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色谱定量工作中的误差来源


一个平凡的化学人 / 2018-07-30

    色谱定量工作中,影响所测定数据误差的因素很多.这里只就常见的和主要的因素进行探讨,侧重讨论系统误差、过失误差,至于随机的偶然误差,个人误差则不在讨论之列。

    1.样品的代表性问题

    在定量工作中,这是一个非常重要的词题,必须予以注意.例如,在石油化工中对原油取样,要考虑怎样取气样、液样或固体才有代表性,否则定量工作将徒劳无功。

    2.进样技术

    样品在汽化室时有无分解,进入色谱系统后有无反应,也是常被忽略的问题,这些也将导致分析结果失去意义.因此分析前要先了解样品中所包含的组分和每个组分的性质如何,并据以选择适当的色谱柱和操作条件,避免在汽化室中分解或与色谱柱反应。

    当以峰面积为定量依据时,进样技术和条件稍有変化对分析结果无影响;而当以峰高为定量依据时,进样速度和汽化条件等的变化都会带来明显的影响,因此采用峰高定量时,要尽可能采用瞬时定量进样技术,以保证数据的重复性。

    在相当多的实验室中,对液体样品用微量注射器进样.精密的微量注射器在小心操作下,精度可达1-2%.使用微量注射器时,要注意以下两点:

   (1)当汽化室温度较高,且样品本身挥发性较大时,使用微量注射器进样,不但刻度上指示的样品量被送入色谱系统,留在针尖部分的样品此时亦被汽化,这样就使进样量高于读出的量*随着注射器在汽化室中停留时间越长,汽化室温度越高,则这增加的部分进样量也越大。

   (2)由于样品性质不同,样品本身的粘度各异.对于粘度较大的样品,进样时附着在注射器壁的部分,也是造成误差的原因.这种影响随样品粘度、密度的增大而增大。

    但这两种误差均可用回抽法予以校正.即先抽取过量样品,然后回抽,使针头部分空出来,利用注射器上的刻度读出样品液柱的长度,然后进样,取出注射器,再将针芯回抽,再次读出剩余液柱的长度,两次读数之差即进样之量。

    对于气态样品用六通阀等定体积进样器,重复性很好;即使环境温度、压力有变化,校正起来也很方便,故准确度也高。

    当样品中某些组分在色谱系统中发生不可逆吸附等作用时,将引起严重的定量误差可先注入不同进样量,以比较相互之间进样量比例与面积比例是否一致、如果不一致,则表示发生了不可逆吸附过程,应采取适当的措施,改换色谱柱或对样品、固定相加以改性等。

    3.鉴定器的操作条件

    由于鉴定器对不同化合物的灵敏度不同,因此要正确选择定量因子,或个别地作出标准曲线。如果,鉴定工作条件改变,也要考虑重作标准曲线,选择适当的定量因子。

    例如,在使用热传导鉴定器作定量过程中,载气或桥路电流的改变,会影响定量因子和标准曲线,一般说来,桥路电流変化一倍,灵敏度要变化八倍.同时桥路电流改变5%,误差可达25%.当鉴定器温度波动为士0.2℃时,往往可影响精度1%.当用氢焰离子化鉴定器时,温度波动的影响就小得多.用电子捕获鉴定器时,极化电压在最佳电压附近变化,往往有非常明显的影响。

    因此,对影响所使用的鉴定器灵敏度的诸因素要多加注意否则很难得到重现性好的数据。

    4.载气流速

    载气流速变化对积分型鉴定器的输出信号及灵敏度无影响;对微分型质量流速式鉴定器如氢焰离子化鉴定器的灵敏度也无影响.此时输出信号总的峰面积不变,而峰高则随流速增大而增高;当采用峰高定量法就要求严格控制流速.对微分型浓度式鉴定器如热传导鉴定器,随着流速增大,峰高及峰面积都要减小,因此应当小心控制,防止改变。

    5.其他测量仪表所引起的误差

    色谱图由记录仪给出,而定量又以此图为依据,因此在准确度要求高的分析中,必须注意记录仪的线性是否宽阔,死区大小,记录仪转速(纸速)是否均匀,扫描速度(笔速)是此外,温度控制,温度计、压力表等的误差,对处理数据及计算都会带来影响,也不应否够快,所有这些都影响着定量误差的大小。

    此外,温度控制,温度计、压力表等的误差,对处理数据及计算都会带来影响,也不应忽视。

    6.谱图测量及结果计算

    任何一种测量方法总是伴有测量误差的,不精密的测量仪表和工具所带来的误差就更大,各种测量峰面积的方法精密度如表7-5.

 

表7-5测峰面积法精密度比较表
方法 机械积分器 三角法 峰高×半峰宽 剪纸称重法 电动积分仪 电子数字计算机
耗时(秒) 100--200 60--80 50--60 200--300 15--30 10--20
变异系数 4.06% 4.06% 2.58% 1.74% 1.29% 2.44%

    至于对未完全分离峰的切割所引起的误差,已在本章第一节中讨论。不在此赘述。

    各种计算公式,使用的定量因子等都包含着误差,也应注意。

    总之,定量工作中所出现的误差是多种多样的,应针对具体情况进行具体分析,才能找出造成误差的原因,并加以克服。

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