Тақырыбы: Хроматография. Сандық талдаудағы хроматографияның әдістері. Органикалық және бейорганикалық заттарды анықтау және бөлуде хроматографияны қолдану мақсаты
жүктеу/скачать 128,35 Kb.
|
| Қозғалмайтын сұйық фазаларға қойылатын шарттар:
Олар талғағыш болуы тиісті, демек компонентерді қажетті дәрежеде айыру тиіс; Термиялық тұрақты болуы қажет, демек жоғары температурада химиялық бейтарап, ұшқыштығы төмен болуы тиіс. Әр фаза максималды - шекті жұмыс температурасымен (МШЖТ) сипатталады. Газ-сұйықтық хроматографиялық тәсілде пайдалынылатын фазалар жоғары температураға шыдамайды. Жоғары МШЖТ фазаларға полиэтиленгликольдер, полипропиленгликольдер және олардың эфирлері селиконды полимерлер жатады. Газ-сұйықтық хроматографияда әр түрлі табиғатты селикондар пайдаланылады: полярлы еместер және полярлығы өте жоғары полярлығы функционалды топтардың табиғатымен және оның санымен анықталады. Көптеген селикондардың МШЖТ 350 0С-ден 400 0С-ге дейін. Детекторлар. Хроматографиялық бағанада бөлінген қосылыстар детекторда тіркеледі. Жиі пайдаланылатын детекторлар – жылу өткізгіштікті өлшейтіндер, оны катарометр деп атайды. Катарометрдің жұмыс істеуі мына принципке негізделген: жылы заттың жылуын жоғалту жылдамдығы ортаның құрамына тәуелді. Хроматографта бұл принцип былай іске асырылады. Кедергісі температураға жоғары дәрежеде тәуелді төрт сым пар-парымен бағанада болады. Бағаналардан газ ағыны өтеді. Сымдар өзара Уитстон көпірі приципімен қосылады. Бір камера салыстырмалы болып есептеледі, ол арқылы таза газ өтеді. Екінші камера - өлшеу камерасы, мұнда сымның біреуі құрамында айырылған тасушы газбен қоршалады. Камералардан таза тасушы газ жіберілген жағдайда екі камерада да сымды қоршайтын орта бірдей және төрт сым бірдей жылдамдықпен жылуды жоғалтады. Бұл кезде олардың кедергісі бірдей, сол себепті көпір тепе-теңдік күйде болады. Бағанадан бірінші компонент өлшеу камерасына жеткен кезде оның қоршайтын ортасы өзгереді, сол себепті бір сымның жылу бергіштік жылдамдығы өзгереді. Осыған байланысты өлшеуші сымдардың кернеуі өзгереді көпірше тепе-теңдік күйден ауытқиды. Пайда болатын электр сигнал электронды потенциометрмен тіркеледі. Көрсетілген детектордың бір кемшілігі ол сезгіштігінің төменділігі. Сезгіштігі жоғары детекторларға иондаушы детекторлар жатады, соның ішінде жалынды иондаушы детектор және электронды қоршау детекторы. Жалынды иондаушы детектор (ЖИД) бұл электродтар арасындағы кеңістіктің кедергісі өте жоғары камерадан және сутекті оттығынан тұрады. Бағанадан таза газ өткен жағдайда электродтар арасындағы кеңістіктің кедергісі жоғары (1012 Ом) болып қалады, ол сым арқылы детекторға келетін ток күші өте төмен болады, оны фон тогы деп атайды. Бағанадан шыққан бөлінген компоненттер сутекті оттықтың жалынында жанып, оң және теріс зарядталған иондар түзеді. Түзілген ионды ток потенциометрмен тіркеледі. Жалынды иондаушы детекторының (ЖИД) катарометрге қарағанда универсалдығы төмен, бірақ оның сезгіштігі жоғары. Универсалды детекторлармен қатар газды хроматографияда талғаушы детекторлар да пайдаланылады. Бұлар кейбір қосылыстарда сезгіш. Мысалы, электронды қоршау детекторы галогенді қосылыстарға, азотты басқа да элементерге сезгіштігі жоғары. Бұлардың әсері баяу электронды қоршауға негізделген. Осыдан да басқа талғаушы детекторларда пайдаланылады: фосфорлы, азотты т.б. Бөлу жағдайын жақсарту. Бағанада қосылыстарды хроматографиялық тәсілмен бөлу екі факторға тәуелді: 1) бағананың тиімділігіне; 2) қозғалмайтын сұйық фазаның талғағыштығына. Бағананың тиімділігі қосылыстың старт зонасының кеңею дәрежесімен сипатталады. Зерттелетін сынаманы бағанаға салғанда белгілі өлшемді старт зонасында орын алады. Қозғалмалы сұйық фазасының әсерінен зона бағананың қарама-қарсы жағына жылжиды. Бірақ молекулалардың жылжу жылдамдығы әр түрлі болады. Бағананың шетіне жақындаған сайын зоналар арасындағы айырым жоғары болады. Неғұрлым зоналар анық болса, соғұрлым бағананың тиімділігі жоғары болады. Талғағыштық. Қозғалмайтын сұйық фаза бөлінген компонентердің шыңдарының орналасуымен сипатталады. Неғұрлым бөлінген компонентердің шыңдары бір-бірінен алыс орналасса, соғұрлым талғағыштығы жоғары болады. Бағананың тиімділігі жоғарылаған сайын шыңдар тарылады, олардың биіктігі артады, зоналардың таралуы кемиді. Қозғалмайтын сұйық фазаның талғағыштығы фазаның химиялық, физика-химиялық қасиеттерімен және бөлінетін қосылыстардың табиғатымен анықталады, демек олардың өзара әрекет етуімен. Қозғалмайтын сұйық фазаны таңдау газ-сұйықтық хроматографияда маңызы зор. Бұл мәліметтерді анықтамалардан алады. Анықтамаларда қандай қажет екені көрсетіледі. Ол үшін зерттелетін қосылыстардың қайнау температураларын білу қажет. Хроматограммаларды алу. Сынаманы бағанаға салып, қажетті температураға дейін қыздырады, оған тасушы-газды жібереді, бұл жағдайда компонентер бөлінеді, бөлінген компоненттер детектормен тіркеледі. Детекторда кесімді уақытта концентрациясының өзгеруі электр белгісіне айналады және қисық сизылады. Хроматограмма - бұл бірнеше шың, олар компонентердің санын көрсетеді, бірақ бұл хроматограммаларды ұқсастыру үшін пайдалануға болмайды. Хроматограмма дегеніміз - шыңның биіктігінің ұстап қалу уақытына тәуелділігі. Сандақ талдау - зерттелетін қосылыстардың концентрациясы мен шың ауданының арасындағы байланысқа негізделеді. Шың ауданы үшбұрыш теңдеуімен немесе планиметриялық немесе механикалық немесе электронды интегратор көмегімен есептеледі. Сонымен қатар шыңды калькаға аударып өлшеу арқылы да анықтауға болады. Хроматограммалардан үш тәсілмен зерттелетін компоненттің мөлшерін анықтауға болады: Абсолютті градустау тәсілі. Хроматографқа зерттелетін қосылыстың белгілі мөлшерін салып хроматограмма алады. Алынған шыңдардың ауданын анықтайды. Алынған мәліметтер арқылы градусталған график сызады. Белгісіз затты осы жағдайда зерттеп шыңның ауданын анықтайды. Градусталған график бойынша сандық мөлшерін анықтайды. Ішкі стандарт тәсілі. Зерттелетін сынамаға оның құрамына кірмейтін қосылыстың нақты мөлшерін қосады. Оны ішкі стандарт деп атайды. Содан соң хроматограмма алынады (сынама + стандарттың). Алынған шыңдардың аудандарын салыстырады. Есептеулерде детектордың сезгіштігін сипаттайтын түзету коэффициентін пайданаланылады. , мұндағы mx - зерттелетін компонентің массасы; mст - ішкі стандарттың массасы; S1х - зерттелетін компонент шыңының келтірілген ауданы, оны мына теңдеу арқылы анықтайды: S1х= Sх* Rх; Rх - анықтамадан немесе тәжірибе нәтижесінде анықтайды; Sст - ішкі стандарттың келтірілген ауданы. Зерттелетін қосылыстың түзету коэффициентінің шамасының ішкі стандарттың түзету коэффициентіне қатынасын алатын болса, онда «стандарт бойынша түзету коэффициенті» алынады: Rх/ст. Онда есептеу мына теңдеу арқылы орындалады: Аудандарды ішкі нормалау тәсілі. Сандық талдауда барлық шыңдардың ауданын өлшейді. Зерттелетін компоненттің массалық үлесін (түзету коэффициентін есептеу): , мұнда С%А – А компоненттің сынамадағы масалық үлесі; SА және SВ - А және В компоненттері шыңдарының ауданы; RА және RВ – А және В компоненттерінің түзету коэффициенттері; S1А және S1В – А және В компоненттерінің келтірілген аудандары. Түзету коэффициенттердің шамасын анықтамалардан алуға болады. Ал оның шамасы белгісіз болған жағдайда оларды тәжірибе нәтижесінде анықтап алуға болады. Хроматограммаларды талдау тәсілі алдына қойылған мақсаттарға байланысты. Ішкі нормалау тәсілі қоспалардың құрамы 2-4 компоненттерден тұратын кезде пайдаланылады. Егер зерттелетін көп компонентті жүйенің ішінен тек бір немесе екі компонентті анықтау қажет болса, онда ішкі стандарт тәсілін пайдаланады. Қолданылуы. Аналитикалық химияда газ-сұйықтық хроматография қайнау температурасы <400 0С қосылыстарды талдау үшін пайдаланады. Көбіне газ-сұйықтық хроматографияны көп компонентті жүйелерді бөлу және қосылыстардың тазалығын анықтау үшін пайдаланады. Қайнау температурасы жоғары қосылыстарды талдау үшін оларды не ұшқыш қосылыстарға немесе пиролизден соң зерттейді. Пиролиз өнімдерін талдау үшін көбінесе газ-адсорбциялық хроматографияны пайдаланады. жүктеу/скачать 128,35 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|