Диссертация (1150106), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Отбор и подготовка пробы к анализу2. Собственно анализ3. Измерение количественных параметров хроматографических пиков4. Интерпретация полученных данныхВ редких случаях из общей схемы анализа исключают пробоотбор. Приэтом в общем случае правила пробоотбора являются однотипными дляобъектов, находящихся в одинаковом агрегатном состоянии.Возможные пути реализации каждой из этих стадий определяютсясовокупностью различных факторов, а именно: характером аналитическойзадачи, нормами точности измерений, характеристиками используемогооборудования, чистотой необходимых для разбавления проб растворителей и т.д.
Каждая из этих стадий может вызывать трудности, однако зачастую именноправильныйвыборметодаколичественногоанализаведетквернойинтерпретации результатов и, как следствие, получению надежных данных.Восновеколичественногохроматографическогоанализалежитзависимость высоты пика h или его площади S от количества вещества. Приработе в диапазонах линейности детекторов эта зависимость может бытьпредставлена уравнением линейной регрессии:mi = kiSiКоэффициентпропорциональности(2.1)kотражаетчувствительностьдетектирования различных соединений. Выбор метода количественногоанализа, который следует использовать в конкретном случае, зависит отформулировки аналитической задачи и должен быть определен специалистомдо выполнения анализа.
Второй важнейшей задачей является необходимостьопределения или оценки коэффициентов k, которые в различных методахможно выполнять по-разному. Важно отметить, что универсального метода8количественного анализа нет. Метод должен быть выбран в зависимости отхарактера образцов, их количества (серийные или единичные анализы) и сучетом минимальных затрат по времени, расхода реактивов, а также учитываянеобходимые характеристики точности получаемых результатов.Итак, для определения состава анализируемой смеси необходимоучитывать различную чувствительность детектора к разным веществам и массупробы.Различные методы количественного анализа, как будет видно издальнейшего изложения, отличаются способом расчета массы (концентрации)определяемых соединений по полученным хроматографическим данным.Для определения содержания веществ в пробе используют восновном три группы методов анализа [3]: метод абсолютной градуировки,метод внутренней нормализации и метод внутреннего стандарта.
В методеабсолютной градуировки величину пробы рассчитывают исходя из параметровхроматографическогопикаопределяемогосоединенияикоэффициентачувствительности, он является самым распространенным и простым методоманализа. Важнейшими требованиями при проведении абсолютной градуировкии последующих анализов являются: минимальная погрешность дозированиякомпонента при градуировке и точность дозирования пробы при вводе вхроматограф, а также строгое соблюдение условий анализа при проведенииградуировки и при определении содержания анализируемого компонента.
Вметоде внутренней нормализации величину пробы выражают как отношениеплощади определяемого компонента к суммарной площади всех пиков, этотметод дает информацию только об относительном содержании компонента всмеси.Концентрацию анализируемого компонента выражают через площадьпика вещества-эталона (стандарта) в методе внутреннего стандарта или черезплощадь пика компонента сравнения в методе стандартной добавки, которыйможно считать разновидностью метода внутреннего стандарта.
Достоинствомметода внутреннего стандарта является хорошая воспроизводимость, высокаяточность, отсутствие влияния на измеряемые величины небольших колебаний9условийопыта.Методстандартныхдобавокпозволяетиспользоватькомпонент, уже присутствующий в образце, что упрощает и сокращаетподготовку к анализу. Важный для практики вариант определений методомвнешнего стандарта может быть классифицирован как вариант методаабсолютной градуировки или как метода внутреннего стандарта.
Другойразновидностью метода внутреннего стандарта является метод двойноговнутреннего стандарта. Но реальное разнообразие практических задачколичественного анализа, решаемых с помощью хроматографических методов,не может быть отражено в рамках такой жесткой классификации [4-6].
Вдействительностиможетвозникатькомбинированныхвариантовнеобходимостьопределенийилиболееиспользованиясложныхихмодификаций.2.1.1 Метод абсолютной градуировкиМетод абсолютной градуировки основан на использовании зависимостимежду количеством компонента в пробе и параметрами пика. Эту зависимостьопределяют экспериментально, анализируя искусственные смеси, и выражаютс использованием уравнения (графическая интерпретация представлена нарисунке 2.1):Ci = ki*SiЕсликонцентрациинесколькихпорядков,(2.2)определяемыхтоэтовеществварьируютсоотношениеследуетвпределахприменятьвлогарифмической форме.lgСi = lgki + lgSi(2.3)Оценку относительной случайной составляющей погрешности результатовколичественных определений методом абсолютной градуировки проводят посоотношению [3]:δСi = (δki2+ δSi2)1/2 (2.4)10где δki – относительная погрешность коэффициентов ki, δSi – то же дляплощадей хроматографических пиков определяемых веществ.Для реализации метода оценивают возможный интервал измеряемыхконцентраций (или абсолютных количеств) анализируемого вещества, готовятнаборболееилименееравномернораспределенныхпоэтомуконцентрационному интервалу смесей с аттестованной величиной С i, послеанализа каждой смеси определяют значение выходного сигнала хроматографадля анализируемого соединения.
Полученную совокупность пар значенийвходного и выходного сигналов используют для построения градуировочнойзависимости (рис. 2.1)Графический способ представления градуировочной зависимости имеет ряднедостатков [7]:1. Вширокомдиапазонеиспользованиеконцентрацийградуировочного(болееграфикаведетодногокпорядка)значительномуувеличению погрешности определений.2. Графическаязависимостьнепозволяетоценитьпогрешностьградуировки. В таком случае целесообразно разбивать график на участкии определять погрешность на каждом из них отдельно.Существуют погрешности, величина которых прямо пропорциональнаразмерупробы(илисодержаниюопределяемогокомпонента).Такиепогрешности называются мультипликативными. Они увеличивают или (чаще)уменьшают значение аналитического сигнала в одно и то же число раз, т.е.изменяютнаклонградуировочнойзависимости.Втомультипликативныесистематическиепогрешностиможножевремязначительноуменьшить с помощью специального способа градуировки, называемогоспособом добавок [8] (см.
п. 2.1.5).Градуировку хроматографа в заданном диапазоне измерений можнопроводить не по смесям с различным содержанием компонента, а поиндивидуальному веществу в условиях варьирования объема дозы.11Площадь (высота) хроматографическогопика усл.ед.Концентрация аналита, усл.ед.Рис. 2.1 Графическая иллюстрация метода абсолютной градуировкиМетод абсолютной градуировки обладает преимуществом в тех случаях,когда необходимо устранить ошибки, вызываемые потерями при подготовкепробы до введения в прибор.
При этом уменьшаются ошибки, вызываемыевысокой асимметрией пиков, частично обратимой сорбцией, частичнымразложениемпробыилинелинейностьюпоказанийдетектора.Прииспользовании этого метода требуется разделение только определяемыханалитов, поэтому он может применяться и при обратной продувке колонки, ипри отсутствии отклика детектора к некоторым соединениям. Методабсолютной градуировки требует соблюдения полной идентичности условийхроматографического процесса при калибровке прибора и анализе исследуемойсмеси.
Необходимую информацию о работе прибора (газового хроматографа)может дать анализ стандартной смеси. Точность результатов, получаемых этимметодом, зависит от точности дозирования пробы. К абсолютной градуировкечаще всего прибегают в тех случаях, когда необходимо определить не всекомпоненты анализируемой смеси, а только некоторые из них. Этот методрекомендуется использовать при введении пробы газовым краном-дозатором.Метод используется при контроле и регулировании технологических процессовс помощью промышленных (потоковых) хроматографов.В некоторых случаях, при полной уверенности в линейной областипоказаний детектора и затруднительности приготовления искусственныхсмесей с варьированием в них количества определяемого компонента (анализ12микропримесей), допускается градуировка хроматографа лишь по одной смеси.На градуировочном графике проводят прямую линию через единственнуюэкспериментальную точку и начало координат.
Такой метод является вариациейметода абсолютной градуировки и называется методом внешнего стандарта.Метод абсолютной градуировки используют при работе, как с линейнымидетекторами, так и с нелинейными детекторами и при искажении формы пикавследствие перегрузки колонки.2.1.2 Нелинейность градуировочной зависимостиЛинейность — это линейная зависимость сигнала системы от концентрацииили количества введенного вещества (в данном диапазоне концентраций иликоличеств веществ). Желательно, чтобы такое соотношение выполнялось припроведении количественного анализа. На практике не всегда возможно достичьлинейности.
Тем не менее можно дать несколько рекомендаций, которыепомогут улучшить проведение анализа, например, искажения за счетдискриминации пробы в игле шприца можно снизить путем быстрого вводапробы и отказа от использования летучих растворителей.Однако при практическом проведении хроматографического анализа могутвозникать некоторые неблагоприятные ситуации. Значительное отклонениеградуировочного графика от линейности может привестик полномуисчезновениюрезультатовмалыхпиков.Эффектискаженияхроматографического анализа может быть вызван разложением компонента вдозирующем устройстве или в колонке. В некоторых случаях концентрациякомпонента в выходящем из колонки газе превышает концентрацию линейнойобласти отклика детектора даже при условии, что общее количество пробы неперегружает колонку. При этих условиях происходит искажение формы иизменение площади пиков.13Площадь(высота)хроматографическогопика, усл.ед.Концентрация аналита, усл.ед.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
