Газовая хроматография и определение этанола в метаноле методом внутренней нормализации
Температура испарителя, …………………………………………….120–130
Расход азота, …………………………………………………………0,9–1,5
Объём вводимой пробы, ………………………………………. 0,003–0,006
ГРАДУИРОВКА ПРИБОРОВ
Для градуировки прибора готовят искусственную смесь с массовой долей этилового спирта 0,02%. Для этого в мерную колбу вместимостью 25 вносят 20 очищенного метанола и добавляют 1,0 раствора этилового спирта в метаноле, объем доводят до метки очищенным метанолом и тщательно перемешивают.
При режиме, указанном в п. 2.2.2, снимают хроматограмму искусственной смеси и вычисляют площади пиков метанола и этилового спирта (S) в квадратных миллиметрах по формуле:
,
где h – высота пика, мм;
b – ширина пика, мм;
M – масштаб записи сигнала пика.
Ширину пика определяют на половине его высоты с помощью лупы.
Допускается определять площадь пиков с помощью электронного интегратора.
Градуированный коэффициент вычисляют по формуле:
,
Где Х – массовая доля этилового спирта в искусственной смеси, %;
– массовая доля метанола в искусственной смеси, %;
S – площадь пика этилового спирта на хроматограмме искусственной смеси, ;
– площадь пика метанола на хроматограмме искусственной смеси, ;
За градуировочный коэффициент принимают среднее арифметическое пяти параллельных определений, допускаемое расхождение между наибольшим и наименьшим значением которых не должно превышать 10% относительно максимальной величины.
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
Массовую долю этилового спирта в анализируемом продукте определяют методом внутренней нормализации.
Хроматограмму снимают при режиме, указанном в п. 2.2.2.
Типовая хроматограмма метанола приведена рисунке 2.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТА
Массовую долю этилового спирта в анализируемом продукте () в процентах вычисляют по формуле:
,
где – градуировочный коэффициент;
– площадь пика этилового спирта на хроматограмме, ;
– площадь пика метанола на хроматограмме анализируемого продукта, ;
За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает допускаемое расхождение равное 10%.
Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа 10% при доверительной вероятности Р=0,95.
Допускается проводить анализ другими хроматографическими методами, обеспечивающими аналогичную точность определения.
1.3 Порядок работы прибора
В газовой хроматографии в качестве подвижной фазы используют газ, называемый газом-носителем. Неподвижная фаза может быть как твердым телом (адсорбентом), так и жидкостью (в виде плёнки, нанесённой на поверхность твердого носителя).
Устройство ввода подаёт в поток газа-носителя определенное количество анализируемой смеси в газообразном состоянии непосредственно перед колонкой.
В хроматографической колонке осуществляется разделение смеси на отдельные составляющие компоненты за счёт процессов сорбции и десорбции веществ на неподвижной фазе. При этом слабо сорбируемые вещества, будут переноситься подвижной фазой по колонке с большей скоростью и наоборот.
Из колонки разделённые компоненты смеси попадают в детектор. Детектор регистрирует присутствие веществ, отличающихся по физической или физико-химическим свойствам от газа-носителя, и преобразует возникающие изменение в электрический сигнал. Далее происходит усиление и аналого-цифровое преобразование полученного сигнала. Регистрирующий прибор (компьютер и самописец) и строит график зависимости сигнала детектора от времени, называемый хроматограммой.
Прохождение в детекторе газа-носителя без пробы на хроматограмме отражается фоновым сигналом детектора, который называется нулевой линией. Нулевая линия имеет высокочастотные колебания – шум. Изменение сигнала нулевой линии детектора во времени называется дрейфом.
При прохождении через детектор анализируемого компонента происходит отклонение уровня сигнала детектора от нулевой линии. Это отклонение отображается на хроматограмме в виде пика. Пик на хроматограмме имеет следующие характеристики:
Время удержания – время от начала анализа до выхода максимума пика. Время удержания – качественная характеристика анализируемого компонента, площадь и высота – количественной характеристики.
Площадь – область, ограниченная профилем пика и базовой линией.
Высота – расстояние от вершины пика до базовой линии.
1.4 Метод внутренней нормализации
Этот метод осуществляется в виде нескольких вариантов. В методе простой нормализации сумма площадей всех пиков принимается за 100% и концентрация любого компонента пробы рассчитывается как относительная площадь пика:
Необходимым условием применения этого метода является регистрация всех компонентов пробы и одинаковая чувствительность детектора к разным веществам. Для большинства детекторов это, в общем, справедливо, если анализируется смесь родственных соединений, молекулярные массы которых значительно не различаются или все компоненты пробы имеют большие молекулярные массы. Например, не требуется калибровка при анализе смеси циклогексана и бензола или при анализе изомеров ксилола. Этот вариант метода имеет ограниченное применение. В большинстве случаев приходится учитывать разный отклик детектора к различным веществам пробы с помощью калибровочных коэффициентов, зависящих от свойств вещества, способа детектирования, а также от конструкции детектора. В основном варианте метода расчет проводится с учетом калибровочных коэффициентов: