主题:【第十二届原创】以测定水中甲醇为例,再淡顶空进样

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xiaogumd11
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分析者端木影之队发表于:2019/10/26 14:14:29 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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现在顶空进样技术已被广泛用于液体具有一定挥发性组份的分析中。顶空法理论依据是亨利定律所讨论的挥发性溶质在一定的温度和平衡条件下 ,溶质的平衡分压与它在溶液 中的物质的摩尔分数成正比。优点是样品前处理简单 ,不使用有机溶剂。
仪器论坛上有许多网友提出关于顶空进样时遇到的问题,本文就顶空在使用过程中的一些注意事项,与各们分析同仁交流学习。

一、挥发性有机物顶空法进样常见的有4种方式

1、全自动顶空进样器,优点是,此款顶空仪加热炉可以同时容纳13个样品,连续进样。见图1,全自动顶空进样器已是许多实验室的标配。



测定水中甲醇时,需要将顶空瓶轻轻晃动后,再装入进样盘,目的是让加入的NaCl充分溶解,待测物质析出,加热时,更好地达到气液相平衡。

2、三合一自动顶空进样器



三合一自动顶空进样器的优点,样品进入加热炉内,自动晃动,不需要人为的晃动顶空瓶,加热炉内容纳顶空瓶数量少于全自动顶空进样器。

3、半自动顶空进样器



加热和计算时间是自动设定,进样是手动进样,由于它体积较小,通常作为应急监测和现场监测所用。

4、手动顶空进样的方法
在没有以上顶空仪器时,也可以采取手动顶空进样的方法,大致流程是将一定体积液体密封后,加热一定时间,用气密针取一定体积气样,进入气相或气质分析。目前,这种手动顶空方法多数已经被全自动顶空仪所取代,本人也近10年没有做过手动顶空了。

二、顶空进样瓶
本实验室测定甲醇用的是20ml顶空瓶,见下图



顶空进样瓶有两种,一种是螺口,用手将盖子拧紧即可,另一种是卡口,需要专用工具将瓶盖卡紧。如果细心的实验员观察瓶底,两种顶空进样瓶是有区别的,一种是直线型,一种是有一定的弧度,分为圆底或者平底两种,圆底进样瓶防止顶空仪进瓶、取瓶时减小阻力,防止卡住,更耐压等特点。

三、3种常见的顶空进样瓶盖,见下图


1、卡口瓶盖和瓶垫分开的,使用前手动装上,可以单独购买瓶盖或瓶垫,价格便宜些,瓶垫分为丁基胶塞或硅胶塞,丁基胶塞一般是用于药用包装,具有成份单一,化学稳定性好,无毒无味的优点;硅胶塞一般用腐蚀性比较强产品上, 具有高强的耐腐蚀性,耐高温, 对人体没有危害。 实验员们,根据自己测定项目选择合适的瓶垫,实验结果可能会更好。颜色分为棕色和透明两种颜色,棕色为避光,对一些容易降解的物质,需要使用。本实验室分析甲醇,主要用的是1和3,实验结果无明显差异。
2、螺口瓶盖和瓶垫一体的,使用时,直接拧上即可。
3、卡口瓶盖和瓶垫一体的,使用时,直接卡紧即可,瓶口四面都需要用专用工具卡紧,以铝盖完全卡住瓶盖,且用力不能转动为佳。
2种顶空进样瓶和3种顶空进样瓶盖,个人感觉,最好的组合是圆底卡口瓶配一体卡口瓶盖。10ml中水甲醇加热70度,保存30分钟,瓶内气压大约10-30Mpa,压力比较大,卡口瓶盖瓶盖一次成形,密封性可能会更好。
原因是卡口瓶是用专用工具,再借助杠杆的力,比螺口瓶纯用手拧的紧。



四、顶空进样常见的两个故障探讨

故障1、顶空进样后,甲醇不出峰。这种情况具有一定的代表性,排除色谱仪的故障外,顶空仪的故障出在取样针上的可能性很大。取样针见下图。



取样针前端比较细,容易出现两种故障,一种情况是折断,折断后就取不上样,另一种情况针尖端如果嵌入瓶垫的碎屑,出现堵塞。故障处理方法,需要将顶空仪卸开,把取样针取出,折断的需要更换,嵌入碎屑的可以放在酒精灯上灼烧后,超声后清洗。对于三合一顶空自动进样器的进样针,容易维修和更换,因为它是外置型。

故障2、全自动顶空仪进样后,甲醇峰忽大忽小,平行性不好。多半是顶空系统漏气,其中一个比较常见而容易忽视的原因是取样针温度设置不合适,取样针温度应设置85 ℃左右,比过炉温 5 ℃以上即可,如果温度过高,会出现可能使顶空瓶 密封垫软化 ,取样针扎进去时,导致漏气 ,影响实验精密度。对于三合顶空自动进样器,对取样针也需要加热,平行性不好,也考虑其取样针是否温度设置合适,有无堵塞等情况。半自动或手动顶空,平行性好不好,很大程度在于取样、进样手法与熟练程度,以及待测物质的性质,是否有冷凝情况等。

五、怎么判断瓶子盖盖后没有泄露呢?

随机取1-2个瓶子,放入烧杯中,放适量水,用一重物压到中水间,加热烧杯,观察顶空瓶有没有冒气泡。通过简单检查,可以知道这一批顶空瓶盖是不是拧紧的力度不够(特别是女生),或铝盖四周是不是都压实了?如果发现问题,可以及时进行调整。

结语
本文算是抛砖引玉,顶空进样技术内容丰富,涵盖知识面广,运用前景广阔,我们需要不断探索、学习、总结,在实际工作中才能游刃有余。
该帖子作者被版主 HarryHuang10积分, 2经验,加分理由:鼓励原创
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很多标准提的顶空法具体也没提是静态的还是动态的,可以都用动态的做么
qgp
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