книга 1 (1110134), страница 61
Текст из файла (страница 61)
8.9); Рис.э.в. Шум детектора н наименьшее дегектируемое количество соединения: Ф - уровень шуме; 2Ф - ньименьшее детекгируемое количество соединения 3) линейность (сигнал детектора считается линейным, если отношение сигналов детектора, соответствующих двум пробам, пропорционально отношению количеств вещества в этих пробах, любой детектор имеет линейный диапазон лишь в определенных границах количеств веществ, что показано на рис. 8.10); 318 4) воспроизводимость, количественной мерой которой служит стандартное отклонение серии сигналов детектора при вводе в хроматограф одних и тех же проб; В) стабильность работы (низкая чувствительность к колебаниям температуры и скорости потока жидкости).
Работа детекторов основана на измерении таких физических и физико-химических свой~та подвиж«ой фазы и определяемых веществ, которые зависят от количества и природы вещества. Сигнал й1с детектора А, на вещество 4 описывается выражением А, = х(о,е(с) — ос), йсс где Й вЂ” коэффициент пропорциональности; с ою(с) — функция, описывающая зависимость Ю аналитического параметра злюата ою от концентрации данного вещества с в подвиж- срс ~с угас срс ной фазе; ос — аналитический параметр р в гэ д ф подвижной фазы. Величину сигнала А, меж- мэнсимость лээсйиссти отклика но испольэовать в колкчественном анализе лстсктсра от концентрации лишь э том случае, если А, = хс, пректичес- аицссшь' ас - линейная область ки эта зависимость имеет вид А, = хсх, где х — число, характеризующее степень отклонения данной зависимости от линейной.
В газовой хроматографии описано несколько десятков детекторов, Полный комплект газового хроматографа включает 4-6 десекторов. Наиболее широко используют универсальные детекторы, — детектор по теплопроводности (катарометр) и пламенно-иониэационный, селективные — электронного захвата (ЭЗ), тэрмоионный и пламенно-фотометрический. В жидкостной хроматографии чаще используют спектрсфотометрические, люминесцентные и электро- химические (кокцуктометрический, полярографический) детекторы (см.
и, В.В.4. и ВЛ.В). 8.6.3. Анализ н методы рвсн~ хр Хроматография позволяет не только разделить компоненты смеси, но и определять ее качественный и количественный составы, поскольку положение хроматографического пика на хроматограмме (удерживаемый объем, время удерживания) для данной хроматографической системы характеризует природу вещества, а площадь, ограниченная этой кривой и нулевой линией детектора (хроматографический пик), пропорциональна количеству данного вещества, прошедшего через детектор. 319 К а ч е с т в е н н ы й а н а л и з. Идентификация хроматогра фическими методами — это прежде всего идентификация по параметрам удерживания ~Гл, ул), которые характеризуются хорошей воспроизводимостью, относительные стандартные отклонения не превышают 2%. Совпадение величин удерживания неизвестного и стандартного соединений свидетельствует о том, что эти соединения могут быть идентичными.
Если различные вещества имеют одинаковое время удерживания, то для большей достоверности идентификации сравнение хроматографических параметров известного и неизвестного веществ проводят в сильно различающихся условиях. Например, получают данные об их хроматографическом поведении на колонках с различными неподвижными фазами. Если хроматографическое поведенис стандартного и неизвестного веществ в таких случаях идентично, тс достоверность идентификации возрастает до 99%.
При сравнении хроматограмм, полученных на разных приборах, вс избежание ошибок в идентификации используют исправленное времв удерживания и исправленный удерживамный объем. Часто идентифи. кацию проводят по относительному удерживанию Говно т.е. по отноше. нию удерживаемого объема определяемого компонента к удерживаемо му объему вещества, принятого за стандарт: д~ а сг л' Р„~т Эта величина зависит только от состава подвижной и неподвижной фзз. Существует еще один способ идентификации, основанный на одновременном использовании двух детекторов.
Один детектор неспецифичен (катарометр, рефрактометр), а интенсивность сигнала другого детектора зависит от природы вещества, например детектор ЭЗ в газовой хроматографии ~ГХ) или УФ-детектор в жидкостной хроматографии. Сравнение хроматограмм, полученных с помощью двух детекторов, дает информацию, например, о составе и функциональных группах органических веществ. Закономерность изменения удерживаемых объемов в гомологическом ряду органических соединений также создает основу для идентификации.
Например, в ГХ используют зависимость логарифма исправленного удерживаемого объема от числа углеродных атомов в соединениях, нринадлежангих к одному гомологическому ряду. Если установлено, что соединение относится к данному гомологическому ряду, его можно идентифицировать по графику зависимости логарифма исправленного удерживаемого объема от числа углеродных атомов.
Для этого достаточно знать характеристики удерживания нескольких членов гомологического ряда. 320 Для качественной идентификации удобно пользоваться индексами удерживания Ковача, которые, по существу, являются относительными параметрами удерживания. В этом случае за стандарт берут два соседних алкана, один из которых элюируется до, а второй после исследуемого соединения, т.е. 1~, > С 1'< > < 1'> „, где» вЂ” число атомов углерода в алкане. Логарифмический индекс удерживания рассчитывают по формуле 18~я>»> 15~я» ! = 100, 1, + 100». (8.25) 5 л>»»» 5"я>»> Напомним, что индексы Ковача и»югарифм исправленного времени удерживания (или удерживаемый объем) связаны линейной зависимостью с числом атомов углерода у членов гомологического ряда. Для любого и-алкана 1 = 100».
Для всех других соединений можно определять индекс Ковача относительно шкалы измерения я-алканов, используя справочные таблицы. Неизвестное соединение имеет исправленное время удерживания 1> < = 19,5 мин. Исправленное время удерживания н-гексана и н-гептана в этих условиях соответственно равно 13,7 н 29,3 мнн, Используя ети данные, рассчитываем индекс Ковача неизвестного соединения по уравнению (8.25): / = 106 ~5В' — ~КВ'+ 109.6 = 648,2 1829,3 — 1513,7 В справочных таблицах найдем, что полученное значение индекса относится к бенэолу (1 = 650).
Индексы удерживания более чувствительны к изменению свойств системы, чем относительные удерживаемые объемы, поэтому идентификация по ним более надежна. Их используют не только для идентификации, но и для сравнительной оценки селективности неподвижных фаз. Иногда для идентификации используют химические реакции до или после хроматографирования. В последнем случае отобранные фракции элюата анализируют химическими или физическими методами на присутствие того или иного компонента. Количественный анализ. Для количественного анализа по хроматограмме сигнал детектора передается на электронное устройство, которое преобразует его в цифровую форму, либо на самописец с диаграммной лентой.
В последнем случае количественный анализ проводят, измеряя высоту или площадь пика, так как эти параметры пропорциональны концентрации или количеству вещества в хроматографической зоне. Измерение высот пиков проще и точнее, чем измерение площади 321 особенно ДлЯ веЩеств с малым вРеменем УДеРживанил. Чем меньше 1Н 4 тем уже, острее пик.
Однако площади измеряют чаще. Для этого используют несколько способов (рис. 8.11). Обычно проводят касательные к тылу и фронту пика и соединяют их линией, параллельной нулевой линии. Площадь полученного треугольника составляет 96% от истинной и нропорциональна количеству вещества в пробе. Для расчета площади симметричных пиков находят произведение высоты пика на его полуширину, Это произведение составляет 84% площади пике. Точность измерения площади пика зависит от отношения высоты пика к его ширине (оптимальное отношение лежит в пределах от 2 до 10).
Рнс.8.11. намерение высоты пика Рнс.8.1Н Определение компо- нентов методом нормировки Методы расчета хроматограмм. Используя данные по высотам пиков или их площадям, можно рассчитать количественный состав пробы методами нормировки (с использованием или без использования поправочных коэффициентов), внешней стандартизации (абсолютной градуировки), внутренней стандартизации. Метод норлпроени чаще всего используют на практике (рис. 8.12). ! Для его использования необходимо, чтобы на хроматограмме были зарегистрированы все компоненты, входящие в состав анализируемой смеси.
Доля площади пика соответствует содержанию компонента в массовых процентах. При анализе смеси трех компонентов содержание компонента, например соответствующего пику х на хроматограмме, можно рассчитать по формуле Я х,% = * 100, где Яж Яр, Я» — площади пиков. Эту формулу используют только в том случае, если детектор одинаково чувствителен к каждому из разделяемых компонентов смеси, т.е. компоненты смеси, взятые в одинаковых количествах, дают одну и ту же площадь пика. Если же чувствительность детектора различна по отношению к 322 каждому из компонентов пробы, то используют поправочные коэф- фициенты у„, уи Г», учитывающие чувствительность детектора к дан- ному компоненту, Формула для расчета в этом случае записывается так: Поправочные коэффициенты получают при анализе стандартных серий и рассчитывают по формуле ст с Хв — а от~ бв ест где йв, йст — площади пиков определяемого и стандартного вещества; св, сс, — концентрации определяемого и стандартного вещества; Д~— поправочный коэффициент стандартного вещества.
Метод внешнего стандарта используют при определении отдельных веществ или анализе простых смесей, а также микропримесей Готовят два стандартных раствора определяемых компонентов, одинаковые их количества вводят в хроматограф и определяют площадь пика каакдого компонента (31 и Ьт).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
