Диссертация (1150106), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Так как дальнейшее определение камфоры проводили методом ПСДи при введении добавки концентрация определяемого вещества увеличивается,проводить дальнейшие разбавления не требуются. Так как в данном случаеразбавления невелики (в пределах одного порядка) формулу 3.1 можно неиспользовать. Таким образом, тестирование системы по определяемомувеществу – камфоре - показало (таблица 4.11), что результаты количественногогазохроматографического анализа модифицированным методом стандартнойдобавки не искажены эффектами сорбции аналитов.4.7.2 Предлагаемый критерий контроля инертности хроматографическихсистемХарактеристика инертности системы может быть основана на анализесерии растворов бинарной смеси компонента (х) с н-алканом (Сn) в инертномрастворителе, приготовленных посредством последовательных разбавлений в10 раз. При переходе от разбавления к разбавлению наблюдается эффектдискриминации относительных площадей пиков (уменьшение относительныхплощадей полярного компонента) за счет сорбции, то есть за счет неинертностихроматографической системы в данной области концентраций.
Ранее дляоценки инертности использовали три компонента, однако в дальнейшем смесисостояли из двух компонентов: неполярного (н-алкана) и полярного, особойнеобходимости включать в тест-смесь компонент средней полярности нет. Длякаждого раствора вычисляют средние значения относительных площадей пиковкомпонента (х) <Si>, и их стандартные отклонения, si, то есть <S1> ± s1, <S2> ±s2,.. . Далее сравниваем разности относительных площадей пиков первого ипоследующих образцов,Di = <S1> - <Si>, и соответствующие им суммы81стандартных отклонений∑si = s1 + si.
Абсолютные количества аналитацелесообразно представлять в индексах массы,pM = -lg(M)(4.12)где значение М выражено в граммах.Величины ∑si при уменьшении концентраций растворов, как правило,несколько увеличиваются, так что зависимость ∑si = f(pMi) может бытьаппроксимирована уравнением линейной регрессии:∑si = сpMi +d(4.13)Возрастающая зависимость Di(pM) (Di = Sотн1 - Sотнi) выражена в гораздобольшейстепени и характеризуетувеличение влияния недостаточнойинертности хроматографической системы на результаты количественныхопределений при уменьшении количеств аналитов:Di = с’pMi +d’(4.14)На графике точка пересечения прямых, соответствующих уравнениям(4.13) и (4.14), отвечает предельному количеству аналита, при котором влияниенедостаточной инертности хроматографической системы на результатыколичественного анализа статистически еще незначимо.
Алгебраическоерешение системы уравнений (4.13) и (4.14), относительно pMпред имеет вид:pMпред = (d’ – d)/(c – c’)(4.15)Следовательно, область инертности определяется неравенством pMпред <(с – с’)/(d – d’), а область ее отсутствия pMпред > (с – с’)/(d – d’).На рис. 4.8 представлена графическая иллюстрация характеристикиинертности хроматографической системы.pMпредРис. 4.8Графическаяиллюстрацияхроматографической системы82характеристикиинертностиПредлагаемый принцип контроля жестко не связан с какими-либоконкретными веществами.
Наборы компонентов могут быть измененыпользователем в зависимости от решаемой задачи. Руководствуясь принципомвыбора состава тест-смесей [81], мы выбрали тест-смеси состоящие из двухкомпонентов один из которых обладает минимальной полярностью, т. е.предельные углеводороды (алканы), второй – полярный спирт или фенол сактивным атомом водорода.Выбранные тест-смеси были проверены способом последовательныхразбавлений (1:10, ……, 1:100000) на неполярной насадочной колонке,неполярной капиллярной колонке и на полярной насадочной колонке.Исходные данные для определения диапазонов инертности систем приведены вприложении 1.Количество вещества в пробе можно вычислить по формуле (формулавыведена при условии, что каждый последующий раствор готовили изпредыдущего разбавлением в 10 раз):(4.16)где Mx – масса вещества в пробе, г, ρ – плотность вещества, г/мл, Vпробы –объем дозируемой пробы, мл, k – количество компонентов в исходной смеси, n– число разбавлений в 10 раз, T – деление потока при дозировании проб вкапиллярную колонку со сбросом.Границей инертности газохроматографической системы по отношению кхарактеризуемому веществу следует считать такое его количество в пробе(выраженное в форме индекса массы, pM = -lg(M) раствора смеси с инертнымкомпонентом (н-алканом), при котором различия в относительных площадяхего пиков по сравнению с более концентрированными растворами начинаютпревышать суммы стандартных отклонений самих относительных площадейГрафические иллюстрациидляпредлагаемогокритерияконтроляинертности газохроматографических систем (аналогичные рис.
4.8) по 183гептанолу и ди-трет.бутилфенолу и фенолу на неполярной насадочной икапиллярной колонках приведены в приложении 2.С учетом формулы 4.16 получены результаты оценки инертности системпо различным компонентам приведенные в таблице 4.12.Таблица 4.12 Оценка инертности хроматографических систем понекоторым компонентам используемых тест-смесей.Насадочная колонка/неполярная фазаКомпонентТемпературатермостатарМпредMпред (мкг)906,20,6805,53,380↑26,70,2905,44,1805,44,180↑25,62,21505,91,21605,91,2150↑25,81,6колонок (0С)1-ГептанолФенолДи-трет.бутилфенолКапиллярная колонка/неполярная фаза1-ГептанолФенолДи-трет.бутилфенол907,40,04807,10,0880↑27,30,04906,50,3806,50,380↑26,90,11507,50,031607,30,04150↑26,90,184Как следует из данных таблицы 4.12 граница инертности зависит от типаколонки и ее температуры.
Чем выше температура термостата колонок, тембольше значение рМпред, тем, соответственно, меньше содержание компонента впробе которому соответствует граница недостаточной инертности системы.При переходе от насадочной к капиллярной колонке наблюдается значительное(напорядок)увеличениезначениярМпред.Данныезакономерностивыполняются для всех используемых полярных компонентов тест-систем.При проведении процедуры контроля инертности хроматографическойсистемы на полярной насадочной колонке были аналогичные результаты.Графические интерпретации результатов анализа тест-образцов для контроляинертности хроматографическойсистемы с использованием полярнойнасадочной колонки приведены в приложении 2.Значения рМпред длягептанола составили 7,3 (0,06 мкг/мкл) и 5,9 (1,3 мкг/мкл)температурой термостата колонок 800для случаев сС и режимом программированиятемпературы, соответственно.
В случае, когда температура термостата колоноксоставляла 90 0С определить границу инертности системы не удалось, так каксумма стандартных отклонений относительных площадей росла так же быстро,как и разница самих относительных площадей.Следует отметить, что помимо линейной аппроксимации зависимостейразности относительных площадей при переходе к разбавленным растворам исуммы стандартных отклонений этих площадей от содержания вещества впробе можно применять и другие виды аппроксимации. Изменение видааппроксимации полученных результатов может привести к значительномуизменению значений рМпред.
Однако данное утверждение требует отдельногорассмотрения.854.7.3 Применение метода последовательных стандартных добавок вусловиях ограниченной инертности хроматографических системПри отсутствии инертности хроматографической системы необходимправильный выбор метода количественного анализа. В данном случае естьтолько несколько методов, которые можно применять в таких условиях. Однимиз них является метод ПСД, который целесообразно применять дляопределения тех же компонентов, для которых проводили предварительнуюпроверку на инертность.РезультатыпримененияметодаПСДвусловияхнедостаточнойинертности системы приведены в таблице 4.13.
Исходные образцы былиподобраны таким образом, чтобы концентрации компонентов в них попадали вдиапазоны недостаточной инертности систем.Какследуетизтаблицы4.13,применениеметодаПСДдаетудовлетворительные результаты количественного определения выбранныхкомпонентов.Следует отметить, что вариант однократной стандартнойдобавки в данном случае неприемлем, так как не позволяет скомпенсироватьнепропорциональное вводимой добавке увеличение площадей. Концентрацияраствора с каждой добавкой увеличивается и содержание компонента витоговом растворе с добавками выходит за пределы диапазона инертностисистемы, однако именно экстраполяция результатов на нулевую илибесконечно большую добавки позволяет скомпенсировать эффекты сорбциианалитов и ведет к приемлемым результатам.86Таблица 4.13 Сводная таблица результатов по итогам применения методаПСД в условиях недостаточной инертности хроматографической системы длянекоторых тест-смесей на различных видах колонок.Насадочная колонка/неполярная фазаКомпонентЗаданоНайденоВариант(мкг/мл)(мкг/мл)экстраполяцииОктан17,518,3 ± 0,6→01-Гептанол25,023,7 ± 0,5→∞Октан17,525,9 ± 3,9→∞Фенол25,026,9 ±12,5→∞Тетрадекан19,017,7 ± 0,7→0Ди-трет.бутилфенол13,516,4 ± 0,4→010,6 ± 0,3→∞Капиллярная колонка / неполярная фазаКомпонентЗаданоНайденоВариант(мкг/мл)(мкг/мл)экстраполяцииОктан17,516,7 ± 0,9→∞1-Гептанол25,019,5 ± 0,5→0Октан17,515,9 ± 1,7→0Фенол25,018,6 ± 3,1→0Тетрадекан19,016,7 ± 0,4→∞Ди-трет.бутилфенол13,512,2 ± 0,3→∞Насадочная колонка/ полярная фазаКомпонентЗаданоНайденоВариант(мкг/мл)(мкг/мл)экстраполяцииТридекан7,68,1 ± 0,2→∞1-Гептанол8,210,5 ± 0,1→∞874.8 Сравнение методов абсолютной градуировки и последовательныхстандартныхдобавоквусловияхнедостаточнойинертностихроматографических системДля построения градуировочного графика для 1-гептанола, фенола и 2,4ди-трет.бутилфенола использовали данные приложения 1.
Для того, чтобыдиапазон концентраций компонентов был невелик и находился в интерваленедостаточной инертности хроматографической системы использовали толькоточки 1:100000, 1:10000 и 1:1000. В тех случаях, когда данные о площади пикапри разбавлении 1:100000 отсутствуют, данную точку не использовали дляпостроения градуировочного графика. Данные, полученные методом ПСДприведены в таблице 4.13.В таблице 4.14 приведены результаты количественных определенийнекоторыхсоединенийметодомабсолютнойградуировкииметодомпоследовательных стандартных добавок в условиях недостаточной инертностихроматографических системТаблица 4.14 Результаты количественных определений некоторыхсоединений методом абсолютной градуировки и методом последовательныхстандартныхдобавоквусловияхнедостаточнойинертностихроматографических системВещество1-гептанолфенол2,4-Ди-трет.бутилфенол1-гептанолфенолНайденотрадиционнымЗадано,методоммкг/млпоследовательныхстандартныхдобавок, мкг/млНасадочная колонка/неполярная фаза20,517,3±9,323,7 ± 0,5Найденометодомабсолютнойградуировки,мкг/млНайденопредлагаемымметодомпоследовательных стандартныхдобавок, мкг/мл36,125,044,0±8,926,9 ±12,521,612,52,7±(4,0)10,6 ± 0,311,7Капиллярная колонка/неполярная фаза20,531,7±6,119,5 ± 0,525,014,5±9,418,6 ± 3,18817,4-2,4-Ди-трет.бутилфенол1-гептанолКак12,8±2,112,58,2следует12,2 ± 0,3Насадочная колонка/полярная фаза9,5±0,810,5± 0,1изтаблицы,результаты,последовательных стандартных добавокполученные13,737,47методомближе к заданным, чем данные,полученные по методу абсолютной градуировки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
