题目

气相色谱法测定乙酸乙酯，准确称取乙酸乙酯标准品0.1528(g)，稀释至一定体积后进样，测得其峰面积为6936，另外准确称取样品0.1638(g)，稀释至同样体积后进样，测得乙酸乙酯的峰面积为4491。试计算样品中乙酸乙酯的质量分数。

气相色谱法测定乙酸乙酯，准确称取乙酸乙酯标准品$0.1528\text{g}$，稀释至一定体积后进样，测得其峰面积为$6936$，另外准确称取样品$0.1638\text{g}$，稀释至同样体积后进样，测得乙酸乙酯的峰面积为$4491$。试计算样品中乙酸乙酯的质量分数。

题目解答

答案

根据气相色谱法外标法（单点校正法）的定量原理，在进样体积和稀释体积相同的情况下，被测物质的质量与其色谱峰面积成正比。 我们可以列出以下比例关系： $$ \frac{m_{\text{标准}}}{A_{\text{标准}}} = \frac{m_{\text{样品中乙酸乙酯}}}{A_{\text{样品}}} $$ 其中： * $m_{\text{标准}}$ 为标准品的质量 * $A_{\text{标准}}$ 为标准品的峰面积 * $m_{\text{样品中乙酸乙酯}}$ 为样品溶液中所含乙酸乙酯的质量 * $A_{\text{样品}}$ 为样品的峰面积 已知数据如下： * 标准品称取质量 $m_{\text{标准}} = 0.1528\text{ g}$ * 标准品峰面积 $A_{\text{标准}} = 6936$ * 样品称取质量 $m_{\text{样品}} = 0.1638\text{ g}$ * 样品中乙酸乙酯峰面积 $A_{\text{样品}} = 4491$ 首先，计算样品溶液中实际含有的乙酸乙酯的质量（$m_{\text{样品中乙酸乙酯}}$）： $$ m_{\text{样品中乙酸乙酯}} = m_{\text{标准}} \times \frac{A_{\text{样品}}}{A_{\text{标准}}} $$ $$ m_{\text{样品中乙酸乙酯}} = 0.1528\text{ g} \times \frac{4491}{6936} $$ 接着，计算样品中乙酸乙酯的质量分数（$w$）： $$ w = \frac{m_{\text{样品中乙酸乙酯}}}{m_{\text{样品}}} \times 100\% $$ $$ w = \frac{0.1528\text{ g} \times \frac{4491}{6936}}{0.1638\text{ g}} \times 100\% $$ 进行具体数值计算： $$ w = \left( \frac{0.1528}{0.1638} \right) \times \left( \frac{4491}{6936} \right) \times 100\% $$ $$ w \approx 0.932845 \times 0.647491 \times 100\% $$ $$ w \approx 0.60391 \times 100\% $$ $$ w \approx 60.39\% $$ 样品中乙酸乙酯的质量分数为 60.39%。

解析

本题考查气相色谱法外标法（单点校正法）的定量原理及质量分数的计算。解题思路是先根据外标法中物质质量与色谱峰面积成正比的关系，计算出样品溶液中乙酸乙酯的质量，再用该质量除以样品的总质量并乘以$100\%$，得到样品中乙酸乙酯的质量分数。

  1. 明确外标法的比例关系：
    在进样体积和稀释体积相同的情况下，被测物质的质量与其色谱峰面积成正比，即$\frac{m_{\text{标准}}}{A_{\text{标准}}} = \frac{m_{\text{样品中乙酸乙酯}}}{A_{\text{样品}}}$，其中$m_{\text{标准}}$为标准品的质量，$A_{\text{标准}}$为标准品的峰面积，$m_{\text{样品中乙酸乙酯}}$为样品溶液中所含乙酸乙酯的质量，$A_{\text{样品}}$为样品的峰面积。
  2. 计算样品溶液中乙酸乙酯的质量：
    由上述比例关系可得$m_{\text{样品中乙酸乙酯}} = m_{\text{标准}} \times \frac{A_{\text{样品}}}{A_{\text{标准}}}$。
    已知$m_{\text{标准}} = 0.1528\text{ g}$，$A_{\text{标准}} = 6936$，$A_{\text{样品}} = 4491$，代入可得：
    $m_{\text{样品中乙酸乙酯}} = 0.1528\text{ g} \times \frac{4491}{6936}$
  3. 计算样品中乙酸乙酯的质量分数：
    质量分数$w = \frac{m_{\text{样品中乙酸乙酯}}}{m_{\text{样品}}} \times 100\%$，其中$m_{\text{样品}} = 0.1638\text{ g}$。
    将$m_{\text{样品中乙酸乙酯}} = 0.1528\text{ g} \times \frac{4491}{6936}$代入可得：
    $w = \frac{0.1528\text{ g} \times \frac{4491}{6936}}{0.1638\text{ g}} \times 100\%=\left( \frac{0.1528}{0.1638} \right) \times \left( \frac{4491}{6936} \right) \times 100\%$
    $\frac{0.1528}{0.1638}\approx0.932845$，$\frac{4491}{6936}\approx0.647491$
    则$w\approx 0.932845 \times 0.647491 \times 100\% \approx 0.60391 \times 100\% \approx 60.39\%$