Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Хроматографічні методи аналізу
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2005
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
національний університет "Львівська політехніка"
хроматографічні методи аналізу
Методичні вказівки
до лабораторних робіт
з курсу “Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу”
для студентів хімічних спеціальностей
Затверджено
на засіданні кафедри
аналітичної хімії
Протокол № 1 від 31серпня 2005 р.
Львів – 2005
Хроматографічні методи аналізу: Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу “Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу”для студентів хімічних спеціальностей / Укл.: Й.Й. Ятчишин, Ф.І. Цюпко, І.П.Полюжин, М.М. Ларук, П.Й. Шаповал, Г.О. Маршалок - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2005. - 17 с.
Укладачі Ятчишин Й.Й., д-р хім. наук, проф.
Цюпко Ф.І., канд. хім. наук, доц.
Полюжин І.П., канд. техн. наук, доц.
Ларук М.М., канд. техн. наук, доц.
Шаповал П.Й., канд. хім. наук, доц.
Маршалок Г.О., канд. хім. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Борова О.Я. к.х.н., доцент
Рецензенти: Старчевський В.Л., д.х.н., професор
Семенишин Д.І., д.х.н., професор
ЗМІСТ
стор.
1. характеристика хроматографічних методів аналізу
Методи аналізу сумішей речовин, які засновані на хроматографічному розділенні, називають хроматографічними методами аналізу.
Хроматографічні методи аналізу грунтуються на відмінностях у сорбційних чи міграційних властивостях компонентів суміші в динамічних умовах і є процесами фізико-хімічного розділення компонентів рухомої фази при її русі вздовж нерухомої.
Тобто, необхідними умовами розділення є відмінність сорбційних або міграційних властивостей визначуваних компонентів і рух однієї фази вздовж іншої.
Хроматографічне розділення здійснюється внаслідок багаторазового повторення процесів сорбції і десорбції речовин при проходженні компонентів суміші в потоці рухомої фази (газу або рідини) вздовж нерухомої фази (твердого адсорбенту або рідини, нанесеної на поверхню твердого носія).
Хроматографічні методи аналізу класифікуються за такими ознаками:
за агрегатним станом рухомої фази – газова або рідинна;
за механізмом розділення – адсорбційна, розподільча, іонообмінна, осадова;
за способом переміщення компонентів проби відносно сорбенту – елюентна, фронтальна, витиснювальна хроматографія;
за способом апаратурного оформлення процесу – колонкова (насадкова, капілярна), площинна (паперова і тонкошарова).
Перевагами газохроматографічних методів аналізу є: простота апаратурного оформлення; широкі межі застосування для аналізу сумішей газів або парів рідких і твердих речовин; мала кількість проби, необхідної для аналізу (0,001 – 1 мг); висока точність (до 1 %) і чутливість (до 10-6 г); короткий час аналізу (1 – 10 хв); можливість автоматизації аналізу та безпосереднього контролю складу технологічних потоків.
Найширшого розповсюдження набула газова хроматографія з використанням процесу адсорбції на твердих пористих речовинах (силікагелях, цеолітах, активованому вугіллі, полімерах) або абсорбції на поверхні рідини. В першому випадку хроматографія називається газо-адсорбційною, в другому – газорідинною.
Як правило, розділення відбувається в колонках з внутрішнім діаметром 3-4 мм, довжиною 1-10 м, заповнених дрібними зернами адсорбенту діаметром 0,1-0,5 мм або пористим твердим носієм, на поверхню якого нанесений шар рідкого абсорбенту. Інколи абсорбент наносять на стінку довгої (20-100 м) капілярної трубки з внутрішнім діаметром 0,2-0,5 мм. В цьому випадку хроматографія називається капілярною.
На рис. 1 зображено принципову схему газового хроматографа.
EMBED Word.Picture.8
Рис. 1. Принципова схема газового хроматографа.
В потік газу-носія, що пройшов стабілізацію і очищення від води та вуглеводнів в блоці підготовки (1), через пристрій для введення проби (2) вводиться досліджувана суміш (газоподібна проба подається через газовий кран-дозатор, а рідка – мікрошприцем через випарник). Потік газу-носія переносить суміш речовин проби в хроматографічну колонку (3), де здійснюється їх розділення за рахунок багаторазового повторювання процесів сорбції компонентів суміші з потоку сорбентом і десорбції їх в потік свіжої порції газу-носія. Ефект розділення досягається за рахунок різної швидкості руху компонентів вздовж колонки, яка зумовлена різними сорбційними властивостями складових аналізованої суміші.
Внаслідок цього з хроматографічної колонки послідовно виходять бінарні суміші газу-носія та окремих компонентів проби, що розділені проміжками практично чистого газу-носія, які далі потрапляють в детектор (4). Детектор фіксує залежність фізичних властивостей суміші (теплопровідність, електропровідність, поглинання світла і т.д.) від концентрації компонентів. Електричний сигнал детектора зображується у вигляді хроматограми (рис. 2) за допомогою реєстраційного пристрою (5) (самописець, комп’ютер).
EMBED Word.Picture.8
Рис. 2. Хроматограма суміші трьох компонентів.
1 – пік компоненту, що практично не сорбується; 2 – пік менш сорбційно-здатного компоненту; 3 – пік більш сорбційно-здатного компоненту.
При відсутності аналізованого компоненту в потоці газу-носія на реєстраційному пристрої фіксується базова лінія. При проходженні через детектор бінарної суміші газу-носія з аналізованим компонентом відбувається відхилення від базової лінії у вигляді піку на відстань, пропорційну концентрації цього компоненту. Таким чином фіксується ряд піків, число яких дорівнює кількості компонентів суміші. Цей запис називається хроматограмою. За результатами вимірювання параметрів хроматографічних піків здійснюється якісний та кількісний аналіз сумішей речовин.
2. якісний хроматографічний аналіз
На хроматограмі вимірюють параметри утримування: відстань утримування (lr, мм) для кожного компонета досліджуваної суміші і несорбованого газу (l0, мм). Якщо відома швидкість руху діаграмної стрічки (b, мм/с) та витрата газу-носія (F, мл/с), то можна порахувати час (tr, c) і об’єм (Vr, мл) утримування:
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 .
Об’єм утримування – це об’єм газу-носія, який проходить через хроматографічну колонку від моменту введення проби до моменту появи на хроматограмі максимуму піку.
Час утримування може бути виміряний за допомогою секундоміра. Параметри утримування залежать не тільки від характеристики колонки та умов хроматографування, але і від конструкції хроматографа: величин так званих мертвих об’ємів – з’єднуючих ліній між дозатором і колонками, між колонками і детектором. Параметри утримування несорбованого газу (V0, t0, l0) дають можливість оцінити величину мертвих об’ємів. Тому обчислюють виправлені параметри утримування (Vr´, tr´, lr´), які не залежать від конструкції хроматографа:
EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 .
Виправлені параметри утримування використовують у якісному хроматографічному аналізі при розрахунку індексів Ковача.
Найпростішим методом якісного хроматографічного аналізу є порівняння параметрів утримування. Якщо параметри утримування відомої речовини співпадають з параметрами утримування якогось піку в досліджуваному зразку при однакових умовах хроматографування, то можна сподіватися, що ця речовина присутня в пробі. Від’ємний результат є однозначним, тоді як позитивний не дозволяє зробити впевненого висновку про присутність відомої речовини в аналізованій суміші, оскільки різні речовини можуть мати однакові сорбційні властивості при певних умовах хроматографування.
Для надійнішої ідентифікації застосовують хроматографування досліджуваної проби і відомої речовини на колонках, заповнених нерухомим фазами з неоднаковими властивостями (наприклад, з різними полярностями). Однозначні висновки про присутність тієї чи іншої речовини в пробі можна зробити, визначаючи хімічні або фізичні властивості хроматографічно виділених речовин за допомогою інших методів аналізу (мас-спектрометрія, ІЧ-спектроскопія).
3. кількісний хроматографічний аналіз
Основою кількісного аналізу є залежність між кількісними характеристиками хроматогра фічних піків та концентрацією або кількістю речовини, яка введена в хроматограф.
Кількісними параметрами хроматографічного піку (Р) є:
h – висота піку, яка дорівнює величині перпендикуляру, опущеного з вершини піку на базову лінію;
S – площа піку, тобто площа фігури, обмеженої контуром піку і продовженням нульової (базової) лінії. Площа піку приблизно дорівнює площі рівнобедреного трикутника і обчислюється як добуток висоти на ширину піку, виміряну на рівні половини його висоти:
EMBED Equation.3 .
При певних умовах роботи детектора спостерігається лінійна залежність між кількісними параметрами (Р) та кількістю речовини в пробі:
EMBED Equation.3 ,
де k – коефіцієнт пропорційності;
gi – кількість і-того компоненту, введеного в хроматограф з пробою.
Якщо у хроматограф вводити кожен раз абсолютно однакову кількість проби, то кількість кожного компонента буде пропорційною концентрації (Сі) цього компонента в суміші, тобто:
EMBED Equation.3 (1)
Метод кількісного аналізу, який використовує цю залежність, називається методом абсолют ного калібрування і застосовується для аналізу сумішей газоподібних речовин, оскільки хроматографи обладнані дозаторами, які дозволяють вводити однакові об’єми газової проби.
При аналізі сумішей рідин чи твердих зразків, коли практично неможливо ввести двічі однакову кількість проби мікрошприцем, використовують непрямі (відносні) методи калібрування: метод внутрішньої нормалізації і метод внутрішнього стандарту.
3.1. Метод абсолютного калібрування
Кількісні характеристики хроматографічного піку залежать від кількості аналізованої речовини, введеної з пробою в хроматограф.
Метод абсолютного калібрування полягає в приготуванні штучних газових сумішей з відомою концентрацією аналізованого компонента і побудові графічної залежності кількісного параметру хроматографічного піку (Р) від концентрації (С) при постійній величині проби за результатами їх хроматографування.
Якщо ця залежність не лінійна, потрібно користуватися калібрувальним графіком.
Коли залежність сигналу детектора від концентрації лінійна і проходить через початок координат, можна розрахувати калібрувальний коефіцієнт (k) при хроматографуванні суміші відомого складу безпосередньо перед аналізом досліджуваної суміші:
EMBED Equation.3 (2),
де Рі – висота або площа піку при хроматографуванні калібрувальної суміші з концентрацією С для визначуваного і-того компоненту.
Невідому концентрацію можна визначити за формулою:
EMBED Equation.3 (3).
Найважливішими вимогами до виконання кількісного аналізу за методом абсолютного калібрування є точність і відтворення дозування проби та дотримання постійності умов хрома тографування при калібруванні приладу і при аналізі. Тому найчастіше метод використо вується для визначення складу газових сумішей, де дозування здійснюється краном-дозатором, який забезпечує дотримання вказаних умов.
3.2. Метод внутрішньої нормалізації
Цей метод використовується за умови, коли всі компоненти аналізованої проби розділяються, потрапляють в детектор і дають там електричний сигнал. Сума концентрацій всіх компонентів проби дорівнює 100 %. Для n-компонентної суміші можна записати:
EMBED Equation.3 .
З врахуванням рівняння (1), одержимо:
EMBED Equation.3 .
Концентрація і-того компоненту визначається за формулою:
EMBED Equation.3 .
Розділивши чисельник і знаменник дробу на калібрувальний коефіцієнт однієї з речовин, яку приймають за стандарт, одержимо:
EMBED Equation.3 .
Множники перед величиною піків окремих компонентів називаються нормувальними. Вони відображають різну чутливість детектора до цих речовин в порівнянні зі стандартом, тобто:
EMBED Equation.3 .
Нормувальний множник речовини, вибраної як стандарт, дорівнює 1.
Концентрацію будь-якого компонента аналізованої суміші визначають за формулою:
EMBED Equation.3 . (4)
Нормувальні множники речовин відносно стандартної речовини знаходять експериментально, хроматографуючи штучні суміші з відомими концентраціями компонентів, за формулою:
EMBED Equation.3 (5).
Перевага методу внутрішньої нормалізації полягає у виключенні необхідності точного дозування проби. Недоліком методу є те, що всі компоненти суміші повинні розділятися і для них всіх треба визначити нормувальні множники.
3.3. Метод внутрішнього стандарту
Цей метод передбачає додавання до визначеної кількості аналізованої суміші (gсум) відомої кількості внутрішнього стандарту (gст) – речовини, яка не міститься в досліджуваному зразку. Концентрацію компонентів в аналізованій пробі знаходять за формулою:
EMBED Equation.3 (6),
де Pix, Pxст – виміряні кількісні параметри хроматографічних піків і-того компоненту і стандартної речовини;
ki – калібрувальний множник для визначуваної сполуки відносно речовини внутрішнього стандарту;
gxст, gxсум – маси стандартної речовини та аналізованої проби, зважені і змішані перед виконанням аналізу.
Метод внутрішнього стандарту має переваги перед двома попередніми, тому що при його використанні немає необхідності у визначенні повного складу суміші і результати аналізу не залежать від величини проби. Але він потребує виконання допоміжних операцій з підбору і додавання стандартної речовини.
4. лабораторні роботи
4.1. Лабораторна робота № 1.
Визначення кількісного складу суміші газів методом абсолютного калібрування
Для проведення аналізу цим методом готують стандартні суміші (див. п. 4.2.1), одержують для них хроматограми та обчислюють калібрувальний коефіцієнт (ki) за кількісною характеристикою хроматографічного піку (Pi) і концентрацією аналізованого компоненту (Сi) за формулою (2). Потім хроматографують аналізовану суміш і, виходячи з обчисленої величини ki, розраховують концентрацію аналізованого компоненту за формулою (3).
Виконання роботи. Вмикають хроматограф і встановлюють заданий викладачем режим його роботи. Після досягнення заданого режиму записують параметри за формою:
Вводять приготовану калібрувальну суміш в хроматограф за допомогою газового крана-дозатора і записують хроматограму. Цю операцію повторюють три рази. Потім готують другу калібрувальну суміш шляхом розбавлення початкової, обчислюють її концентрацію (див. п. 4.2.2) і також хроматографують її три рази. Операції розбавлення сумішей і їх хроматографування повторюють 2-3 рази за вказівкою викладача.
Результати вимірювань висот піків кожного компоненту калібрувальних сумішей записують у таблицю:
За даними попередньої таблиці будують калібрувальний графік залежності (hсер) від (С). Якщо калібрувальний графік буде прямою, яка проходить через початок координат, то для кожного компонента суміші розраховують калібрувальний коефіцієнт за формулою (2) і розраховують похибку у визначенні (k). Результати розрахунків похибок для кожного компонента записують в таблицю:
Інтервал надійності або точність прямого виміру знаходять за формулою:
EMBED Equation.3 ; EMBED Equation.3 ,
де EMBED Equation.3 – критерій Стьюдента, який знаходять за таблицями для вибраних значень α і (n-1).
α – достовірність, для якої визначається інтервал надійності. Звичайно її приймають 0,95;
(n-1) – число ступенів свободи експерименту (число паралельних вимірювань мінус одиниця).
При n = 3 і α = 0,95 критерій Стьюдента складає: EMBED Equation.3 = 4,303.
Відносну похибку визначають за формулою:
EMBED Equation.3 .
Таким чином знаходять значення калібрувального коефіцієнту:
EMBED Equation.3 .
Далі у хроматограф вводять аналізовану суміш і записують хроматограми, повторюючи цю процедуру тричі. Після закінчення хроматографування проводять вимірювання висот піків (hi) аналізованих компонентів в усіх сумішах.
Результати вимірювань хроматографічних піків аналізованої суміші записують в таблицю:
Концентрації компонентів суміші розраховують, використовуючи середні значення калібрувальних коефіцієнтів. Паралельно визначають концентрації компонентів за допомогою калібрувального графіка.
4.2. Приготування газових калібрувальних сумішей
Газові калібрувальні суміші готують у скляних чи металевих газометрах, які обладнані манометрами та запірною арматурою. Для приготування сумішей використовують чисті газоподібні речовини, які знаходяться в балонах під тиском, або леткі рідини. Концентрації приготованих сумішей виражаються в об’ємних або мольних відсотках і розраховуються за законами для ідеальних газів.
4.2.1. Приготування калібрувальної суміші з чистих компонентів. Суміш готують у скляній ємності з ртутним мановакуумметром. Попередньо ємність вакуумують до вакууму 600-650 мм.рт.ст. і заповнюють повітрям. Операцію вакуумування і заповнення повітрям повторюють кілька разів. Після останнього вакуумування записують показ манометра (Р1), приєднують до крана балон з чистим газом і, повільно відкриваючи кран, впускають газ в ємність. Після цього записують показ манометра (Р2). Аналогічно вводять наступний компонент, кожен раз фіксуючи покази манометра. Далі в ємність вводять азот або повітря для створення надлишкового тиску (Рнадл) і розраховують концентрації газів за формулою:
EMBED Equation.3 % (об.),
де EMBED Equation.3 – парціальний тиск досліджуваного газу;
EMBED Equation.3 – абсолютний тиск в ємності після приготування суміші;
С0 – концентрація основної речовини в газі, який використовують для приготування суміші, об. %;
Р0 – атмосферний тиск (вимірюється за допомогою барометра).
4.2.2. Розбавлення сумішей. Здійснюється введенням додаткової кількості газу, який не містить досліджуваних компонентів, у ємність з калібрувальною сумішшю. Замір значень абсолютного тиску газу у газометрі до розбавлення (Р΄надл) і після розбавлення (Р΄΄надл) дозволяє розрахувати концентрації компонентів в розбавленій суміші за формулою:
EMBED Equation.3 ,
де С0 – концентрація компонента у вихідній суміші, % (об.).
4.3. Лабораторна робота № 2.
Встановлення якісного складу суміші рідин та визначення концентрації компонентів методом внутрішньої нормалізації
Виконання роботи.
4.3.1. Якісний аналіз.
Вмикають хроматограф і встановлюють заданий викладачем режим роботи. Після досягнення заданого режиму записують параметри за формою, наведеною в роботі № 4.1.
Спочатку в хроматограф вводять три рази по 1-3 мкл аналізованої проби, фіксуючи момент введення проби вмиканням секундоміра або на стрічці самописця. Для вимірювання часу утримування визначають проміжок часу від моменту введення проби до появи максимуму кожного піку. Результати записують у таблицю 1, залишаючи третю колонку не заповненою.
Таблиця 1
Параметри утримування компонентів аналізованої проби
Після цього в хроматограф вводять по 1 мкл індивідуальних розчинників, присутність яких передбачають в аналізованій пробі. Фіксують часи утримування і результати записують в таблицю 2.
Таблиця 2
Параметри утримування індивідуальних речовин
Порівнюючи параметри утримування піків аналізованої проби з параметрами утримування індивідуальних речовин, встановлюють якісний склад суміші, який записують у третю колонку таблиці 1.
4.3.2. Кількісний аналіз.
Після встановлення якісного складу досліджуваної суміші готують з чистих індивідуальних речовин калібрувальну суміш. Для цього зважують на аналітичних вагах чисту і суху баночку з корком. По черзі вносять у неї визначену викладачем кількість індивідуальних речовин, зважуючи її після кожного додавання. Загальний об’єм суміші не повинен перевищувати 1 – 1,5 мл. Далі розраховують процентний вміст калібрувальної суміші і три рази вводять проби об’ємом 2-3 мкл у хроматограф, фіксуючи хроматограми. Одержані для калібрувальної суміші результати записують у таблицю 3.
Таблиця 3
Для розрахунку нормувальних множників (f) один з компонентів суміші за вказівкою викладача приймають як стандартний, для якого f=1. Для всіх інших компонентів нормувальні множники розраховують за формулою 5 (ст. 8). Кількісну характеристику хроматографічного піку Р (висоту чи площу) приймають за вказівкою викладача. В останню графу таблиці 3 записують середні арифметичні значення нормувальних множників, які далі використовують для розрахунку вмісту компонентів у досліджуваній суміші (за формулою (4), ст.8).
Результати вимірювання висот піків і розрахованих концентрацій досліджуваної суміші записують у таблицю 4.
Таблиця 4
4.4. Лабораторна робота № 3.
Визначення кількісного складу суміші методом внутрішнього стандарту
Метод внутрішнього стандарту використовується у тих випадках, коли неможливо зафіксувати піки всіх компонентів при допомозі хроматографа або немає необхідності визначати концентрації всіх компонентів суміші.
Виконання роботи.
Вмикають хроматограф і встановлюють заданий викладачем режим роботи. Після досягнення заданого режиму записують параметри за формою, наведеною в роботі №1.
В окремій посудині готують калібрувальну суміш, яка складається з окремих компонентів досліджуваної суміші і речовини-стандарту. 2-3 мкл цієї суміші тричі вводять в хроматограф і фіксують її хроматограми. Методика приготування калібрувальних сумішей, запису результатів і розрахунку нормувальних множників наведена в розділі 4.3.
Результати вимірювань записують у таблицю.
Таблиця
Концентрації визначуваних компонентів (Cix) досліджуваної суміші розраховують за формулою (6) (ст. 8). Кількісну характеристику хроматографічних піків (Р) беруть за вказівкою викладача.
5. Задачі для підготовки до колоквіуму
1. Визначити концентрацію кисню в газовій суміші, якщо висота його хроматографічного піку дорівнює 30 мм. При хроматографуванні калібрувальних сумішей з вмістом кисню 0,1; 0,2; 0,3; і 0,4 % (об.) висоти піків становили 5, 23, 41 і 59 мм, відповідно.
Відповідь: 0,24 % (об.).
2. Визначити концентрацію метану в газовій суміші, якщо висота його хроматографічного піку дорівнює 110 мм (М 1:1). Висота піку метану при аналізі калібрувальної суміші з концентрацією метану 13,6 % (об.) дорівнює 145 мм (М 1:2) (залежність висоти піку від концентрації метану прямопропорційна).
Відповідь: 5,16 % (об.).
3. Визначити кількісний склад розчинника РC-1, якщо висоти хроматографічних піків бутилацетату, толуолу і ксилолу становлять відповідно 212 (М 1:5), 224 (М 1:5) і 104 (М 1:1). При хроматографуванні штучної суміші з вмістом бутилацетату – 20 %, толуолу – 30 % і ксилолу – 50 % висоти хроматографічних піків відповідних компонентів становили 144 (М 1:5), 112 (М 1:5), 104 (М 1:5).
Відповідь: Сбутилацетату = 29,6 %, Столуолу = 60,3 %, Сксилолу = 10,1 %.
4. Визначити вміст води (ω, %) в ацетоні з використанням метилетилкетону (МЕК) як внутрішнього стандарту. При хроматографуванні суміші 10,5400 г ацетону з 0,1250 г МЕК площі хроматографічних піків води і МЕК дорівнювали відповідно 100 (М 1:1) і 145 (М 1:2) мм2. Калібрувальна суміш води і МЕК з концентрацією 6 % МЕК дає площі піків води і МЕК 141 (М 1:200) і 174 (М 1:10) мм2, відповідно.
Відповідь: ω = 0,395 %.
5. Визначити об’ємну долю (ω, %) компонентів газової суміші за такими даними:
Відповідь: ωпропану = 28,86 %, ωбутану = 33,47 %, ωпентану = 30,46 %, ωазоту = 7,21 %.
6. При визначенні фурфуролу в суміші (gсум = 8,4000 г) площу його піку порівнювали з площею піку о-ксилолу, який використовували як внутрішній стандарт (gст = 0,1200 г). Для стандартного взірця, який містить 25 % фурфуролу і досліджуваного взірця одержали з хроматограм такі площі піків:
Визначити масову долю (ω, %) фурфуролу в досліджуваному взірці.
Відповідь: А) ω = 0,910 %; В) ω = 0,722 %; С) ω = 1,860 %.
7. Реакційну масу після нітрування толуолу проаналізували методом газорідинної хроматографії з використанням етилбензолу (ЕБ) як внутрішнього стандарту. Визначити масову долю (ω, %) не прореагованого толуолу за такими експериментальними даними:
Відповідь: А) ω = 8,47 %; В) ω = 4,70 %; С) ω = 3,60 %.
8. Аналіз суміші газів на хроматографі показав, що компоненти А, В і С утримувалися в хроматографічній колонці протягом: А – 65 с, В – 98 с, С – 2 хв 15 с. Ширина піків на половині висоти : А – 1,05 мм, В – 1,53 мм, С – 3,8 мм. Знайти висоту, еквівалентну теоретичній тарілці (ВЕЕТ), для компонентів А і В та число теоретичних тарілок для компоненту С. Довжина колонки – 1,5 м. Швидкість руху стрічки самописця – 720 мм/год.
9. Обчислити наближені значення концентрації кисню в газовій суміші, якщо відома висота його хроматографічного піку. При аналізі повітря в тих самих умовах пік кисню дорівнював 142 мм.
10. Визначити вміст води в бутиловому спирті за результатами двох наважок: 8,345 г надводного шару (20 0С) з додаванням 0,532 г ацетону як внутрішнього стандарту (Проба № 1) і 5,154 г досліджуваного спирту з додаванням 0,254 г ацетону (Проба № 2) (див. таблицю). Розчинність води в бутиловому спирті при 20 0С складає 6 %.
11. Оцініть вміст води в ацетоні (Проба № 1) у % мас. за результатами аналізу суміші, приготованої з однакових об’ємів чистого ацетону і води (Проба № 2).
Густина ацетону: d = 0,79 г/см3.
12. При аналізі органічної сполуки була встановлена відстань утримування: l=17 мм. Ідентифікувати цю сполуку, якщо при хроматографуванні індивідуальних речовин в цих же умовах їх часи утримування становили відповідно: етанол - 0'56"; хлороформ - 1'24"; толуол - 2'56"; СCl4 - 3'10"; кумол - 4'44". Швидкість руху діаграмної стрічки 720 мм/год.
13. Розрахувати коефіцієнт розділення, критерій розділення та коефіцієнт селективності для хроматографічних піків з часами утримування tR (1)=2 хв 23 сек і tR (2)=2 хв 40 сек та з ширинами на половині висоти ω0,5 (1)=1,5 мм ω0,5 (2)=1,7 мм. Швидкість руху стрічки реєстратора - 6 мм/хв. Час утримування несорбованого компоненту - 45 сек.
14. Розрахувати кількість теоретичних тарілок та висоту, еквівалентну теоретичній тарілці, якщо на колонці довжиною 2,5 метри в оптимальних умовах хроматографування одержали коефіцієнт селективності для двох піків - КС = 0,04 і критерій розділення RS =0,7.
15. Розрахувати логарифмічні індекси Ковача та ідентифікувати невідому речовину за даними для часів утримування: нормальних вуглеводнів С7 Н16 - 3 хв 28 сек ; С8 Н18 - 5 хв 12 сек; невідомої речовини - 4 хв 31 сек, інертної речовини - 35 сек. Табличні індекси Ковача для деяких речовин: пентанол - 700,3; 1-бромбутан - 716,8; гексанон-2 - 729,4; 1-хлорпентан - 732,2; толуол - 766,8; октен-1 - 783,7.
6. питання для підготовки до колоквіуму
В чому полягає хроматографічний метод аналізу?
В чому суть хроматографічного розділення за методами: а) газо-адсорбційної хроматографії; б) газо-абсорбційної хроматографії; в) розподільчої рідинної; г) газо-рідинної; д) тонкошарової; е) іоно-обмінної? Області застосування, переваги та недоліки цих методів аналізу.
Класифікація хроматографічних методів аналізу.
Блок-схема газового хроматографа.
Теорія лінійної рівноважної газової хроматографії з повздовжньою дифузією.
Теорія нерівноважної газової хроматографії.
Теорія тарілок в хроматографії.
Залежність висоти, еквівалентної теоретичній тарілці, від швидкості газу-носія. Рівняння Ван-Деемтера.
Вплив основних факторів на ВЕТТ.
Час утримування, віддаль утримування і об’єм утримування в хроматографічному аналізі. Методи якісного хроматографічного аналізу.
Використання логарифмічних індексів Ковача в хроматографічному аналізі.
Кількісний хроматографічний аналіз рідин і газів.
Метод абсолютного калібрування.
Метод внутрішньої нормалізації.
Метод внутрішнього стандарту.
Вплив основних факторів на чіткість розділення компонентів.
Поняття про критерій розділення в хроматографічному аналізі.
Хроматографічний аналіз з програмуванням температури.
Основні принципи детектування в газовій хроматографії.
Види детекторів для газової хроматографії і вимоги до них.
7. Рекомендована література
Столяров Б.В.,Савинов И.М.,Витенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии: Учеб.пособие для вузов / Под ред. Б.В.Иоффе.- 3-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1988.- 336 с.
Васильев В.П. Аналитическая химия. Ч.2. Физико-химические методы анализа. Учебник для химико-технологических специальностей вузов.- Москва: Высшая школа.- 1989.- 384 с.
Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. Учебник для химико-технологических специальностей вузов.- Москва: Химия. - 1974.- 536 с.
Практическое руководство по физико-химическим методам анализа /Под ред. И.П.Алимарина, В.М.Иванова. - Москва: Изд-во Моск.ун-та. 1987. -208 с.
Практикум по физико-химическим методам анализа / Под ред. Петрухина О.М. – Москва: Химия, 1987. – 248 с.
Физико-химические методы анализа. Практическое руководство: учебное пособие для вузов / Под ред. В.Б. Алесковского – Л.: Химия, 1988. – 376 с.
Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия : В двух книгах: кн. 2- М.: Химия, 1990. – С. 481-846.
Гольберт К.А.,Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматографию.- 3-е изд.,перераб. и доп.-Москва: Химия.- 1990.- 352 с.
Айвазов Б.В. Основы газовой хроматографии. - Москва: Высшая школа, 1977.
Лурье А.А. Хроматографические материалы (справ.). Москва: Химия.-1978.- 440 с.
НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ
хроматографічні методи аналізу
Методичні вказівки
до лабораторних робіт
з курсу “Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу”
для студентів хімічних спеціальностей
Укладачі Ятчишин Йосип Йосипович
Цюпко Федір Іванович
Полюжин Ігор Петрович
Ларук Марта Миронівна
Шаповал Павло Йосифович
Маршалок Галина Олексіївна
Редактор
Комп’ютерне складання
Здано у видавництво ____ Підписано до друку ________
Формат 70х100/16. Папір офсетний. Друк на різографі.
Умовн.друк. арк. ___ Обл.-вид. Арк._______
Наклад____ прим. Зам.______
Видавництво Національного університету "Львівська політехніка"
Поліграфічний центр
Видавництво Національного університету "Львівська політехніка"
вул. Ф.Колесси, 2, 79000, Львів
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора