3.5. Методы расчета хроматограмм
Хроматограмма - это графическое изображение процесса распределения веществ в элюате.
Основные параметры хроматограмм являются:
время удерживания t (не зависит от количества пробы, но зависит от природы вещества и сорбента, а также от его упаковки, то есть меняется в зависимости от колонки);
удерживаемый объем ;
коэффициент распределения;
коэффициент емкости.
Основой идентификации (качественного определения) веществ на хроматограмме является время удерживания, которое определяют по стандртным веществам. Совпадение величин удерживания стандартного и неизвестного соединений свидетельствует о том, что эти соединения могут быть идентичными.
В гомологическом ряду органических соединений существует закономерность изменения параметров удерживания. Если установлено, что соединение относится к данному гомологическому ряду, то для его идентификации достаточно знать характеристики удерживания нескольких членов этого ряда.
Иногда для идентификации используют химические реакции до и после хроматографирования, используя для этого отобранные фракции элюата.
Количественный хроматографический анализ основан на измерении высоты или площади хроматографического пика, поскольку эти параметры пропорциональны концентрации или количеству вещества в хромато-графической зоне. Измерение высот проще и точнее, особенно для веществ с малым временем удерживания и симметричным острым пиком. Однако на практике чаще измеряют площади пиков, так как они мало подвержены влиянию нестабильности экспериментальных условий.
Для расчета количественного состава пробы используют следующие методы:
метод нормировки (с использованием или без использования поправочных коэффициентов),
метод внутреннего стандарта,
- метод внешнего стандарта (абсолютной градуировки).
Измерение компонентного состава газов выполняют методами газоадсорбционной (водород, кислород, азот, оксид углерода) и газожидкостной хроматографии (углеводороды ряда С1 - С7) с использованием метода абсолютной градуировки по площадям хроматографических пиков.
Продолжительность одного анализа при измерении концентрации водорода - 3 мин, неуглеводородных компонентов (кислорода, азота, окиси углерода) - 20 мин., углеводородов ряда С1 - С7 - 85 мин. Суммарное время анализа - 90 мин.
Измерения полного состава газов проводят одновременно на двух хроматографах с тремя независимыми каналами разделения и детектирования: на одном хроматографе проводят измерение объемной доли водорода, на другом - остальных компонентов, но на двух независимых каналах.
3.6. Методы расчета концентраций
Эта операция обработки относится к этапу определения количественных характеристик хроматографического анализа, а именно к расчету реальных значений концентраций исследуемых веществ.
Существует четыре основных метода расчета концентраций: нормализация, внутренняя нормализация, внутренний стандарт и абсолютная градуировка.
Нормализация – метод наиболее простой из всех существующих, основанный на двух допущениях: все компоненты пробы элюируют из колонки и чувствительность детектора ко всемкомпонентам одинакова.
Концентрация веществ (Сj, % вес) в этом случае прямо пропорциональна площади (Sj) соответствующих хроматографических пиков:
Внутренняя нормализация – метод предполагающий, что все компоненты смеси элюируют из колонки. Однако, в этом случае при расчете концентраций учитывается чувствительность детектора к каждому из веществ, т. е. предполагается, что все компоненты идентифицированы и определены значения их поправочных коэффициентов. В этом случае концентрация рассчитывается следующим образом:
где Kj – поправочный коэффициент для j-ой компоненты.
Внутренний стандарт – данный метод подразумевает добавление к анализируемой пробе известного количества вещества сравнения (стандартного вещества), используемого в качестве опорного при вычислении концентрации других веществ. В этом случае имеется возможность проводить расчет и при неполном элюировании веществ из колонки.
В этом случае значение концентрации определяется по следующей формуле:
где Мпр. – масса исходной пробы, Мст. – масса стандартной пробы.
Абсолютная градуировка – этот метод применяется в основном при определении одного или нескольких компонентов смеси, при этом не все вещества в пробе могут элюировать в процессе разделения.
Концентрацию исследуемого вещества рассчитывают по формуле:
