Н.Ф. Клещёв и др. - Задачник по аналитической химии (1110107), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Определить содержание оксида углерода в пробе, если площадь пика этого соединения при объеме пробы 2 сма, измеренная как среднее из десяти определений, составляет 1224 153 ьагэ. Для определения калибровочных коэффициентов использовали поверочную газовую смесь, содержащую 10,3% СО. При анализе 1,0; 2,0 и 3,0 смэ этой смеси получены площади пиков оксида углерода 716, 1438 и 2148 ммэ соответственно. Объемы проб измерены при комнатной температуре.
Р е ш е н и е. Находим усредненное значение калибровочного коэффициента Й, оксида углерода: 10,3 1000 = 0,144 ммз/ 2; 716 100 10,3 2000 1' = = 0,143 ммэ/ммэ; 1438 100 10,3 3000 = 0,145 ммэ/ммэ. 2 148 ° 100 Среднее значение 3, = 0,144 ммз/ммэ. Находим содержание оксида углерода в пробе: 100 1 Я 100 0,144 1224 с а — 8,8%.
Р 2000 Пример 11.8. Чувствительность детектора по теплопроводности составляет 2 . 10э мВ сма/мг. Оценить, какой сигнал зафиксирует потенциометр хроматографа, если на детектор поступит газ-носитель, содержащий 10 э% (об.) пропана. Р е ш е н и е. Мольная масса пропана М(СэНэ) = 44,06 г/моль. При содержании 10 э% каждые 100 смэ смеси содержат 10 э см4 пропана. Масса 10 э сма пропана может быть приближенно оценена из соотношения: 100 смэ — 44,06 г 10 э ° 44,06 Х= = 1,97 ° 10 з г = 22400 10 эсме — Хг = 1,97 ° 10 э мг.
Таким образом, 100 смэ смеси содержат 1,97 ° 10 э мг пропана. Тогда 1 смэ смеси содержит 1,97 . 10 ~ мг пропана. Исходя из заданной чувствительности детектора, концентрации пропана 1 мг/смэ бу-дет соответствовать сигнал, равный 2 ° 10э мВ. Составляем пропорцию: 1 мг/смэ — 2 . 10э мВ 1,97 . 10 э 2 10э Х= 1,87 ° 10 ~ мг/смэ — Х мВ 1 =4. 10эмВ. Пример 11.9. Оценить содержание бензола в анализируемой пробе массой 10 мг; высота пика бензола на хроматограмме 8,2 см, ширина пика на середине его высоты 1,5 см.
Хроматограф снабжен детектором по тецлопроводности. Чувствительность детектора к бензолу 5 ° 10з мВ ° смэ/мг; чувствительность регистратора 0,2 см/мВ. Расход газа-носителя 50 смэ/мин. Скорость движения диаграммы 2400 мм/ч. Р е ш е н и е. Находим площадь пика бензола: Я = 1,065 де . Ь = 1,065 . 1,5 8,2 = 13,1 смэ. Из уравнения чувствительности детектора по теалопроводности находим массу бензола в пробе (см.
равд. 11.5): У 13,1 . 50 60 10 У вЂ” — — 0,165 мг. ВьВэБ 2400 ° 5 . 10э. 0~2 Тогда содержание бензола в пробе составляет: 0,165 100 И' = = 1,65%. 10 Пример 11.10. Предел обнаружения детектора ионизации в пламени составляет 1,5 ° 10 а мг/с по пропану. Содержание бутана в пробе 10 э%, объем пробы 1 смэ. Эффективность колонки для бутана а = 1000 теоретических тарелок. Время удерживания бутана 4 мин, плотность паров 2,7 мг/смэ. Оценить, достаточна ли чувствительность прибора для идентификации бутана в пробе.
Предполагается, что проба вводится практически мгновенно. Р е ш е н и е. Бутан и пропан — гомологи. Следовательно, чувствительность детектора к бутану близка к таковой для пропана. Определяем массу бутана в пробе: 2,7 ° 1 ° 10 э у= =2,7 ° 10ьмг. 100 Находим ширину пика бутана в единицах времени: а = 16(1 /д„). Отсюда ,и я 4 ~Л~7;7в = 4 Д4Р/Тббб я 30 с. Поскольку на отрезок хроматограммы пика с шириной, равной д, приходится около 95% всей площади пика, то за 30 с через детектор проходит 95% всего количества бутана. Следовательно, поток бутана в этот момент равен 2,7 ° 10 ~ ° 95 — = 8,6 10 г мг/с. 100 30 Эта величина превосходит предел обнаружения детектора.
11.7. Контрольные вопросы 1. По каким признакам классифицируют хроматографические методы анализа? 2. В чем принцип качественного анализа в газовой хроматографии? 3. На чем основан количественный хроматографический анализ? 4. Каково назначение неподвижных фаз в методах газоабсорбционной и газожидкостной хроматографии? 5. Какие соединения могут быть использованы в качестве жидкой фазы в газожидкостной хроматографии? 6. Какие характеристики хроматографического пика используют для качественного анализа и для количественного анализа? 7. Какие газы могут быть использованы в качестве носителя в газовой хроматографии? 8.
Что такое "число теоретических тарелок"? Как можно рассчитать число теоретических тарелок хроматографической колонки? 9. Что характеризует высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ)? Как можно определить ВЭТТ? 10. Почему необходимо термостатировать хроматографические колонки? 11. Как можно оценить эффективность хроматографического разделения компонентов в смеси? 12.
Влияет ли скорость движения газа-носителя на эффективность хроматографического разделения? 13. Каковы причины размывания хроматографических пиков? 14. Каков принцип выбора длины хроматографических колонок? 15. Какие вещества используют в качестве неподвижной фазы в газожидкостной хроматографии? 16. Какие методы существуют для определения площади пиков? 17. Из каких основных узлов состоит газовый хроматограф? 18.
Как устроены хроматографические колонки? Каким образом в колонку помещают фазу? 19. Как происходит дозирование пробы, когда анализируемая проба соответственно жидкость или газ? 20. Как измеряют и регулируют скорость подачи газа-носителя в хроматограф? Имеет ли значение постоянство скорости потока газа-носителя? Как достигается стабильность потока газа-носителя? 21. Каков принцип действия детектора по теплопроводности? От чего зависит его чувствительность? 22. Как изменится чувствительность детектора по теплопроводности, если температура нити станет равной температуре корпуса детектора? 23.
Что произойдат, если в ходе хроматографического разделения в газовом хроматографе изменять температуру корпуса детектора по теплопроводности? 24, Как устроен детектор ионизации в пламени? Отличается ли его чувствительность от чувствительности детектора по теплопроводности? гбб 25. Какие коммуникации необходимо подвести к хроматографу с детектором ионизации в пламени для работы? 26.
Можно ли при помощи детектора ионизации в пламени анализировать пробу газа на содержание диоксида углерода, паров воды? 27. Сигнал от детектора в преобразованном виде поступает на самопишущий погенциометр. Как изменится вид хроматограммы, если увеличить скорость движения диаграммной ленты илн соответственно уменьшить ее? 28.
Как изменится сигнал потенциометра хроматографа, если произойдет обрыв нити детектора по теплопроводностн? Нить детектора является одним из плечей мостовой схемы. 29, В каких случаях используют программатор температуры колонок хроматографа? 30. Как определить шумы и флуктуацию сигнала детектора? 31.
Каким образом определить чувствительность газового хроматографа? В каких единицах ее можно выразить? 11.8. Задачи для самостоятельного решения 1. Скорость потока несорбирующегося газа-носителя аргона составляет 40 смэ/мин. Вычислить удерживаемый объем и исправленный удерживаемый объем соединения Х на данной хроматографической колонке, если время удерживания составляет 4 мин. Время удерживания аргона 30 с.
2. Определить время удерживания несорбирующегося вещества на хроматографической колонке, если удерживаемый объем некоторого соединения У составляет 150 смэ, исправленный удерживаемый объем 120 смэ. Скорость потока газа-носителя 30 смб~мин. 3. Ширина основания хроматографического пика азота составляет 12 мм. Вычислить число теоретических тарелок данной колонки, если расстояние на хроматограмме от момента введения пробы до середины пика азота составляет 14 см. 4. При хроматографическом определении метана число теоретических тарелок колонки было равно 2000. Ширина основания хроматографического пика на диаграммной ленте составляла 20 мм. Вычислить время удерживания метана, если скорость диаграммной ленты хроматографа составляла 600 мм/ч.
5, Определить длину хроматографической колонки, если для хлороформа высота, эквивалентная теоретической тарелке, составляет 0,1 мм, время удерживания 212 с, ширина основания пика . 12с. 6. ?-Гексахлорциклогексан — инсектицид, используемый для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.
Для контроля содержания следов этого препарата в пищевых продуктах используют хроматографические методы. ВЭТТ хроматографической колонки составляет 0,5 мм, длина колонки 1 м, время удерживания данного соединения 210 с. Оценить ширину хроматографического пика этого соединения на хроматограмме, если скорость движения диаграммной ленты составляет 1200 мм/ч. 7. В газовых смесях содержатся пары этанола и метанола.
Определить степень разделения этих соединений (Л) на различных хроматограммах. Форма пиков близка к кривой нормального распределения. Характеристики пиков представлены в таблице: ях, если время удерживания мтексана и н-гептанв равно 143 и 285 с соответственно. 10. На хроматограмме образцов петролейного эфира идентифицированы пики н-пентана и к-тексана, «сентана, которые имеют время удерживания соответственно 115, 233 и 365 секунд. Неподвижная жидкая фаза в колонке — сквалан. Температура термостате колонок 80 С.
Пользуясь данными таблицы к задаче 8, идентифицируйте соединения пики которых имеют время удерживания (в секундах): 1) 152; 2~ 188; 3) 211; 4) 269; 5) 264; 6) 289; 7) 326; 8) 330; 9) 309; 10) 347. 11. Чувствительность детектора хроматографа к а-ксилолу, .нкснлолу и а-ксилолу практически одинакова. Определить массовую долю (в процентах) каждого из них в их смесях. Параметры пиков на хроматограммах приведены в таблице. Форма пиков близка к кривой нормального распределения. Таблица к задаче 7 Таблица к задаче 71 8. На хроматограмме пробы, содержащей смесь углеводородов, пик одного из компонентов имеет время удерживания 163 с.
Неподвижная жидкая фаза — сквалан. Температура термостата колонок 80 С. Рассчитать логарифмический индекс удерживания (индекс Ковача) данного соединения. Время удерживания и-пентана и нгексана в данных условиях равно соответственно 121 и 258 с. По данным таблицы, в которой приведены индексы Ковача для изопярафинов Се — С7 (сквалан, 80'С), оцените, какому из изопарафинов соответствует пик на хроматограмме пробы. Таблица к задаче 8 Сорбат Индекс Ковача Сорбвт Индекс Ковача 2 Метнлпентвн 3-Метнлпен гам ь2.Днмегнлбутвн 2,3.Днмегнлбутвм 2-Метил гек сан З,З Дмметилпенчцм З.Метнлгек сан 3 Эгнлпентам 2,2-Дммепчлпентвн 2,3.Днметнлпемтвн 2,4-Днмепчлпентвн г,г,э-трнмепчлб|т 570,5 585,6 540,1 569,6 667,7 662,8 677,0 688,2 627,9 674,4 831,8 644,6 12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
