一文讀懂有機(jī)元素分析儀

有機(jī)元素分析儀應(yīng)用越來(lái)越廣泛主要功能是用于有機(jī)化合物，高分子材料，藥物，石油產(chǎn)品等材料中C、N、H、S、O質(zhì)量百分含量的測(cè)定。

首先，什么是有機(jī)元素？有機(jī)物中常見的元素有碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等。

1912年，Pregl 應(yīng)用德國(guó)的Kuhl-mann制出的微量天平建立了碳?xì)湓匚⒘糠治龇椒ā?/span>

1914年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者FritzPregl研發(fā)第一代微量分析儀。

1960年~至今，有人嘗試將氣相色譜法用于元素分析，并獲得了初步成功。后經(jīng)不斷改進(jìn)，微量化、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理以及多元素聯(lián)合測(cè)定成為有機(jī)元素分析的新特點(diǎn)。

有機(jī)元素分析的原理

主要是利用高溫燃燒法測(cè)定原理來(lái)分析樣品中常規(guī)有機(jī)元素含量。有機(jī)物中常見的元素有碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等。在高溫有氧條件下，有機(jī)物均可發(fā)生燃燒，燃燒后其中的有機(jī)元素分別轉(zhuǎn)化為相應(yīng)穩(wěn)定形態(tài)，如CO2、H2O、N2、SO2等。

反應(yīng)過(guò)程

在已知樣品質(zhì)量的前提下，通過(guò)測(cè)定樣品完全燃燒后生成氣態(tài)產(chǎn)物的多少，并進(jìn)行換算即可求得試樣中各元素的含量。

CHNS/O 元素分析儀采用經(jīng)典分析技術(shù)—— 在純氧環(huán)境下相應(yīng)的試劑中燃燒或在惰性氣體中高溫裂解，以測(cè)定有機(jī)物中的C、H、N、S、O 。

儀器有三種測(cè)定模式：CHN模式、CHNS模式、氧模式。

CHNS模式是樣品在純氧中燃燒轉(zhuǎn)化成CO2、H2O、N2和SO2，通過(guò)色譜柱分離后進(jìn)行熱導(dǎo)檢測(cè)，測(cè)得樣品中的C、H、N、S的含量。

氧模式是樣品在H2/He中進(jìn)行高溫裂解得到CO和其他氣體，分出CO并由熱導(dǎo)檢測(cè)，即可測(cè)得樣品中氧的含量。

檢測(cè)信號(hào)特點(diǎn)

由混合腔提供持續(xù)均勻基本恒壓的樣品燃燒產(chǎn)物，N2，CO2，H2O（SO2，CO2），進(jìn)入色譜柱進(jìn)行分離，每種氣體一步一步地穩(wěn)定分離出來(lái)，后面分離出來(lái)的氣體總是隨著前面已經(jīng)分離出來(lái)的氣體同時(shí)流經(jīng)檢測(cè)器，由于TCD檢測(cè)器的近似可疊加性，因此信號(hào)呈階梯形狀，剛檢測(cè)到信號(hào)減去前面一種的信號(hào)即為現(xiàn)在正被檢測(cè)氣體的真正信號(hào)值。

計(jì)算方法

空白：PE元素分析儀的空白相當(dāng)于基線，通常有兩種空白：儀器空白、分析空白，而儀器空白又分為載氣空白、載氣與氧氣空白。

空白計(jì)算方法：

NB=NR－ZR

CB=CR－NR

HB=HR－CR

SB=SR－HR

OB=OR－ZR

K因子：K因子在PE元素分析儀上就是檢測(cè)器的標(biāo)定因子，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行一已知含量樣品，通過(guò)如下計(jì)算方法得出一物理單位為：CNTS/ug的標(biāo)定因子，其中CNTS為儀器TCD檢測(cè)器測(cè)出的信號(hào)經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量化值。

KN=[(NR－ZR) －NB] ×100/[SW ×N THEORYWt%]

KC=[(CR－ZR) －CB] ×100/[SW ×C THEORYWt%]

KH=[(HR－CR) －HB] ×100/[SW ×H THEORYWt%]

KS=[(SR－HR) －SB] ×100/[SW ×S THEORYWt%]

KO=[(OR－ZR) －OB] ×100/[SW ×OTHEORY Wt%]

K因子范圍：KC 13~20；KH 30~70,； KN 3~9；KS 3~9；KO 6~12

樣品制備

樣品要求：

1.樣品應(yīng)不含吸附水分均勻固體微粒或液體；

2.揮發(fā)性樣品用低熔點(diǎn)合金容器密封稱量；

3.腐蝕性液體用低熔點(diǎn)玻璃毛細(xì)管密封稱量，氧化時(shí)應(yīng)有防爆措施；

4.禁止分析酸、堿性溶液、溶劑、爆炸物等烈性化學(xué)品；

5.含氟、磷酸鹽或含重金屬的樣品可能會(huì)對(duì)分析結(jié)果或儀器零件的壽命產(chǎn)生影響，也不宜進(jìn)行分析。

樣品的制備注意事項(xiàng)：

1.因?yàn)樵胤治鰞x測(cè)定的元素含量中有H的含量，所以待測(cè)樣品必須干燥，不能含有水，最好在測(cè)定前進(jìn)行真空干燥（干燥時(shí)間視樣品而定）；

2.樣品的提純方法對(duì)測(cè)試的結(jié)果有較大的影響，普通過(guò)濾得到的樣品，結(jié)果與預(yù)期值會(huì)有比較大的偏差，而結(jié)晶得到的樣品，純度有保證，測(cè)定結(jié)果會(huì)比較好；

3.樣品稱量過(guò)程中進(jìn)行包樣時(shí)，要注意不能把樣品皿弄破。否則樣品的重量不準(zhǔn)，會(huì)造成結(jié)果無(wú)效；

4.氧模態(tài)不容許待測(cè)化合物含有磷、氟、硅及金屬陽(yáng)離子，含礦物質(zhì)樣品必須在進(jìn)行分析前除去種類礦物。

對(duì)試劑和氣體的要求

所需要的試劑為優(yōu)級(jí)純、分析純或經(jīng)蒸餾制備；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，苯甲酸、乙酰苯胺、環(huán)己酮-2,4-二硝基苯腙、對(duì)氨基苯磺酸等。

操作流程圖

儀器使用注意事項(xiàng)

1.裝填反應(yīng)管時(shí)，使用通風(fēng)櫥，防護(hù)玻璃罩，橡皮手套和穿好工作服，接觸試劑后，徹底洗凈手和臉。

2.更換燃燒管和還原管時(shí)，一定關(guān)掉爐子，等它冷卻至室溫。

3.還原管處于室溫時(shí)，決不能進(jìn)行測(cè)定，除非關(guān)掉氧閥。

4.爐子左側(cè)風(fēng)扇必須正常工作。

5.開機(jī)時(shí)必須先給氣，再開電。

6.關(guān)機(jī)時(shí)務(wù)請(qǐng)遵守關(guān)機(jī)步驟。

7.開氣瓶時(shí)，先把低壓表關(guān)死，打開總閥后，再把低壓表調(diào)節(jié)到適當(dāng)數(shù)值，以免沖壞低壓表。

8.氧分析用的脫附管拆下后需密封。

9.所有開封的試劑必須放入干燥器中。

10.使用自動(dòng)天平加上樣品稱樣及取下樣品時(shí)，請(qǐng)升起支托托住托盤。

有機(jī)元素分析儀的應(yīng)用

分析范圍包括化學(xué)和藥物學(xué)產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品、肥料、石油化工產(chǎn)品，橡膠、塑料、高分子材料及添加劑、建筑和絕緣材料、煤、固體廢棄物等。

有機(jī)元素分析儀是一種實(shí)驗(yàn)室常規(guī)儀器，

其最基本的應(yīng)用是化合物組成鑒定。

揭示化合物性質(zhì)變化，

是科學(xué)研究的有效手段。

以上是關(guān)于有機(jī)元素分析儀的相關(guān)介紹，更多測(cè)試需求請(qǐng)聯(lián)系鑠思百檢測(cè)工程師。