Параметры хроматограммы

В хроматограмме на оси абсцисс регистрируется время выхода из колонки каждого компонента пробы, а на оси ординат — сигналы детектора, пропорциональные содержанию компонента в пробе (рис. 4). В методе хроматографии основным количественным соотношением, характеризующим скорость миграции молекул исследуемого вещества через колонку, служит время удерживания — .

Рисунок 4 – Параметры дифференциальной хроматограммы:

и – время удерживания компонентов 1 и 2; и – высоты пиков;

– ширина пика на середине высоты; – ширина пика у основания;

– интервал между максимумами двух соседних пиков

Время удерживания – это характеристика сорбционной способности неподвижной фазы по отношению к разделяемым веществам при данных условиях хроматографирования. Практически время удерживания определяется расстоянием на хроматограмме от момента ввода пробы до момента появления на хроматограмме компонента в максимальной концентрации. По мере перемещения анализируемых веществ по колонке происходит их постепенное разбавление газом-носителем и формирование непрерывно расширяющихся зон. Расширение зон препятствует разделению анализируемых веществ, а разбавление компонентов часто затрудняет обнаружение пиков.

В хроматографическом анализе принято связывать эффективность хроматографической колонки с расширением зоны анализируемого вещества, а основным количественным выражением, характеризующим эффективность хроматографического разделения, является высота (Н) эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ). ЗначениеВЭТТ рассчитывают по формуле:

, (1)

где длина хроматографической колонки, ; число теоретических тарелок.

Согласно теории ВЭТТ хроматографическая колонка предполагалась состоящей из воображаемых тарелок, на которых происходило достижение полного равновесия анализируемого вещества между двумя фазами. Тогда высокая эффективность колонки проявляется в большом числе таких теоретических тарелок.

Для определения обычно используется следующее уравнение:

. (2)

Следует отметить, что чем меньше высота , тем эффективнее работает колонка, т. е. тем более узкими становятся пики на хроматограмме.

Количественный анализ

Для количественной оценки качества хроматографического разделения используют критерий разделения , который учитывает воздействие на полноту разделения компонентов таких факторов, как эффективность колонки и селективность насадки. Параметр рассчитывают по формуле (18.3). Он может принимать значения от 0 до . При значении происходит полное разделение компонентов.

. (3)

Количественный газохроматографический анализ основан на допущении, что площади пиков (или высоты), соответствующие индивидуальным соединениям на хроматограмме, пропорциональны их количеству или концентрации. Площади пиков на хроматограмме обычно измеряют методом триангуляции (приближения к площади треугольника) по формуле: , где – высота пика, ; а – ширина пика на середине его высоты, .

В практике газо-жидкостной хроматографии применяются следующие методы количественного анализа:

- метод абсолютной калибровки;

- метод внутренней нормализации;

- метод внутреннего стандарта.

Методабсолютной калибровки заключается в построении графической зависимости одного из количественных параметров хроматографического пика (высоты или площади) от содержания вещества в пробе. Важнейшими требованиями к эксперименту при выполнении количественного анализа по методу абсолютной калибровки являются:

1) точность и воспроизводимость дозирования пробы;

2) строгое соблюдение постоянства условий хромато-графирования при калибровке прибора и при определении содержания интересующего вещества в пробе неизвестного состава.

Следует отметить, что воспроизводимость и, соответственно, точность результатов при дозировании жидких проб микрошприцем определяется во многом субъективными факторами, присущими оператору.

Метод внутренней нормализации предусматривает отнесение измеренной величины количественного параметра хроматографического пика (площади ,или высоты ) к величине суммарного сигнала детектора на все компоненты, присутствующие в анализируемом образце. При этом концентрацию компонентов в анализируемой смеси находят по формуле:

, (4)

где площадь хроматографического пика; калибровочный множитель, учитывающий неодинаковую чувствительность детектора к анализируемым веществам.

Наиболее распространенный способ экспериментального определения , для какого-либо вещества относительно стандартного соединения заключается в хроматографировании искусственно составленных смесей необходимых компонентов с выбранным стандартным веществом и последующем расчете по формуле:

, (5)

где концентрация ( ) -го компонента; площадь хроматографического пика -го компонента; концентрация ( ) стандартного соединения; площадь хроматографического пика стандартного соединения.

Преимущества метода внутренней нормализации по сравнению с методом абсолютной калибровки заключаются в устранении необходимости точной дозировки образца и соблюдения тождественности условий анализа при повторных определениях. Существенным недостатком этого метода является то, что определение -го компонента в сложной смеси правомерно лишь при условии, что природа всех интересующих соединений в смеси известна и все они проявляются на хроматограмме.

Метод внутреннего стандарта предусматривает прибавление к известному количеству анализируемого вещества также известного количества не содержащегося в нем эталонного соединения («внутреннего стандарта») с последующим хроматографированием смеси. Процентную (масс. или об.) концентрацию компонентов в анализируемом образце находят по формуле:

, (6)

где и площади хроматографических пиков определяемого и стандартного веществ; калибровочный множитель для определяемого соединения относительно стандартного вещества; и массы внутреннего стандарта и анализируемой смеси.

Достоинство метода состоит в том, что отпадает необходимость дозирования строго заданных количеств пробы и соблюдения постоянства всех параметров хроматографирования. Ограничения метода заключаются в трудности выбора внутреннего стандарта и в необходимости специальной подготовки пробы для анализа.

Приборы и реактивы

Хроматограф: Цвет-100 с детектором ионизационно-пламенным;

хроматографическая колонка: стеклянная длиной , диаметром ;

твердый носитель: хроматон N-AW-DMCS зернения ;

неподвижная жидкая фаза: полиэтиленгликоль ( от массы твердого носителя);

микрошприц вместимостью ;

анализируемый раствор – смесь жидких спиртов.

4 Указания по технике безопасности (см.стр. 4)