2020-05-21
117
Хроматографические методы анализа (кратко)
Хроматография
1. Газо-жидкостная хроматография (ГЖХ).
2. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).
3. Ионообменная хроматография.
4. Гель-хроматография.
5. Бумажная хроматография
Основные понятия и формулы, используемые в хроматографии.
Объем удерживания.
VR = tR*v,
tR - время удерживания; v - объемная скорость подвижной фазы.
Время удерживания ( tR или t ) – время, необходимое для элюирования вещества. Соответствует времени появления максимума пика на хроматограмме.
Объем удерживания ( VR ) – объем подвижной фазы, необходимый для элюирования вещества. Может быть вычислен по времени удерживания и скорости потока (F).
tR = t0 + t'R
VR = V0 + V'R
t'R, V'R - приведенное (исправленное) время и объем удерживания.
Время удерживания несорбирующегося вещества ( t0 или t м) – время, необходимое для элюирования неудерживаемого на сорбенте вещества
Объем удерживания несорбирующегося вещества ( V0 ) – объем подвижной фазы, необходимый для элюирования неудерживаемого вещества. Может быть вычислен по времени удерживания неудерживаемого вещества и скорости потока (F):
|
|
|
Приведенное (исправленное) время удерживания вещества ( t´R ) ‒ время удерживания вещества за вычетом времени удерживания несорбируемого вещества.
Плоскостной вариант в тонкослойной хроматографии: относительная скорость передвижения Rf равна:
Rf = l/L,
l - расстояние, пройденное от старта пятном, L - расстояние от старта до фронта подвижной фазы.
Коэффициент распределения:
Kd = CА,н/СА,п
CА,н и СА,п - концентрации компонента А в неподвижной и подвижной фазе.
V'R = KdVн.
Основной закон хроматографии:
VR = V0 + KdVн.
Газо-жидкостная хроматография (ГЖХ).
Количественный анализ основан на измерении площади хроматографического пика S или его высоты h, которые пропорциональны концентрации определяемого вещества. При этом используются методы:
1. Метод внешнего стандарта (абсолютной калибровки, градуировочного графика), заключающийся в построении графической зависимости параметра (площади или высоты) пика от количества (концентрации) вещества в смеси.
2. Метод внутреннего стандарта. Анализируют смесь неизвестного количественного состава, в которую введено точное количество не содержащегося в ней вещества - внутреннего стандарта. Содержание i-го компонента смеси (в %) рассчитывают по формуле:
Xi% = KisSi100r/(KстSст);
Xi%= Kihhi100r/(Kстhст),
Где Kст - калибровочный (поправочный) коэффициент.
Sст – площадь пика стандарта.
hст - высота пика стандарта.
r – отношение массы внутреннего стандарта к массе анализируемого вещества.
3. Метод нормировки. Сумму площадей (высот) всех пиков на хроматограмме принимают за 100%. Содержание i-го компонента, %, рассчитывают по формуле:
|
|
|
Xi = 100KisSi/ΣKisSi
Xi = 100Kishi/ΣKishi
где Kis - поправочный (калибровочный) коэффициент, вводимый для учета различия в чувствительности детекторов для каждого компонента.
Качественный анализ.
Наиболее часто применяют нормальный j или логарифмический J индексы удерживания (индексы Ковача).
j = n(t'R - t'RN) / (t'R(N+n) - t'RN) + N
J = 100n(lgt'R - lgt'RN) / (lgt'R(N+n) - lgt'RN) + 100N
t'RN, t'R(N+n) - приведенные времена удерживания н-парафинов с числом атомов углерода N и N+n.
При этом должно соблюдаться условие: t'RN < t'R < t'R(N+n)
t'R - время удерживания определяемого вещества.
Фактор емкости:
K' = (1 - Rf)/Rf
Закон Генри:
CА,н = Kd*СА,п
Число теоретических тарелок:
N = 16(t'R/μ)2
N = 5,54(t'R/μ0,5)2
N = 8(t'R/μe)2
Плоскостной вариант:
N = 16(l/y)2, y - ширина пятна.
ВЭТТ (высота эквивалентной теоретической тарелки):
H = L/N, L - длина слоя сорбента.
Плоскостной вариант:
H = y2/16l
Фактор (степень) разделения:
α = (VR2 - Vo) / (VR1 - V0) = (tR2 - to) / (tR1 - t0) = Kd2 / Kd1
α лежит в интервале [1; +∞]; разделение возможно при α > 1.
α = (1 - Rf1)Rf2 / (1 - Rf2)Rf1
Критерий разделения:
R = 2(tR2 - tR1) / (μ1 + μ2)
Плоскостной вариант:
R = 2(l2 - l1) / (y1 + y2)
R лежит в интервале [0; +∞]; разделение возможно при R больше либо равно 1.
Критерий селективности:
Kc = (VRB - VRA) / (VRB + VRA) = (tRB - tRA) / (tRB + tRA)
0 < Kc < 1
