Диссертация (1150369), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Такую жесреднюю величину можно вычислить для бутанола-1 при 100 °С (RI = 644.3 ±0.7). Однако для сильно полярного ДМФА при 120 °С dRI/dm = 0.22 ± 0.02 (RI =760.1 ± 1.9), при 100 °С dRI/dm = 0.52 ± 0.01, а диапазон вариаций RI(m)составляет около 14 ед.
индекса (см. рис. 4.12 (б)). На основании этих фактов90можно сделать вывод, что для фиксированных количеств аналита степеньприближения к области перегрузки хроматографической системы формальнозависит как от температуры газохроматографического анализа, так и отхимической природы аналита.
Такой эффект возможен только в газовойхроматографии и не имеет аналогов в других методах разделения. Таким образом,при использовании колонок с неполярными фазами степень перегрузки колонки(оцениваемая по критерию зависимости индексов удерживания от массы аналита,dRI/dm) для неполярных и слабо полярных аналитов увеличивается приповышении температуры, а для сильно полярных аналитов – при ее понижении.Понижение температуры газохроматографического определения неполярных соединений на неполярных фазах и использование более разбавленныхрастворов их образцов закономерно приводит к исчезновению зависимости RI(m),что иллюстрирует рисунок 4.13.б)а)в)г)Рисунок 4.13.
Зависимость RI(m) для толуола при 120 °С (а) (сохраняется)и при 100 °С (отсутствует). Зависимости RI(pm) (где pm = -lgm; диапазон m от4.24 мкг (pm = -0.63) до 0.00014 мкг (pm = 3.85)) для разбавленных растворовтолуола при 120 °С (в) и при 100 °С (г). В случаях в) и г) зависимости RI(pm)отсутствуют.91Практический интерес представляет также проверка для выбранных тестаналитов закономерностей проявления зависимости индексов удерживания отсоотношения целевых и реперных компонентов RI(γ) (см.
соотношение 3.2) наиспользуемойкапиллярнойколонкепосравнениюсужеранееохарактеризованными зависимостями, на колонках с меньшими внутреннимидиаметрами [15-17]:RIx = RIx,0 + k ln γ(4.8)где величина RIx,0 соответствует величине индекса удерживания при равенствеплощади пика целевого аналита с суммарной площадью пиков соседних реперныхн-алканов (т.е. γ = 1 при условии Sx = Sn + Sn+i, где n и n+i – число атомов углеродав реперных н-алканах). Значения RIx,0 и k вычисляют по методу наименьшихквадратов.Нами было впервые установлено, что в случае использования колонки типаmegabore (т.е. колонки с внутренним диаметром от 0.53 мм и с относительнобольшой толщиной пленки неподвижной фазы) вид зависимостей RI(γ) длягазожидкостнойхроматографиизначительноотличаетсяоттипичныхвозрастающих зависимостей RI(γ), выявленных ранее для капиллярных колонокиных типов (millibore) [15-17].
Как и в случае зависимостей RI(m) (см. рис. 4.12),зависимости RI(γ) для неполярных и слабо полярных соединений на колонке типаmegabore являются линейно убывающими, в то время как для полярных аналитовони, наоборот, являются линейно возрастающими [107].Во всех случаях для проверенных нами монотонных зависимостей RI(m),(RI(γ)) не удается зафиксировать какие-либо отчетливо выраженные аномалии,указывающие на граничные значения m, позволяющие установить перегрузкуколонок. Хотя мы и не исключаем возможность того, что найдется такоесоединение, для которого типичная возрастающая, либо убывающая зависимостьRI(m) не сохранится, а будет наблюдаться какое-либо четко выраженноеотклонение от линейности.
Однако такой характер зависимости RI(m) при еехарактеристике на примере специально подобранных соединений разной92полярности (неполярного (толуол), среднеполярного (бутанол-1) и сильнополярного (N,N-диметилформамид, ДМФА)) не был зафиксирован.Источником информации при использовании критерия перегрузки колонки,основанного на зависимости времен удерживания аналитов, (которые визотермических условиях пропорциональны логарифмам исправленных временудерживания (RI ~ lgt’R)) от их дозируемых количеств (m) является сравнениеабсолютныхзначенийкоэффициентовdRI/dm.Этоозначает,чтоприэкспериментальном использовании такого критерия необходимо не толькопроанализировать серию растворов, отличающихся концентрациями целевыханалитов, но еще и сравнить результаты при разных температурах.
Такимобразом, выявление границ перегрузки газохроматографических колонок позначениям RI (т.е. на основании зависимости параметров удерживания от массыаналитов) оказывается весьма трудоемким и недостаточно информативным.Следовательно, для практических целей желателен выбор критериев, основанныхна иных принципах. С другой стороны, этот же факт можно рассматривать какодно из важнейших преимуществ индексов удерживания: монотонный характерзависимостей RI(m) не нарушается, по крайней мере, на начальных стадияхперегрузки колонок и, следовательно, данные хроматографические инвариантыприменимы и в таких условиях.4.2.2 Критерии перегрузки, основанные на непосредственно измеряемыхпараметрах хроматографических пиков4.2.2.1 Критерий, основанный на зависимости отношений высот пиков к ихширине на половине высоты от количества аналита в колонкеКак уже отмечалось в разделе 4.2 экспериментальная проверка критериев (I)и (II) на примерах соединений различных классов показала, что они оказываютсянедостаточно чувствительными к граничным эффектам начала перегрузки,93поскольку на вид соответствующих зависимостей сильно влияет температураколонки.
Критерий (I) основан на зависимости отношения H/S от концентрациианалитов в пробах. Как правило, при перегрузке значения таких отношений засчет уширения хроматографических пиков становятся меньше некоторойпостоянной величины (H/S) = const. Следовательно, для того, чтобы повыситьчувствительность критерия перегрузки к отклонениям формы пиков от Гауссовойцелесообразно рассматривать не отношения H/S, а отношения вида Н/ω, где ω –ширина пиков на половине высоты пика (ω0.5) или в его основании (ωb). В этомслучае при уширении пиков вариации отношений (Н/ω) определяются не толькоуменьшением Н, но и антибатным увеличением ω.
Как известно, ширину пика восновании (ωb) определяют по расстоянию между точками пересечениякасательных к точкам перегиба и нулевой линией. Для нахождения же шириныпика на половине его высоты (ω0.5) не требуется проводить каких-либоэкстраполяций как в случае нахождения величины ωb. Поэтому при использованииIII модифицированного критерия перегрузки, основанного на оценке уширенияпиков, предпочтительнее использовать отношение (Н/ω0.5), нежели отношение(Н/ωb).Поскольку для «нормальных» (не перегруженных) пиков ω ≈ const, то дляних зависимость Н/ω = f(m) близка к линейной. При достижении границперегрузкихроматографическойсистемынаблюдаютсяотклоненияотлинейности вплоть до Н/ω ≈ const. Последнее условие не означает, что Н ≈ const, асоответствуеттому,чтовариациивысот пиков в областиперегрузки«компенсируются» симбатными вариациями их ширины.Типичные графики зависимости Н/ω0.5 = f(m) для неполярного (толуол) иполярного(ДМФА)соединенийприведенынарис.4.14.Посколькухарактеристика границ перегрузки колонки не требует каких-либо сложныхвычислений, результат может быть получен просто соотнесением аномалийзависимости Н/ω = f(m) со шкалой m на графике.
Обращает на себя вниманиенеплохое совпадение оценок границ перегрузки колонки по разным компонентам(∼19 и ∼21 мкг соответственно, см. рис. 4.14).94Оценкиграницыперегрузкиколонкипоразнымсоединениямвсоответствии с рассматриваемым III критерием неплохо согласуются между собойисоставляют12–22мкг,причемкакой-либоотчетливовыраженнойтемпературной зависимости для них не обнаружено. Аналогичные оценки длявсех аналитов разной полярности при трех температурах сопоставлены в табл.
4.4.Прочерки в табл. 4.4 соответствуют невозможности выявления аномалийрассматриваемых зависимостей в тех случаях, когда разброс данных за счетвлияния других факторов маскирует исследуемые эффекты.Рисунок 4.14. Зависимости отношений высот пиков к их ширине наполовине высоты от массы аналита в колонке для толуола при 110°C (а) и ДМФАпри 100°C (б). Стрелкой указана точка границы перегрузки, начиная с которойпри увеличении значений m начинают проявляться эффекты перегрузки.Таблица 4.4 Оценки границ перегрузки WCOT колонки (m, мкг) на основаниикритериев III и IV по данным для трех аналитов при разныхтемпературахН/ω = f(m) (критерий III)Аналит120 °C110 °CA* = f(m) (критерий IV)100 °C120 °C110 °C100 °CТолуол2119-*<1012-Бутанол-11512131312-ДМФА-2221-241895* Прочерк здесь и далее в таблице 4.4 соответствует невозможности выявленияграниц перегрузки (аномалии рассматриваемой зависимости маскируютсявлиянием других факторов).4.2.2.2 Критерий, основанный на зависимости асимметрии пиков отколичества аналита в колонкеДругой возможный способ оценки границ перегрузки – характеристикаискажений хроматографических пиков.
Мерой таких искажений являютсязначенияфактораасимметрии(А).Дляисключениянеопределенностей,связанных с выбором уровня, на котором проводят измерение отрезков L1 и L2(см. раздел 3.4, рис. 3.1 (а)), в настоящей работе использован иной способхарактеристики асимметрии (А*) – отношение площадей S2/S1 двух частей пика,разделяемых перпендикуляром, опущенным из максимума пика (см. раздел 3.4,рис. 3.1 (б)). Вид зависимостей А*(m) (критерий IV) сильно различается взависимости от полярности аналитов, что иллюстрирует рис. 4.15.Рисунок 4.15. Зависимости фактора асимметрии пиков (А*) от массыаналита в колонке для бутанола-1 при 120°C (а) и ДМФА при 100°C (б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
