氣相色譜頂空進(jìn)樣方法的改進(jìn)

封麗紅 蔡海霞 吳 偉

頂空進(jìn)樣法是氣相色譜特有的一種進(jìn)樣方法,適用于揮發(fā)性大的組分分析。傳統(tǒng)的頂空進(jìn)樣法只是簡單地在一個溫控浴中加熱已放入標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測樣品的頂空取樣瓶,并使用一個氣密針將頂空氣體定量的轉(zhuǎn)移入氣相色譜儀進(jìn)樣口。此方法為手動進(jìn)樣,重復(fù)性差,進(jìn)樣針也需要加熱至與樣品瓶同樣溫度或高于樣品瓶溫度以防止物質(zhì)冷凝,而且當(dāng)針插入進(jìn)樣墊時推動針桿是非常困難的,你可能會遇到來自柱頭的兩個大氣壓的阻力。鑒于這些缺陷,筆者將自動頂空進(jìn)樣方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的頂空進(jìn)樣來做色譜分析,并以測定廢水中的甲苯為例進(jìn)行了對比測試。

1 基本原理

頂空進(jìn)樣分為溶液頂空和固體頂空。前者是將樣品溶解于適當(dāng)溶劑中,置頂空瓶中保溫一定時間,使殘留溶劑在兩相中達(dá)到氣液平衡,定量取氣體進(jìn)樣測定。固體頂空就是直接將固體樣品置頂空瓶中,置一定溫度下保溫一定時間,使殘留溶劑在兩相中達(dá)到氣固平衡,定量取氣體進(jìn)樣測定。

2 試驗部分

2.1 試驗儀器

1)傳統(tǒng)頂空進(jìn)樣法:電熱恒溫水浴鍋;注射器100 mL;注射器5 mL。2)自動頂空進(jìn)樣法:安捷倫自動頂空進(jìn)樣器 7694E;定量環(huán)1 mL;壓蓋器;頂空進(jìn)樣瓶20 mL。3)色譜分析儀:帶FID檢測器的安捷倫GC6890N氣相色譜儀,毛細(xì)管色譜柱HP-5。

2.2 頂空樣品的制備

2.2.1 傳統(tǒng)頂空進(jìn)樣法

1)稱取20 g氯化鈉,放入 100 mL注射器中,加入40 mL水樣,排出針筒內(nèi)的空氣,再吸入40 mL氮氣,然后將注射器用膠帽封好;2)將封好的注射器置于電熱恒溫水浴鍋的水槽內(nèi)固定,在30℃恒溫下振蕩5 min,用5 mL的注射器抽取液上空間的氣樣5 mL做色譜分析。

2.2.2 自動頂空進(jìn)樣法

1)準(zhǔn)確量取10 mL水樣,放入 20 mL的頂空樣品瓶中,并用壓蓋器把瓶蓋封好。2)將樣品瓶放入頂空進(jìn)樣器的樣品槽內(nèi)。3)設(shè)置分析條件:樣品瓶溫度:70℃;定量環(huán)溫度:85℃;傳輸線溫度:90℃;樣品瓶平衡時間:30 min;加壓時間:0.1 min;定量環(huán)充滿時間:0.5 min;進(jìn)樣時間:0.5 min。4)待儀器顯示“Ready”后,按下“開始”鍵。5)在完成設(shè)置好的程序后,自動頂空進(jìn)樣器會自動將頂空氣的一定體積(1 mL)引入氣相色譜儀。

2.3 氣相色譜儀分析條件

1)進(jìn)樣口溫度200℃,分流比 10∶1;2)柱溫 65℃,流量2.0 mL/min;3)檢測器溫度300℃,氫氣流量40 mL/min,空氣流量400 mL/min,載氣流量40 mL/min。

3 精密度和準(zhǔn)確度

采用兩種方法各7次分析甲苯含量為50 μ g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,相對誤差均小于0.1%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.59%和0.48%(見表1)。

表1 兩種進(jìn)樣方法測定甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的結(jié)果比較 μ g/L

從表1可以看出,兩種進(jìn)樣方法所測得的結(jié)果均符合要求,相對誤差一致,就精密度而言,自動頂空進(jìn)樣法要優(yōu)于傳統(tǒng)的頂空進(jìn)樣法。

4 水樣中甲苯測定結(jié)果的比較

試驗水樣均采自邯鄲市西污水處理廠細(xì)格柵間,一份水樣用傳統(tǒng)的手動頂空進(jìn)樣法測定甲苯含量,另一份用自動頂空進(jìn)樣法測定,各測試7次,每次做7個平行樣,測定結(jié)果如表2所示。

表2 兩種測定方法測定水樣中甲苯的結(jié)果比較 μ g/L

從表2可以看出,自動頂空進(jìn)樣法和傳統(tǒng)的手動頂空進(jìn)樣法所測得的結(jié)果基本一致,測定準(zhǔn)確度和精密度都符合要求。

5 結(jié)語

自動頂空進(jìn)樣法重現(xiàn)性好,操作簡便,并且不需要準(zhǔn)備溫控浴來加熱頂空瓶和進(jìn)樣針,大大減少了樣品前處理的工作。根據(jù)我們多次試驗,其測定的準(zhǔn)確度和精密度完全能滿足實際工作中的要求,在氣相色譜分析中可以替代傳統(tǒng)的手動頂空進(jìn)樣法。

[1]劉 珍.化驗員讀本(上冊):化學(xué)分析[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:212-218.

[2]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].第4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002:525-532.