释活度系数一、实验目的1、掌握用气相色谱法测定无限稀释活度系数的原理和方法。2、了解实验的气路流程和色谱仪的操作方法。3、掌握皂膜流量计测气体流速的方法以及体积流量的校正。二、实验内容1、正确操作色谱仪。2、气相色谱法测定无限稀释活度系数。3、用皂膜流量计测定气体流速并对体积流量进行校正。三、实验仪器设备和材料清单1、实验试剂；硅烷化201红色担体（60-80目），作担体。邻苯二甲酸二壬酯（色谱纯），作固定液，是二元体系中的溶剂相。苯（分析纯），是二元体系中的溶质相。环己烷（分析纯），是二元体系中的溶质相。2、实验仪器。秒表3只，皂膜流量计一个，5μl微量进样器

2、2个，温度计2支（精度1/10℃）。上海分析仪器厂GC102M型气相色谱仪一台。四、实验要求1、要求掌握气相色谱测定无限稀释活度系数的原理和方法。；2、要求学生能适当了解一些科研过程，培养其发现问题、分析问题、解决问题的能力；3、要求学生能独立操作每一个实验步骤，了解和掌握其相关的原理，培养学生熟练的实验操作。五、实验部分1、实验原理无限稀释活度系数是推算二元及多元体系汽液平衡数据的重要参数。它通常是用汽液平衡器测出其平衡组成，然后用计算作图法外推得出。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

3、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

4、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）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

5、，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

6、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2GC-102M气相色谱仪整机示意图1-柱前压力(Ⅰ)2-载气(Ⅰ)3-柱前压力(Ⅱ)4-载气(Ⅱ)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

7、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，使柱前压约为0.5kg