Модуль 3. Занятие 5

Модуль 3. Занятие 5.

1.  Лабораторная работа.

УИРС. Определение содержания спиртов методом газо-жидкостной хроматографии

Реактивы и оборудование.

1. Газовый хроматограф любой марки с детектором по теплопроводности (катарометром) или с пламенно-ионизационным детектором (ДИП).

2. Колонка длиной 3 м, диаметром 3 мм, заполненная полиэтиленгликольадипинатом на диатомитовом кирпиче в количестве 15% от массы носителя (1,5г).

3. Хроматографические микрошприцы на 1 и 10 мкл.

4. Исследуемая смесь из 3-5 спиртов.

5. Стандарты индивидуальных спиртов: этилового, изопропилового, пропилового, изобутилового, бутилового.

6. Секундомер, линейка, карандаш.

Методика выполнения работы.

1.  Получение хроматограмм смеси спиртов.

Анализ смеси спиртов в работе проводят, используя хроматограф марки ЛХМ или «Chrom» с детектором по теплопроводности или с пламенно-ионизационным детектором. Включают прибор согласно инструкции. После установления температуры колонки 80°С, стабильной нулевой линии на хроматограмме в испаритель газового хроматографа вводят микрошприцем анализируемую пробу. Объем пробы для индивидуальных спиртов – 1,0 мкл, для анализируемой смеси - 5 мкл, если в качестве детектора используется катарометр. В случае ДИП объемы пробы соответственно 0,1 и 0,5 мкл.

Внимание! С микрошприцем необходимо обращаться бережно. Перед каждым дозированием анализируемого образца микрошприц несколько раз промывают этим веществом.

Ввод пробы осуществляют, прокалывая эластичную прокладку испарителя и опуская иглу до упора вниз. Одновременно с быстрым опусканием штуцера микрошприца отмечают момент ввода пробы и включают секундомер. При хроматографировании на хроматограмме тщательно фиксируют время удерживания (tR). Время отмечают в момент нахождения пера самописца в крайнем верхнем положении пика. Если пик не умещается на диаграммной ленте - изменяют диапазон записи на более грубый, делая соответствующую отметку на ленте самописца.

При выбранных условиях записывают не менее трех хроматограмм каждого из спиртов и анализируемой смеси.

2.  Качественный анализ хроматограмм. Идентификация индивидуальных спиртов в смеси.

Наиболее простыми и чаше используемыми на практике являются два способа идентификации:

1. идентификация путем сравнения параметров удерживания (tR) компонентов смеси и стандартных образцов индивидуальных компонентов;

2. идентификация методом добавок.

1) идентификация путем сравнения параметров удерживания (tR) компонентов смеси и стандартных образцов индивидуальных компонентов.

При идентификации первым способом записывают хроматограмму анализируемой смеси веществ и дальше в тех же условиях хроматограммы каждого из предполагаемых компонентов смеси.

В данной работе, после полученной хроматограммы смеси спиртов, записывают отдельно хроматограммы этилового, изопропилового, пропилового, изобутилового, бутилового спиртов. Для получения этих хроматограмм в испаритель хроматографа микрошприцем вводят по 1,0 мкл этанола, изопропанола и пропанола, и по 3,0 мкл изобутанола и бутанола.

Всего должны получить 5 хроматограмм, на каждой из которых будет по одному пику, соответствующему введенному спирту. При получении хроматограмм очень тщательно фиксируют время удерживания соответствующего спирта (tR).

Совпадение времени удерживания (tR.) индивидуального спирта на его хроматограмме с временем удерживания одного из пиков на хроматограмме смеси указывает на то, что именно этот пик принадлежит данному веществу. Таким образом идентифицируют все пики на хроматограмме смеси спиртов.

Данные заносят в таблицу:

Спирт	tR для индивидуального	tR на хроматограмме.	№ пика на хроматограмме
	вещества, мин	смеси, мин	смеси
Этиловый
изопропиловый
и т. д.

2) Идентификация методом добавок.

При проведении качественного анализа этим способом после хроматографирования смеси определяемых веществ записывают в тех же условиях вторую хроматограмму с добавкой одного из предполагаемых компонентов.

Для этого в микрошприц набирают 5,0 мкл смеси спиртов и 1,0 мкл одного из индивидуальных спиртов, т. е. объем вводимой в хроматограф смеси составит 6 мкл. На полученных хроматограммах выясняют высота какого пика становится выше, чем на хроматограмме смеси. Проводят сопоставление хроматограмм смеси до и после прибавления индивидуального компонента. Увеличение высоты одного из пиков на хроматограмме смеси с добавкой свидетельствует о принадлежности его тому спирту, который выступал в качестве добавки. Таким образом, хроматографируют смесь спиртов с добавкой всех компонентов и делают заключение о составе смеси.

Проведя идентификацию всех спиртов в смеси и установив расположение их пиков на хроматограмме переходят к количественной обработке хроматограммы.

3.  Количественная обработка хроматограмм

В данной работе на хроматограмме зафиксированы все компоненты, присутствующие в анализируемой пробе, и для анализа может быть применен наиболее простой метод количественного хроматографического анализа - метод внутренней нормализации.

Основными количественными параметрами хроматограммы являются площадь пика S или высота h.

Метод внутренней нормализации заключается в отнесении измеренного количественного параметра хроматографического пика (Si, hi) к суммарным количественным параметрам всех компонентов пробы (SS, Sh).

Перед проведением измерений простым карандашом по линейке проводят в основании пика касательную линию, соединяющую восходящую и нисходящую ветвь пика.

Содержание компонентов в анализируемой смеси Сi находят по формуле:

(1)

где Pi - высота или плошадь пика

При проведении расчетов содержания спиртов в смеси этим способом необходимо определить плошадь пика (Si) каждого из компонентов на хроматограмме по формуле:

Si=W0,5hi (2)

где hi - высота пика, см;

W0,5 - ширина пика на полувысоте, см.

Высоту пика (h) проводят и измеряют как перпендикуляр, опущенной из вершины пика к направляющей на диаграммной ленте до пересечения с касательной в основании пика (BD) на рис. 4 (h=BD). Находят точку О на перпендикуляре BD, на половине высоты; измеряют ширину пика на половине высоты (W0,5), используя лупу с делениями: W0,5=FG.

Таким образом, находят величины W0,5 и h для всех пиков на хроматограмме смеси. Рассчитывают площади по формуле (2) и определяют содержание спиртов в смеси по формуле (1)

Ci(%) =

Компонент	Высота кроматогра-фического пика, h, см	Ширина пика на половине высоты. W0,5 - см	Площадь хроматогра-фического пика, S, см2	Содержание компонента в смеси,%
Этиловый спирт Изопропиловый спирт И т. д.

Результаты удобно оформить в виде таблицы:

Проведя расчеты, сравнивают полученные данные с истинными.

Рассчитывают относительную ошибку определения:

D(%) = ,

где m - истинное содержание компонента в пробе.