4.6. Качественный анализ неизвестных компонентов с использованием индексов удерживания и сигналов двух детекторов (многовариантная задача)
Цель работы: провести групповую и индивидуальную идентификацию компонентов сложной смеси, используя индексы удерживания полярной и неполярной фазой и сигналы детекторов по теплопроводности (ДТП) и пламенно – ионизационного (ПИД) по представленным результатам.
Порядок выполнения работы и расчетные формулы – см. работу 4.5, пункты 2.1 – 2.4.
Задание для практических работ
Результаты градуировки по смеси н – алканов.
Таблица 1. – Градуировка по н – алканам.
|
Хроматограф с неполярной фазой |
Хроматограф с полярной фазой | |||||||
|
№ п/п |
Сорбат |
|
Мертвое время, с |
N п/п |
Сорбат |
|
Мертвое время, с | |
|
1 |
Бутан |
45 |
|
1 |
Октан |
50 |
| |
|
2 |
Пентан |
55 |
2 |
Нонан |
57 | |||
|
3 |
Гексан |
73 |
3 |
Декан |
73 | |||
|
4 |
Гептан |
115 |
4 |
Ундекан |
104 | |||
|
5 |
Октан |
188 |
5 |
Додекан |
158 | |||
,
с
,
с
Результаты анализа исследуемой смеси на хроматографах с полярной и неполярной фазами.
Таблица 2. – Результаты анализа смесей на хроматографе с неполярной фазой.
|
Задание |
№ п/п |
|
|
ПИД(2) |
ДТП(1) | ||
|
h, мм |
|
h, мм |
| ||||
|
Смесь 1 |
1 |
69,9 |
0,68 |
150 |
1,0 |
99 |
1,0 |
|
2 |
102,7 |
|
188 |
1,2 |
128 |
1,2 | |
|
3 |
128,1 |
|
177 |
1,7 |
123 |
1,7 | |
|
4 |
186,4 |
|
163 |
2,3 |
124 |
2,3 | |
|
5 |
229,7 |
|
150 |
3,0 |
117 |
3,0 | |
|
Смесь 2 |
1 |
49,1 |
0,75 |
170 |
1,0 |
104 |
1,0 |
|
2 |
78,5 |
|
232 |
1,1 |
167 |
1,1 | |
|
3 |
106,6 |
|
243 |
1,4 |
173 |
1,4 | |
|
4 |
186,4 |
|
202 |
2,1 |
138 |
2,0 | |
|
5 |
228,0 |
|
189 |
2,7 |
128 |
2,7 | |
|
Смесь 3 |
1 |
56,1 |
0,59 |
160 |
1,0 |
86 |
1,0 |
|
2 |
68,9 |
|
218 |
1,1 |
138 |
1,1 | |
|
3 |
102,7 |
|
246 |
1,3 |
146 |
1,3 | |
|
4 |
190,8 |
|
190 |
2,1 |
118 |
2,1 | |
|
5 |
353,1 |
|
160 |
3,0 |
92 |
3,0 | |
,
с
,
мм
,
мм
Таблица 3. – Результаты анализа смесей на хроматографе с полярной фазой.
|
Задание |
N п/п |
|
|
ПИД(2) |
ДТП(1) | ||
|
h, мм |
|
h, мм |
| ||||
|
Смесь 1 |
1 |
43,9 |
0,47 |
180 |
1,0 |
81 |
1,0 |
|
2 |
66,3 |
|
225 |
1,2 |
105 |
1,2 | |
|
3 |
89,6 |
|
237 |
1,9 |
123 |
1,9 | |
|
4 |
178,8 |
|
157 |
2,3 |
74 |
2,3 | |
|
5 |
306,0 |
|
174 |
3,1 |
93 |
3,1 | |
|
Смесь 2 |
1 |
46,3 |
0,68 |
390 |
1,0 |
252 |
1,0 |
|
2 |
56,0 |
|
177 |
1,1 |
98 |
1,1 | |
|
3 |
89,6 |
|
349 |
1,4 |
206 |
1,4 | |
|
4 |
108,1 |
|
117 |
2,5 |
77 |
2,5 | |
|
5 |
311,0 |
|
183 |
3,2 |
113 |
3,2 | |
|
Смесь 3 |
1 |
49,4 |
0,53 |
475 |
1,0 |
260 |
1,0 |
|
2 |
66,3 |
|
217 |
1,2 |
167 |
1,2 | |
|
3 |
73,7 |
|
136 |
1,4 |
64 |
1,4 | |
|
4 |
87,7 |
|
150 |
1,9 |
84 |
1,9 | |
|
5 |
136,6 |
|
271 |
2,1 |
138 |
2,1 | |
,
с
,
мм
,
мм
Результаты определения соответствия пиков на хроматограммах двух приборов одному и тому же исследуемому компоненту смеси.
Соответствие
пика подтверждают при отклонениях
критериев
,
и
,
измеренных на двух хроматографах не
более чем на
.
Данные представлены в таблице 4. Например,
для пика №1 (неполярная фаза) подтверждается
соответствие пика №1 (полярная фаза)
только по одному критерию
(1,13 и 1,18
).
Критерии
,
имеют различия более 10 %. При этом
соответствие оценивается в 33,3 %. Для
пика №4 два критерия
,
имеют отклонение меньше 10 %, поэтому
надежность соответствия пика 4 (неполярная
фаза) пику 3 (полярная фаза) увеличиваетсядо 66,6 %. Для пика №3 (неполярная фаза) и
пика №4 (полярная фаза) все три критерия
имеют отклонение меньше 10 % и соответствие
оценивается с надежностью 100 %.
Таблица 4. – Определение соответствия пиков на хроматограммах двух приборов одному веществу.
|
Хроматограф с неполярной фазой |
Хроматограф с полярной фазой |
Оценка соответствия % | ||||||||
|
№ пика |
|
|
|
№ пика |
|
|
|
| ||
|
1 |
0,180 |
0,169 |
1,13 |
1 |
0,208 |
0,199 |
1,18 |
33,3 | ||
|
2 |
0,210 |
0,231 |
1,03 |
2 |
0,208 |
0,204 |
0,98 |
66,6 | ||
|
3 |
0,185 |
0,200 |
0,91 |
4 |
0,171 |
0,189 |
0,95 |
100,0 | ||
|
4 |
0,220 |
0,150 |
0,66 |
3 |
0,218 |
0,148 |
0,58 |
66,0 | ||
|
5 |
0,200 |
0,250 |
0,70 |
5 |
0,195 |
0,250 |
0,68 |
100,0 | ||
Групповая идентификация.
Групповую
принадлежность анализируемых компонентов
определяют по величине разности индексов
удерживания полярной и неполярной
фазами
,
где
- индекс удерживанияi–
компонента полярной фазой;
- индекс удерживания неполярной фазой.
В таблице 5 приведены
для различных классов органических
веществ на ПЭГ – 20М и апиезон –L.
Для каждого компонента смеси с учетом
соответствия на двух фазах по табл.4.
определяется
и сравнивается со справочными данными
табл.5.
Таблица 5. – Ориентировочные пределы
изменения
исследуемых классов соединений на
колонке с ПЭГ – 20М и апиезон –L.
|
Сорбаты |
|
|
Алканы, изоалканы, цикланы |
|
|
Арены |
200-350 |
|
Алканолы 1, 2 |
400-600 |
50-70
Индивидуальная идентификация.
Индивидуальная идентификация проводится путем сравнения измеренных индексов Ковача по уравнению (1) со справочными данными с учетом их групповой принадлежности (см. Приложение). Результаты качественного анализа занести в таблицу 6.
Таблица 6. – Результаты качественного анализа.
|
Неполярная фаза |
Полярная фаза |
|
Групповая принадлеж-ность |
Индивиду-альная идентифи-кация |
Погреш-ность
| ||
|
№ пика |
|
№ пика |
| ||||
|
1 |
630 |
4 |
1050 |
420 |
алканолы |
н - бутанол |
7,1 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
|
|
|
|
|
,
%
*
В
таблице 7 в качестве иллюстрации приведен
пример индивидуальной идентификации
неизвестного компонента смеси
принадлежащего к классу алканолов
= 420.
Таблица 7. – Оценка погрешности индивидуальной идентификации.
|
Неполярная фаза |
Полярная фаза |
Претенденты (справочные данные)
|
|
| ||||||
|
№ пика |
|
№ пика |
| |||||||
|
1 |
630 |
|
Бутанол- 620 |
1,6 |
7,1 | |||||
|
Изобутанол - 584 |
7,9 |
8,4 | ||||||||
|
|
4 |
1050 |
Бутанол - 1111 |
5,5 |
| |||||
|
Изобутанол - 1055 |
0,5 |
| ||||||||
,
%
,
%
Из табл. 7 видно, что с наименьшей общей погрешностью при идентификации 7,1 % необходимо выбрать бутанол из двух рассмотренных претендентов.
Выводы:
1. Констатация в соответствии с целью работы.
2. Доказательство достоверности идентификации с оценкой погрешности.