Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Рассчитайте число теоретических тарелок, достаточное для количественного определения этих веществ (Я,= 1). Ответ: разделение будет полным; /У= 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: Х.=27,3 см (для разделения К и М) и 13,3 см (К и Т).
5. Времена удерживания а- и /1-холестана на хроматографической колонке длиной 1 м и эффективностью 10а 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 длины потребуется колонка, чтобы получить указанное разре1пение, если высота, эквивалентная теоретической тарелке, равна 0,1 мм? Ответ: Я,=0,46; /У=4,7 10"; А=4,7 м. 6. Коэффициент удерживания для данного растворенного жяцесгва при использовании некоторой хроматографической колонки 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: 1=9; 0=1,8 мин. 7. На хроматографнческой колонке соединение М имеет коэффициент распределения 10, а соединение К вЂ” 15. Объем неподвижной фазы — — 0,5 мл, подвижной — 1,5 мл, скорость подачи подвижной фазы равна 0,5 мл/мян.
Рассчитайте удерживаемый объем, ~рема удерживания и коэффициент удерживания каждого комцонен- 201 та. Ответ: Рв(М)=6,5 мл; рв(К)=9,0 мл; г„(М)=13 мин; г„(~.) =18 мин; Ям-— 0,23; Як=0,17 В. Два соседних пика, полученных при хроматографировании на колонке с объемом неподвижной фазы 2,0 мл, имеют удерживаемые объемы 10,8 и 13,2 мл соответственно. Рассчитайте значения удер. живаемого объема для этих пиков, полученных на колонке с обь емом той же неподвижной фазы, равным 1,0 мл. Для обеих колонок объем подвижной фазы равен 1,В мл. Как изменится селективность разделения при переходе с одной колонки на другую? Ответ.- 1'в(1)=6,3 мл; е'„(11)=7,5 мл; селективность не изменится.
9. На колонке 1, содержащей 1,5 мл неподвижной фазы, вещество 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 при 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 теоретических тарелок /т' и величину Н; в) константы А, В и С в уравнении Ван-Деемтера; г) оптимальную скоросгь потока. Ответ: а) 10,5 и 4 см/с; б) /У: 961; 1067; 1056; Н: 0,104, 0,094, 0,095 см; в) А =8,4 10 з, В=0„056, С=0,004; г) 3,7 см/с. 11. Прн разделении углеводородов газожидкостной хроматографией оказалось, что хроматографическая колонка длиной 2 м имеет эффективность 2500 тарелок при скорости потока 20 мл/мнн и эффективность 2350 тарелок при скорости потока 40 мл/мин. Чему равна оптимальная скорость потока? Ответ: 26 мл/мин. 12. Стандартные отклонения хроматографического пика, связанные с некоторыми факторами размывания, составляют 0,0090; 0„0076; 0,0200 и 0,0370 см. Вычислите: а) стандартное отклонение ширины шпса; б) эффективность колонки (Н, мкм) длиной 20 см; в) число теоретических тарелок, необходимое для 4в-разделения дву» веществ, если коэффициент селективности равен 1,2.
Ответ: в= =4,36 10 ~ см; Н=0,95 мкм. /У 5 В. 10» 13. Стандартные отклонения хроматографического пика, связанные с некоторыми факторами размывания, составляют 0,0130; 0,0024; 0,0067 и 0,0470 см. Вычислите: а) стандартное отклонение ширины пика; б) эффективность колонки (Н, мкм) длиной 20 см' в) число теоретических тарелок, необходимое для бв-разделения двух веществ, если коэффициент селективности равен 1,10. Ответ: в=4,93 10 ~ см;Н= 1„21 мкм;Я=44 10з 14.
Стандартные отклонения хроматографыческого пика, связанные с некоторыми факторами размывания, составляют 0,005; 0,011; 0,009 и 0,045 см. Вычислите: а) стандартное отклонение ширыны пика; б) эффективность колонки (Н, мм) длиной 10 см; в) время удержывания пика (мин), если коэффициент удерживания равен 0,30„а линейная скорость потока 3 см/мин. Ответ: е= — 4,75 10 см; Н=2,52 10 з мм," г„=11,1 мин.
15. Рассчитайте ширину хроматографического пика (мм) вещества А, еслы была использована хроматографическая колонка длиной 20 см, эффективность которой составляет 10» теоретических тарелок. Как ызменится ширина пика в результате старения колонки, которое увеличивает размывание хроматографической зоны на колонке в 1,5 раза, если известно, что размывание зоны происходит вне колонки (15%), на колонке (80%) и в детекторе (5%); Ответ: 0~=25,3 мм; ширина пика увеличится в 1,4 раза. 16. Времена удерживания декана и ундекана в выбранных условиях на хроматографической колонке составляют 22,5 и 26,8 мин соответственно.
Рассчитайте индекс Ковача для соединения А„если его время удерживания составляет 25,3 мин, а «мертвое время» колонки равно 5,0 мин. Ответ: 1070. 17. На колонке, заполненной хроматоном Х с 10% БЕ-30, проводили разделение метиловых эфиров карбоновых кислот и установили, что время удерживания и-октана равно 12,5 мин, а и-додекана 20,8 мин. Соединение 13 элюируется с хроматографической колонки за 13,4 мин, а Π— за 17,8 мин. Рассчитайте индекс Ковача для соединений П и С, если «мертвое время» колонки составляет 2,5 мин.
Ответ: 1о —— 861; 1а —— 1076. 18. Определите удерживаемый объем и-пропаыола, если при 85'С и скорости потока газа-носителя 75 мл/мын на сорбенте Рогарах Я получены следующие времена удерживания спиртов: метанол — 60,2 с; этанол — 114 с; бутанол — 414 с. Пик неудерживаемого компонента появляется на хроматограмме через 25 с. Ответ: 269 мл. 19.
Определите температуру кипения предельного углеводорода, если при 80'С и скорости потока газа-носителя 90 мл/мин на сорбенте хроматоном 1Ч с неподвижной фазой БЕ-30 получены следующие данные: 203 Пнк неудержнваемого компонента появляется на хроматограм ме через 25 с. Овиепс 150„7'С. 20. Рассчитайте температуру кипения н-пентанола, если при 80'С и скорости потока газа-носителя 80 мл/мин на сорбенте Рогарах получены следующие данные: Пик неудерживаемого компонента появляется на хроматограмме через 30 с. Овиевп 137,8 'С. 21. Рассчитайте массовую долю 1%) компонентов газовой смеси по следуюпппа данным: Ов~веи: пропан — 33,32%; бутан — 28,52%; пентан — 29„38%; циклоге ксан — 8,77%. 22.
Рассчитайте массовую долю (%) компонентов газовой смеси по следующим данным: Ответ: этан — 16,80%; пропав — 30,20%; бутан — 28,00%; пентан — 24,90%. 23. Чувствителъноств детектора хроматографа к о-, м- и л-ксвлолам практически одвнакова. Рассчитайте массовую долю ~%) каждого из них в смеси, если параметры нх хроматографическнх пиков следующие: Ответ: о-кснлол — 28„86%; м-кснлол — 48,95%; и-ксилол— 22,19%. 24.
При газохроматографическом анализе очищенного продукта на содержание метилэтилкетона (МЭК) в качестве внутреннего стандарта использовали трепп-бутилбензол (трет-ББ). Вначале прояели анализ стандартной смеси, содержащей по 0,050% (масс.). МЭК и гарет-ББ и получили хроматографические пики высотой 3,20 и 4,20 см соответственно. При анализе продукта в образец анели 0,045% (масс.) стандарта и получили хроматограмму, на которой высоты пиков МЭК н юреж-ББ составили 3,70 и 4,11 см соответственно. Какова массовая доля (%) МЭК в пробе? Отаеак 0,053%.
25. На газовом хроматографе с ДИП с использованием метода внутреннего стандарта в крови был определен этанол. В качестве янутреннего стандарта использовали этилбензол. При анализе раствора, содержащего по 2 мг/мл этанола и этнлбензола получены хроматографические пики площадью 401 мм~ и 859 мм~ соответственно. Для определения этанола в крови к 1 мл образца добанилн 2 мг зтилбензола н получили хроматограмму, на которой площадь пика этанола составила 425 мм~, этнлбензола — 1230 ммх. Рассчитайте концентрацию (мг/мл) этанола в крови. Отвею: 1,48 / 26. Реакционную смесь после нитрования 15,26 г толуола проанализировали методом газожнлкостной хроматографии с применением 1,09 г этнлбензола в качестве внутреннего стандарта. Определите массовую долю (%) непрореагировавшего толуола, если площадь пиков толуола и этилбензола на хроматограмме равны 108 и 158 ммх соответственно.
Нормировочный множитель для толуола ранен 0,79. Ответ: 3,9%. Вопросы 1. Коэффициент распределения компонента А больше, чем компонента В. Сравните Ча (А) и Чх (В); Кг(А) и К~(В). 2. Можно лн сделать вывод о природе нещества на основании хроматографических данных? 3. В каком интервале значений может изменяться величина К~? 4. Как обнаруживают и идентифицируют компоненты на бумажных н тонкослойных хроматограммах? 5.
Какие методы позволяют хроматографировать одновременно несколько образцов? 6. Нарисуйте выходную кривую при фронтальном способе получения хроматограммы смеси соединений А, В и С, если коэффициенты распределения увеличиваются от А к С. 205 7. Нарисуйте интегральную и дифференциальную кривые элю. ирования соединений А, В и С (пики разрешены до базовой линни) 8. В каком хроматографическом методе основной фактор, опре делающий удерживание компонента, — растворение в неподвнжной фазе? 9. Как зависит время (объем) удерживания от растворнмосги соединения в поллижлой фазе? 10. Как изменяется время (объем) удерживания молекул в эксклюзионной хроматографии с увеличением их размера? 11. Что такое мертвый объем колонки? Какие объемы он в себя включает? 12. Почему в хроматографическую колонку вводят обычно ма лые количества определяемых соединений? 13. Что такое относительный удерживаемый объем и относителъное время удерживания? 14. Что такое стандартное отклонение хроматографического пика? В каких единицах измеряется зта величина? 15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
