Home twilight sky studio Home twilight sky studio

F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии. Хроматограмма как источник сведений о количественном составе анализируемой смеси. Вспомогательные параметры и критерии хроматографических пиков, используемых при количественной расшифровке хроматограмм: высота h – треугольника, образуемого касательными к ветвям пика в точках сгиба; w - основание пика (или ширина пика при основании), w1/2 – ширина пика на половине высоты (полуширина пика) а = 0,5в. Возможные погрешности при измерении вручную параметров хроматографических пиков. Основные методы количественного анализа.

Метод абсолютной калибровки (метод построения градуировочного графика). Метод внутреннего стандарта (метод добавок).

Хроматография (гр. сhrömatos − цвет + graphö − пишу) - метод разделения, анализа и физико-химических исследований веществ, основанный на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорбционных актов. При этом разделяемые вещества распределяются между двумя несмешивающимися фазами (в зависимости от их относительной растворимости в каждой фазе): подвижной и неподвижной.

Газовая хроматография - хроматография, в которой подвижная фаза находится в состоянии газа или пара - инертный газ (газ-носитель). Неподвижной фазой (НЖФ) является высокомолекулярная жидкость, закрепленная на пористый носитель или на стенки длинной капиллярной трубки.

Газовая хроматография - универсальный метод разделения смесей разнообразных веществ, испаряющихся без разложения. При этом компоненты разделяемой смеси перемещаются по хроматографической колонке с потоком газа-носителя. По мере движения разделяемая смесь многократно распределяется между газом-носителем (подвижной фазой) и нелетучей неподвижной жидкой фазой, нанесенной на инертный материал (твердый носитель), которым заполнена колонка. Принцип разделения - неодинаковое сродство веществ к летучей подвижной фазе и стационарной фазе в колонке. Компоненты смеси селективно задерживаются последней, поскольку растворимость их в этой фазе различна, и таким образом разделяются (компонентам с большей растворимостью требуется большее время для выхода из жидкой фазы, чем компонентам с меньшей растворимостью). Затем вещества выходят из колонки и регистрируются детектором. Сигнал детектора записывается в виде хроматограммы автоматическим потенциометром (самописцем) или же регистрируется компьютером.





Хроматограмма

Каждому компоненту смеси на хроматограмме соответствует отдельный пик - максимум регистрируемого сигнала детектора или концентрации компонента хроматографируемой смеси в элюенте. Кривую зависимости сигнала детектора от объема газа-носителя или от времени называют хроматограммой (элюционной кривой). В зависимости от типа используемого детектора получают дифференциальные (рис. 1, а) и интегральные хроматограммы (рис. 1, б).



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Рисунок 1 − Дифференциальная (а) и интегральная (б) хроматограммы:

1 – нулевая линия; 2 – пик несорбирующего вещества; 3 – пик определяемого компонента



На дифференциальной хроматограмме различают следующие составные части: нулевую линию 1 – участок хроматограммы, полученной при регистрации сигнала дифференциального детектора во время выхода из колонки чистого газа-носителя; пик 2 – несорбирующегося компонента; пик 3 – участок хроматограммы, полученной при регистрации сигнала детектора во время выхода из колонки одного из определяемых компонентов (или смеси нескольких неразделенных компонентов). Пик ограничивается фронтом, соответствующим возрастанию концентрации компонента до максимальной, и тылом, отвечающим убыванию концентрации компонента в газе-носителе.

Расширение полосы компонента по мере прохождения ее через колонку, ведущее к получению широкого хроматографического пика, называют размытием пика. Размытие может быть симметричным и асимметричным. В последнем случае образуется пик либо с размытым фронтом, либо с размытым тылом.



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Основными параметрами, используемыми при количественной расшифровке хроматограмм являюся: высота h – расстояние от максимума пика до его основания, измеренное вдоль оси отклика детектора; ширина пика при основании w - отрезок основания пика, отсекаемый двумя касательными, проведенными в точках перегибов восходящей и нисходящей ветвей хроматографического пика, w1/2 – ширина пика на половине высоты - отсекаемый пиком отрезок линии, проведенной параллельно основанию пика на середине его высоты.

Основные методы количественного анализа: Метод абсолютной калибровки, Метод внутренней нормализации, Метод внутреннего стандарта, Метод стандартной добавки

Метод абсолютной калибровки

Метод основан на использовании зависимости между количеством компонента в пробе и параметрами пика. Эту зависимость определяют экспериментально, хроматографируя искусственные смеси, и выражают либо в виде графика «Параметр пика - количество (концентрация)» (рис. 2), либо аналитически:



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

или



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

где mn и Vn – соответственно масса и объем введенной пробы.



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Рисунок 2 − Зависимость параметра пика от количества (концентрации):

1 – прямолинейная зависимость;



2 – криволинейная зависимость.



Калибровка проводится как по определяемым, так и по стандартным соединениям. В последнем случае должны быть известны отношения массовых или молярных чувствительностей детектора к этим соединениям. Калибровку можно проводить, используя либо одинаковые по объему пробы, либо различные объемы постоянной концентрации. Первый способ обычно используют при анализе жидких проб, а второй при анализе газообразных.

Метод абсолютной калибровки используется при работе, как с линейными детекторами, так и с нелинейными детекторами и при искажении параметра пика вследствие перегрузки колонки. При использовании этого метода требуется разделение только интересующих компонентов, поэтому он может применяться и при обратной продувке колонки, и при отсутствии отклика детектора к некоторым соединениям.

Метод абсолютной калибровки требует соблюдения полной идентичности условий хроматографического процесса при калибровке прибора и анализе исследуемой смеси. Необходимую информацию о работе прибора (газового хроматографа) может дать анализ стандартной смеси. Точность результатов, получаемых этим методом, зависит от точности дозирования пробы. Этот метод рекомендуется использовать при введении пробы газовым краном-дозатором. Метод используется при контроле и регулировании технологических процессов с помощью промышленных (потоковых) хроматографов. Метод является основным при анализе примесей.



Метод внутреннего стандарта

Метод заключается в том, что к навеске анализируемого вещества добавляется известное количество внутреннего стандарта - постороннего соединения, дающего на хроматограмме хорошо разрешенный пик. Концентрация определяемого компонента в анализируемом веществе рассчитывается по формуле:



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

где Sст – площадь пика стандарта; Мст – масса добавленного внутреннего стандарта; Mn – масса пробы анализируемой смеси, к которой добавлено определенное количество внутреннего стандарта.

Приведенное уравнение может служить основой графического варианта рассматриваемого метода. В самом деле, это уравнение прямой, построенной в координатах:



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Если Мст/Мn остается постоянным, тогда получают калибровочные графики в координатах:



F0528 Количественные определения. Задачи количественной газовой хроматографии.

Рассмотрим подробнее требования к внутреннему стандарту.

Внутренний стандарт должен:

1) иметь хорошо разрешенный пик, расположенный на хроматограмме рядом с пиками определяемых компонентов;

2) иметь летучесть, близкую определяемым компонентам;

3) отсутствовать в анализируемой смеси;

4) хорошо растворяться в анализируемой смеси, не реагировать с другими компонентами пробы;

5) добавляться в количестве, соизмеримом с анализируемыми компонентами.

Выполнение первого условия дает возможность точного измерения параметра пика, уменьшает влияние изменения чувствительности детектора из-за колебаний рабочих условий (расход газа-носителя, температура колонки и т.д.); второго - уменьшает ошибки, вызванные фракционированием пробы при вводе; третьего и четвертого – обеспечивает точное значение массы внутреннего стандарта; пятого – уменьшает влияние нелинейности детектора к различным количествам пробы.

Достоинства метода внутреннего стандарта состоят в том, что он не требует воспроизводимого ввода пробы по величине; малая зависимость результатов измерений от нестабильности работы хроматографа и детектора, т.к. эти факторы в равной мере влияют на определяемое и стандартное соединение. Далее, к достоинствам метода относится то, что здесь требуется разделять только анализируемые компоненты и стандарт. Ошибки в измерении параметров пика и калибровочного коэффициента (исключая стандарт) сказываются только на определении содержания соединения, для которого была допущена ошибка.

К недостаткам метода следует отнести трудность выбора, в ряде случаев, соединения-стандарта, удовлетворяющего перечисленным условиям.

Метод внутреннего стандарта применяется в основном при анализе жидкостей, поскольку при анализе газов трудно дозировать определенное количество внутреннего стандарта в газовую смесь.





<----    В начало статьи    ---->   




Яндекс.Метрика



Внимание! Информация на сайте предназначена исключительно для специалистов и учащихся фармацевтических специальностей. Описание применения любого растительного сырья носит публицистический характер и не является рекомендацией.
Для назначения лечения каким-либо из указанных на сайте препаратов обратитесь к сертифицированному специалисту или лечащему врачу.