 |
Количественный анализ неизвестных компонентов сложной смеси на хроматографе с двумя детекторами.
|
|
|
|
Цель работы: осуществить количественный анализ компонентов сложной смеси, содержащей насыщенные линейные или циклические углеводороды, арены и алканолы нормального и изостроения.
1. Введение
Количественное содержание неизвестных компонентов смеси определяют по хроматограммам двух детекторов, соединенных последовательно к выходу разделительной колонки с неполярной неподвижной фазой. Для количественного анализа используют градуировочную зависимость хроматографа по н – алканам для каждого детектора
, (1)
где 
и 
- относительные мольные чувствительности (обратная величина мольного коэффициента) детектора ДТП (индекс 1) и ПИД (индекс 2) относительно бензола; 
и 
- индексы чувствительности i – компонента для ДТП и ПИД соответственно.
20. Порядок выполнения работы
2.1. Работа выполняется на хроматографе с колонкой (
), заполненной неполярной неподвижной фазой (15% масс. апиезон – L на силанизированном хроматоне № – AW – HMDS, зернением 0,16 – 0,25 мм). На выходе колонки последовательно включены два детектора ДТП и ПИД. Газ – носитель – электролитический водород.
Условия хроматографического анализа:
Температура термостата колонки, 
C, - 120
Температура испарителя, °C, - 150
Температура детектора ДТП, °C - 120
Расход водорода на выходе, см3/мин - 20
Избыточное давление водорода на входе колонки, кгс/см2 - 0,4
Объем вводимой пробы, мкл, не более - 
2.2 Исследуемая смесь содержит четыре неизвестных компонента, которые принадлежат к различным классам органических соединений (см. цель работы). В исследуемую смесь добавлен в качестве стандартного вещества сравнения бензол для расчета 
(см. уравнение (2), работа 4.5.).
2.3.Градуировка по н- алканам
|
|
|
Смесь н – алканов (бутан, пентан, гексан, гептан, октан) хроматографируют и определяют 
каждого гомолога. По результатам анализа смеси н – алканов определяют мертвое время 
(см. работу 4.5., рис 1).
2.4. Анализ неизвестных компонентов исследуемой смеси.
· Определяют и рассчитывают 
(приведенное время удерживания) для каждого компонента.
· Определяют логарифмический индекс Ковача для всех компонентов
(2)
где 
, 
и 
- приведенные времена удерживания i – компонента смеси и соседних гомологов н – алканов с числом углеродных атомов в молекуле Z и Z+1 соответственно.
· Определяют площадь пика каждого компонента 
.
· Определяют относительный коэффициент чувствительности двух детекторов для i – компонента относительно стандартного вещества сравнения бензола
, (3)
где 
и 
- площадь пика стандарта – бензола на хроматограммах ДТП (индекс верхний (1)) и ПИД (верхний индекс (2)); 
и 
- площади пиков i – компонента на хроматограммах ДТП и ПИД соответственно.
2.5. Определение индексов чувствительности неизвестных компонентов для каждого детектора
Подставляя значения 
и 
из уравнения (1) в уравнение (3) получим уравнение для расчета индексов чувствительности и
, (4)
Уравнение (4) содержит две неизвестные величины и поэтому оно имеет бесконечное множество решений. Для получения единственного решения используют метод подбора, включающий дополнительную информацию об индексе удерживания i – компонента неполярной неподвижной фазой, а также следующие закономерности из литературных данных:
1) Индекс чувствительности ДТП для углеводородов и неуглеводородов либо равен индексу удерживания, либо больше или меньше его на единицу.
; 
; 
)
2) Индекс чувствительности ПИД или равен индексу удерживания, или меньше его на единицу.
Для углеводородов:
; 
Для неуглеводородов:
; 
; 
и в отдельных случаях 
.
3) Индекс удерживания 
и индексы чувствительности и характеризуют i – ое вещество, приравнивая его свойства к свойствам гипотетических н – алканов. Следовательно, можно определить индекс чувствительности по среднему из двух крайних значений в пределах «предпочтительной пары» соседних гомологов – стандартов (т.е. в пределах 
).
|
|
|
Алгоритм решения уравнения (4) методом подбора (см. п.1.1., работа 4.7.)
2.6. Мольные коэффициенты чувствительности ДТП и ПИД определяют по полученным значениям индексов чувствительности, подставляя их в уравнение (1).
2.7. Расчет концентраций всех компонентов смеси включая стандартное вещество (бензол)
(5)
Расчет концентраций проводят методом внутренней нормализации по уравнениям (5), где 
- число пиков на хроматограммах ДТП и ПИД. Из полученных значений 
вычисляют разность 
по каждому компоненту. Эта разность должна быть 
, где 
- предел прецизионности (сходимости) в условиях повторяемости, который определяется из выборки 
по уравнению (см. уравнение (6) п.1 раздела Введение).
Выводы:
1. Констатация в соответствие с целью работы
2. Чем вызваны расхождения в концентрациях i-го компонента, рассчитанных по уравнениям (5).
|
|
|
