Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 2 (1108738), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Наибольшее сродство к электронам проявляют галогены, карбонильные соединения, нитрогруппы, некоторые ароматические соединения и металлы. ДЭЗ чаще всего применяют для определения пестицидов или полихлорзамещенных бифенилов. Наименее чувствителен ДЭЗ при определении углеводородов, кроме ароматических. Соединения с низким сродством к электрону можно определять, проводя наиболее подходящую реакцию дериватизации. Например, многие биологически важные вещества проявляют низкую способность к захвату электронов. Стероиды, например, холестерин, можно определить в виде хлорацетатных производных. Некоторые элементы, например, алюминий, хром, медь, бериллий, определяют на уровне нг или пю- в виде летучих трифторацетилацетоновых хелатов. Хлорид метилртути, встречающийся в тканях заболевших рыб, определяют на уровне нанограммов.
ГЛАВА 20. ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ Для детектирования отдельных веществ или элементоорганических соединений к газовому хроматографу присоединяют атомно-спектроскопический детектор. Этот мощный комбинированный прибор используют для определения различных форм токсичных элементов в объектах окружающей среды. Например, атомно-эмиссионный детектор с индуктивно связанной плазмой в потоке гелия позволяет чувствительно определить в микроволновом диапазоне летучие метильные или этильные производные ртути в тканях рыб после газохроматографического разделения. Газовые хроматографы часто сочетают с индуктивно плазменным масс-спектрометром (ИСП-МС), в котором изотопы образцов из плазмы попадают в масс-спектрометр (см. разд.
20.10 с более подробным описанием масс-спектрометрии), для чувствительного одновременного определения некоторых элементоорганических соединений или их производных. Детекторы могут быть чувствительны к концентрации определенного компонента или к массопереносу в целом. Сигнал для концентрационно-чувствительного детектора напрямую зависит от концентрации определяемого вещества и снижается в зависимости от разбавления газом-носителем. Образец в таких детекторах обычно не разрушается, а такие детекторы называют недеструктивными. К концентрационно-чувствительным типам детекторов относятся катарометр, аргоно-ионизационный детектор, детектор электронного захвата. В детекторах, реагирующих на массоперенос, сигнал пропорционален скорости, с которой молекулы веществ попадают в детектор, и не зависит от газа-носителя.
Обычно в таких детекторах происходит разрушение образца, например, в пламенно-ионизационном детекторе или пламенно-термоионном'. Иногда для повышения разрешения используют двухколоночный вариант газовой хроматографии, когда отдельные фракции газа после первой колонки поступают во вторую колонку для дальнейшего разделения. В этом случае первый детектор должен быть недеструктивным, чтобы отдельные порции газа с неполностью разделенными веществами можно было отделить и направить во вторую колонку. 20.4. Выбор рабочей температуры Выбор температуры для газохроматографического разделения представляет собой поиск компромисса между определенными факторами. Температура устройства для ввода пробы (инжектора) должна быть относительно высокой, чтобы, с одной стороны, достичь максимальной скорости испарения образца в ограниченном объеме перед вводом в колонку (и этим снизить размывание пробы и увеличить разрешение), а, с другой стороны, вещество все еще должно быть термически стабильным.
При слишком высокой температуре инжектора также может разрушиться его резиновый уплотнитель, по вызовет засорение системы его частицами. Температуру колонки приходится подбирать так, чтобы достичь компромисса между скоростью, чувствительностью и разрешением. При высоких температурах разделяемые вещества находятся преимущественно в газовой фазе Такие детекгоры в отечественной литературе называют деструктивными. — Прим. нерее. 176 20.5.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ и поэтому выходят из колонки значительно быстрее, однако разрешение при этом недостаточное. При низких температурах вещества остаются главным образом на неподвижной фазе и поэтому элюируются из колонки медленно; при этом достигается высокое разрешение, однако чувствительность определения понижается из-за размывания задних фронтов пиков.
Температура детектора должна быть достаточной для того, чтобы избежать конденсации паров образца в ячейке. Чувствительность катарометра понижается при повышении температуры, и поэтому его температуру поддерживают как можно более низкой. Разделение можно значительно улучшить, используя программирование температурного режима (или температурного градиента), и многие современные газовые хроматографы оснащены таким устройством.
Градиент температуры от низких значений к более высоким позволяет заметно ускорить процесс разделения. Прочно сорбирующиеся компоненты будут выходить из колонки быстрее при более высоких температурах. Компоненты, элюирующиеся быстро, будут лучше разделяться при более низких температурах. Температуру повышают с заранее выбранной скоростью во время проведения хроматографирования образцов либо линейно, либо экспоненциально, либо ступенчато и т. д.
В этом случае вещества, которые сложно элюировались из колонки без программирования температуры, будут выходить за разумное время. На рис. 20.6. показано разделение сложной смеси углеводородов в условиях температурного градиента.
Первые 12 газообразных или легких углеводородов разделяются и выходят из колонки при фиксированной температуре 100 'С в течение 5,5 мин, в то время как для других соединений требуется более высокая температура. После этого температуру колонки линейно повышают со скоростью 5 'С!мин в течение 20 мин до достижения 200 'С, и затем поддерживают на таком уровне до тех пор, пока последние два компонента не выйдут нз колонки. Если определяемое вещество не обладает достаточной летучестью в рабочем интервале температур, то получают его летучие производные. Например, нелетучие жирные кислоты определяют в виде летучих метиловых эфиров этих кислот.
При высоких температурах достаточно летучи некоторые галогениды, поэтому их можно определять методом газовой хроматографии. Металлы также можно определять в виде летучих производных, например, в виде хелатов с трифторацетилацетоном. 20.5. Количественные хроматографические измерения Площадь пиков элюируемых соединений на хроматограмме пропорциональна их концентрации.
Электронные интеграторы, используемые для регистрации хроматограмм в ГХ, позволяют вывести на печать площадь пиков, времена их удерживания и некоторую общую информацию. Также в отдельных случаях можно построить градуировочный график зависимости высоты пиков от концентрации компонента, который обязательно должен быть линейным. Наиболее часто для градуировки используют метод стандартных добавок, особенно в случае редко встречающихся, непривычных образцов.
Одну или несколько аликвот образца вводят в инжектор вместе с добавкой стандарта (образ- Х Е й с о Ф о о й о оО ~ ~о о о о в с о в й в 3 Е а Е вав Йво о оо в во в х в Ф Х о с, вй в Ф $ ."ЗР о 3 о сс оь о сс в в оо фвф в цсс И ово в «в Е вз $ ~.6 в о ол о ~ о < о о со $ 2 $ Ф о в о М о о о с 42 $ е а с Е в о о х в в с о а о 6 оао© ссс в >%вы О в а а а 1~1~ 1 ~!! оо1 ФЙО счл'виъ сч \ч (м сс сч сс в е в ~ о ссссо сс со в а а с- о э 'оо о с о о 'оо $ Р о й о 20.5, КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 177 ца сравнения) при известной концентрации, увеличение площади пика при этом будет пропорционально концентрации добавленного стандарта.
Метод хорош только тогда, когда время удерживания неизвестного компонента совпадает со временем удерживания стандарта (т. е. это одно и то же вещество). Более важный метод количественного анализа в хроматографии — использование внутреннего стацларта. В этом случае образец и стандарт вводят в инжектор одновременно с равным количеством такого вещества, время удерживания которого близко к времени удерживания определяемого компонента. Отношение площади пиков стандарта или определяемого вещества к площади пика внутреннего стандарта используют для построения градуировочного графика и определения концентрации определяемого компонента.
Метод позволяет нивелировать влияние некоторых физических параметров, вызванных ошибками при отборе и вводе малых (на уровне микролитров) объемов образца или незначительном изменении объема пробы и некоторых хроматографических условий. При этом относительное удерживание должно оставаться постоянным, даже если изменяют скорость потока газа-носителя. Использование электронных таблиц в градуировке по внутреннему стандарту Этанол, 95 (масса: объем) 0,020 0,050 0,100 0,150 0,200 Неизвестное содержание Площадь пика этанола 114 278 561 845 1070 782 Площадь пика пропанола 457 449 471 453 447 455 Чаше — с равным объемом пробы. — Прим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
