1、有機(jī)元素分析儀有機(jī)元素分析儀Organic Element AnalyzerOEA 有機(jī)物中常見(jiàn)的元素有碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）等。什么是有機(jī)元素？該如何對(duì)有機(jī)元素進(jìn)行分析？該如何對(duì)有機(jī)元素進(jìn)行分析？OEA目錄有機(jī)元素分析法概述PerkinElmer 2400 有機(jī)元素分析儀的應(yīng)用OEA一、有機(jī)元素分析法概述1912年年P(guān)regl 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ā０l(fā)展歷史1914年年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Fritz Pregl研發(fā)第一代微量分析儀。1960年年至今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

2、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)。OEA 奧地利著名的分析化學(xué)家，有機(jī)化合物微量分析法創(chuàng)始人。 1904年，普雷格爾在研究膽酸時(shí)發(fā)現(xiàn)，從膽汁中只能獲得少量膽酸，這促使他研究有機(jī)物的微量分析技術(shù)。他利用自己和W.H.庫(kù)爾曼共同設(shè)計(jì)的可以稱量到微克級(jí)的微量天平和其他微量分析技術(shù)，只用13毫克試樣就可以比較迅速和準(zhǔn)確的定量分析。 1912年他又建立了一整套有機(jī)物中碳、氫、氮、鹵素、硫、羰基等的微量分析方法。后來(lái)普雷格爾因發(fā)明有機(jī)物的微量分析法，而獲1923年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。普雷格爾（Fritz Pregl）OEAv 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

3、素含量。有機(jī)物中常見(jiàn)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。v 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。有機(jī)元素分析的原理2222222tSONzOHyxCOuOSNHCtzyxOEA有機(jī)元素分析儀的產(chǎn)品v PerkinElmer 2400系列（美國(guó)）v vario micro （德國(guó)）v EA3000（意大利）v FLASH 2000系列，4000系列 （意大利）OEA二、PerkinElmer

4、 2400 v PE2400 SERIES 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 。v 該儀器有三種測(cè)定模式：CHN模式、CHNS模式、氧模式v 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。v 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。1、原理OEA2、性能指標(biāo) 模態(tài)模態(tài)氦載氣氦載氣氬載氣氬載氣分析時(shí)間分析時(shí)間準(zhǔn)確度（%） 精度（%） 準(zhǔn)確度（%） 精度（%

5、）時(shí)間（分鐘）CHN0.30.20.40.36CHNS0.30.20.50.48O（氧）0.30.20.40.34（1）分析準(zhǔn)確度精度及分析時(shí)間OEA元素元素分析范圍（毫克）分析范圍（毫克）測(cè)定區(qū)域測(cè)定區(qū)域爐溫（爐溫（）C0.0013.6燃燒1001100H0.0011.0還原1001000N0.0016.0裂解1001100S0.0012.0樣品1800O0.0012.0（2）分析范圍及爐溫（3）儀器附件：超微量電子天平 最高靈敏度：0.1ug 最大載荷量：5gOEA3、分析流程圖Combustion ZoneGas Control ZoneSeparation ZoneDetection

6、ZoneOEA4、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。ZRN2N2+CO2N2+CO2+H2ON2+CO2+H2O+SO2NHCSOEAOEA5、計(jì)算方法v 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：空白計(jì)算方法：N

7、B=NRZRCB=CRNRHB=HRCRSB=SRHROB=ORZROEA計(jì)算方法v 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=(NRZR) NB 100/SW N THEORY Wt%KC=(CRZR) CB 100/SW C THEORY Wt%KH=(HRCR) HB 100/SW H THEORY Wt%KS=(SRHR) SB 100/SW S THEORY Wt%KO=(ORZR) OB 100/SW OTHE

8、ORY Wt%v K因子范圍 范圍：KC 1320,KH 3070, KN 39, KS 39, KO 612OEA6、儀器組成OEA天平OEA燃燒管還原管自動(dòng)進(jìn)樣裝置爐體部分OEA燃燒管和還原管CHNS模式CuEA-600O模式Cu COEA7、樣品（1）樣品量：0500mg（2）樣品類型：固體及液體（3）進(jìn)樣方式：?jiǎn)未芜M(jìn)樣裝置包括一套自動(dòng)接收單個(gè)樣品容器的注射設(shè)備，自動(dòng)進(jìn)樣-選配自動(dòng)進(jìn)樣器后，可將多達(dá)60個(gè)樣品自動(dòng)投放到儀器內(nèi)。此外，使用者還能在自動(dòng)順序進(jìn)樣過(guò)程中加插分析其他樣品。（4）樣品容器：用于包裹固態(tài)樣品的錫箔和用于裝液態(tài)樣品的鋁皿。OEA樣品的制備注意事項(xiàng)v 因?yàn)樵胤治鰞x測(cè)定的

9、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）；v 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；v 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；v 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。v 如果想讓結(jié)果更加接近預(yù)期值，可更換標(biāo)準(zhǔn)樣，選用與待測(cè)試樣接近的標(biāo)準(zhǔn)樣。OEAv 樣品應(yīng)不含吸附水分均勻固體微粒或液體；v 揮發(fā)性樣品用低熔點(diǎn)合金容器密封稱量；v 腐

10、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；v 禁止分析酸、堿性溶液、溶劑、爆炸物等烈性化學(xué)品；v 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。樣品要求OEA8、對(duì)試劑和氣體的要求v 所需要的試劑為優(yōu)級(jí)純、分析純或經(jīng)蒸餾制備v 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OEA9、操作流程圖載氣空白載氣+氧氣空白分析空白空白K因子連續(xù)K因子檢查螺絲、試劑管O型圈等硬件檢查硬件檢查通過(guò)通過(guò)NoYes開(kāi)機(jī)開(kāi)機(jī)檢漏檢漏 儀器升溫穩(wěn)定儀器升溫穩(wěn)定 空白空白分析標(biāo)樣分析標(biāo)樣試樣分析試樣分析關(guān)機(jī)關(guān)機(jī)載氣選擇氧氣CSV閥底座、接

11、頭氧化管,還原管OEA10、注意事項(xiàng)v 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。v 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。v 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。v 爐子左側(cè)風(fēng)扇必須正常工作。v 開(kāi)機(jī)時(shí)必須先給氣，再開(kāi)電。v 關(guān)機(jī)時(shí)務(wù)請(qǐng)遵守關(guān)機(jī)步驟。v 開(kāi)氣瓶時(shí)，先把低壓表關(guān)死，打開(kāi)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。v 氧分析用的脫附管拆下后需密封。v 所有開(kāi)封的試劑必須放入干燥器中。v 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(pán)。OEA11、PerkinElmer 2400的特點(diǎn)v 實(shí)驗(yàn)

12、條件的自動(dòng)化優(yōu)化，自動(dòng)完成燃燒、還原等步驟，并能優(yōu)化燃燒條件；v 采用內(nèi)置固態(tài)壓力傳感器，保證壓力穩(wěn)定，不受流速、氣壓或高度變化所影響，消除因傳統(tǒng)色譜法收到壓力及流速變化對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生不良影響的可能性。v 采用前沿分離技術(shù)可獲得平臺(tái)信號(hào)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。v 內(nèi)置微機(jī)自檢程序，不斷監(jiān)察儀器電子及氣路部件，不但為每個(gè)分析模態(tài)優(yōu)化分析時(shí)間，而且大大縮減檢修時(shí)間和模態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間。v CNH模態(tài)分析時(shí)間為6分鐘，CHNS模態(tài)分析時(shí)間為8分鐘，而氧模態(tài)分析時(shí)間僅需4分鐘。v 三種分析模態(tài)轉(zhuǎn)換快，僅需不到30分鐘。v 內(nèi)置節(jié)省氣體閥門，可用于在指定時(shí)間自動(dòng)減低載氣流量。v 分析樣品結(jié)果準(zhǔn)確，時(shí)間短。配備高精度天平0.1ug。OEA有機(jī)元素分析儀的應(yīng)用環(huán)污環(huán)污