Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (PDF) (1109656), страница 35
Текст из файла (страница 35)
197 Решение. Рассчитываем всправлеавые времена углеводородов по формуле (7 2) ови равны: л.гексаиа 7,91 ьащ и-окгааа — 12,49 мии; Мà — 10,68 мии; Цà — 11,47 ыив. Далее по йюрмуле (729) рассчитываем зиачеввя ивдексов Ковача: 1810.68 — 18 7,911 Умг 100 7+ ~ 766. 1812„49-187,91 1811,47-187,91 1 Уцг=)ОО 7+ — ' ' ~=781.
18 1249-18 11,47 ~ Весьма полезно применение корреляционных зависимостей параметров удерживания от различных свойств веществ: числа атомов углерода в молекуле, температуры кипения и т. д.: 1йул=а+Ьл; 1йул — — а+ЬТ 1й )'л — — а+Ьл; 1й 'ел= а+ЬТ Кроме того, используют сопоставление сигналов хроматографических детекторов различного принципа действия (универсальных и селективных), что позволяет избежать ошибок при определении соединений различных классов (например, предельных углеводородов и их галогенпроизводных), имеющих одинаковое время удерживания на, данной колонке. Пример В.
Определите удерииваемый объем н-певтаиола, если при 77 С в скорости патока газа-иосвтеля 90 мя/мив ва сорбевте хроматои Х А те' ОМСЯ, покрытом Сагьовах 1500, получевы слсдуюшве времена удерииаавия спиртов: метанол— 'тг„З с; зтавол — 126 с; бутаиол — 509 с Пик веудерживаемого комповевта появляется иа хроматограмме через 30 с. Реиилтте. Длк решения задачи воспользуемся заввсвмостью 18тл'= +Ьл, где л — чжао атомов углерода в спирте. Составам вспомогательиую таблвпу: Используя лалвые таблвпы, составам систему уравиевайт 1,63=а+Ь 1,93 = о+ 2Ь 2,68=л+4Ь совмествое решевие этих уравнений дает, что Ь=0,35; а=1,28, те.
удериивавве спиртов описывается уравиеивем: г.леаоаательво, 1Вгл (и-певтавола) 1,28+035 5=3,03, агл — — 1071,5 с; тогда !л= м1071,5+30=1101,5 с=!8,36 мвв. Откуда 'гл !ар=18,36 мвв 90 мл/мак=1652 мл. Задачу мовво решать в графвческв. 7.4. Методы количественного анализа в хроматографии х!н х, %= — 100. н Ев/! ! (7ЗО) Првмер 9.
Рассчитайте массовую долю (%) гексава, гептава, октава в вовава а смеси по следую!лам данным: Реличам. Используе формулу (7.30), проводам расчет: Е (Я /д =40 х О 70+ 55 х О 72+ 70 х О 75+ 45 х 0 ВО= 156,1; сь нам, % =(40 х 0,70/156,1) 100=17,93; со„,~ „% = (55 х 0 72/156,1) 100 = 25 37. шьыь„„% = (70 х 0,75/156,1) 100 = 33,63; шномнм % = (45 х 0,80/156,1) 100 = 23,06. Количественный анализ проводят одним из трех методов: абсол!отпой калибровки, внутренней нормализации и внутреннего стандарта.
Метод абсолютной калибровки обычно предполагает построение градуировочного графика по стандартным смесям, как и в других физических методах. В методе внутренней нормализации предполагается, что пики всех возможных компонентов смеси зафиксированы на хроматограмме, и сумма их плошадей (Ю) равна 100%. Различие в чувствительности детектора к разным компонентам учитывается введением поправочных коэффициентов (/;).
Расчет ведут по формуле: Метод енуогреннего ппандарта предусматривает введение в ава лизируемый образец известного количества стандартного соеди пения, хроматографирование полученной смеси и расчет по фор. муле: Я~ сг= — /ссн, Яе (7.31) где с — концентрация внутреннего стандарта, введенного в пробу. /с= Ю„сг/(Юг сн) (7.32) — поправочный коэффициент, который рассчитывагот для смеси стандартного и определяемого веществ известного состава.
/г= Ьц//~гезгем 4 20/4.70 = 0 09. ковцевтрацвго толуола в авалнзвруемой смесн рассчнгыеаем по формуле (7З1): ге з % Лс,А н /Ь = =0,89 0,045'5,21/4,11 0,051. Задачи 1. Пик соединения Х на хроматограмме обнаружен через 15 мии после введения пробы, пик неудерживаемого компонента У появился через 1,32 мин.
Пик вещества Х имеет форму гауссовой кривой с шириной у основания 24,2 с. Длина колонки — 40,2 см. Объем стационарной фазы — 9,9 мл, подвижной — 12,3 мл. Рассчитайте: а) число теоретических тарелок колонки; б) высоту, эквивалентнуго теоретической тарелке (что характеризует эта величина?); в) коэффициент удерживания соединения Х; г) коэффициент распределения соединения Х; д) разрешение пиков соединений Х и г. (2 удержиыется слабее), если коэффициент селективности Х по отвошевиго к л.
равен 1,011. Нарисуйте хроматограмму. Опзееик /ч'=2,2 10; Н=0,0183 мм; /2=0,088; Ю=12,87; Я,=0,41. Првмер 10. Прн газохроматографнчесхом анализе очюлеввого продукта ва содернавве голуола в качестве ввугреннего стандарта использовали трою-бутвлбензол (нагон-ББ). Вначале прозвав анализ стандартной смеси, содернащей по 0,050% (масс.) толуола в щрегл-ББ, н получнлв хроматогрефвческне пвкн высотой 4,70 н 4,Ю см соответственно. Прн аналнзе продукта ввела 0,045% (масс.) стандарта н получили хроматограмму, на которой высоты пиков толуола н огрею-ББ состаенлн 5,21 н 4,11 см соответственно. Какова массовая дола (%) толуола в пробе? Решение.
Рассчнгыааем попралочный козффнцвенг по формуле (7.32), вспользуа вместо площадей пахов вх высоты. Поскольку ковцевтрацвн глрет-ББ н голуола в стандартной смеси равны: 2. Пики соединений К и М на хроматограмме появились через 8,5 и 9,6 мин после пика соединения Р, неудерживаемого колонкой (он появился через 1,5 мви после введения пробы). Ширина пиков К и М у основания равна 0,36 и 0,39 мин соответствеыно. Длина колонки — 35,8 см. Объем стационарной фазы — 0,5 мл. Расход подвижной фазы — 1,0 мл/мин. Рассчитайте: а) число теоретических тарелок в колонке; б) высоту, эквивалентную теоретической тарелке (что она характеризует7); в) коэффициенты (индексы) удерживания соединений К и М; г) коэффициенты распределения соелинений К и М; д) коэффициент селективности и разрешение пиков соединений К и М.
Нарисуйте хроматограмму. Ответ: На —— = 1,2 ' 104' Хм = 1,3 ' 104; Ж„= 1 3. 104. Н 2 8 . 10-з мм' Як = 0 15 Ям =0.135' Ох=17 0' Ом =19 2; ик1м= 1 16' Я.=2 93. 3. Рассчитайте, будет ли полным разделение веществ К и М на колонке со 100 теоретическими тарелками, если коэффициенты распределения равны 5,0 и 15,0 соответственно, удерживаемый объем неудерживаемого компонента равен 2,5 мл, объем неподвижной фазы — 1,5 мл. Рассчитайте число теоретических тарелок, достаточное для количественного определения этих веществ (Я,= 1).
Ответ: разделение будет полным; Я=44. 4. Найдите длину колонки, необходимую для разделения веществ К и М, К и Т с разрешением, равным 1,0, если удерживаемые объемы равны 100, 130 и 150 мл для К, М и Т соответственно. Удерживаемый объем неудерживаемого компонента — 5 мл. Высота, эквивалентная теоретической тарелке — 1 мм. Ответ: А=27,3 см (для разделения К и М) и 13,3 см (К и Т). 5. Времена удерживания а- и 18-холестана на хроматографической колонке длиной 1 м и эффективностью 104 теоретических тарелок соответственно равны 4025 и 4100 с. Чему равно разрешение пиков? Если эти соединения нужно разделить с разрешением 1,0, то сколько для этого потребовалось бы теоретических тарелок? Какой ллины потребуется колонка, чтобы получить указанное разрешение, если высота, эквивалентная теоретической тарелке, равна 0,1 мм? Ответ: Я,=0,46; И=4,7 104; А=4,7 м.
6. Коэффициент удерживания для данного растворенного вещества при использоваыии некоторой хроматографической колоыки Равен 0,1. Объем подвижной фазы в колонке составляет 2,0 мл, объем неподвижной фазы — 0,5 мл. Чему равен коэффициент емкости и г„если скорость потока подвижной фазы равна 10 мл/мин? Ответ: й= 9; 6= 1,8 мин. 7. На хроматографической колонке соединение М имеет коэфФициент распределеныя 10, а соединение К вЂ” 15.
Объем неподвижной фазы — 0,5 мл, подвижной — 1,5 мл, скорость подачи подвижной фазы равна 0,5 мл/мын. Рассчитайте удерживаемый объем, ~Рема удерживания и коэффициент удерживания каждого компонен- 201 та. Ответ: Рв(М)=6,5 мл; Гв(К)= 9,0 мл; гв(М)= 13 мнн; с„(К) =18 мин; Вм=023; Як=0,17 8.
Два соседних пика, полученных при хроматографированин ва колонке с объемом неподвижной фазы 2,0 мл, имеют удерживаемые объемы 10,8 н 13,2 мл соответственно. Рассчитайте значения удер живаемого объема для этих пиков, полученных на колонке с объ емом той же неподвижной фазы, равным 1,0 мл. Для обеих колонок объем подвижной фазы равен 1,8 мл. Как изменится селективность разделенна при переходе с одной колонки на другую? Ответ; г'в(1)=6,3 мл; 5'„(П)=7,5 мл; селективность не изменится.
9. На колонке 1, содержащей 1,5 мл неподвижной фазы, вещест. во Х имеет коэффициент удерживания 0,5 и удерживаемый объем 25 мл. Во сколько раз изменится удерживаемый объем вещества Х, если колонку заменить на другую (колонка 11), содержащую 3,0 мл той же неподвижной фазы, если объем подвижной фазы в обеих колонках одинаков? Ответ: увеличится в 1,5 раза. 10. Разделение спиртов методом газожидкостной хроматографии проводили на хроматографической колонке длиной 1 м прв трех скоростях потока газа-носителя.
Было установлено, что мертвое время колонки в первом случае равно 10 с, во втором — 20 с и в третьем 25 с. Время удерживания этанола составляло 155, 245 и 325 с, а ширина хроматографического пика 20, 30 и 40 с, соответственно. Определите: а) скорость потока газа-носителя для каждого случая; б) число теоретическнх тарелок Н н величину Н; в) константы А, В и С в уравнении Ван-Деемтера; г) оптимальную скорость потока. Ответ: а) 10,5 и 4 см/с; б) Н: 961; 1067; 1056; Н: 0,104, 0,094„ 0,095 см; в) А =8,4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
