
- •Глава 11 Специальные методы анализа состава и структуры веществ
- •11.1 Методы рентгеновского анализа
- •11.1.1 Рентгенофазовый анализ (метод рфа)
- •11.1.2 Условия возникновения дифракции на кристаллах
- •11.1.3 Дифракция на кристаллах. Понятие элементарной ячейки.
- •11.1.4 Рентгеноспектральный анализ (рса)
- •11.2 Масс-спектрометрия и ее применение в анализе
- •11.2.2 Техника проведения масс-спектрометрии.
- •11.2.2 Понятие массы в масс-спектрометрии
- •11.2.3 Типы дефрагментации молекул при воздействии эу
- •11.2.4 Примеры идентификации масс-спектров
- •11.3 Ядерный магнитный резонанс (метод ямр).
- •11.3.1 Техника получения спектров ямр
- •11.3.2 Основные характеристики спектра ямр
- •11.3.3 Основные правила анализа спектров ямр (пмр)
- •11.3.4 Химические сдвиги в отдельных классах органических соединений
- •11.3.4 Пример анализа спектра пмр
- •11.4 Гибридные методы анализа
- •11.4.1 Общее понятие «гибридных (комплексных) методов анализа»
- •11.4.2 Примеры применения гибридных установок.
11.3.4 Пример анализа спектра пмр
Рассмотрим спектр ПМР на примере уксусной кислоты (рисунок 11.41)
Рисунок 11.41 Спектр ПМР уксусной кислоты
(интегральная и дифференциальная кривые)
Анализ этого
спектра показывает, что в соединении
имеется два типа протонов с неэквивалентной
экранировкой. Согласно корреляционным
диаграммам (рисунок 11.37-а,б),
слабоэкранированный протон может
принадлежать гидроксогруппе (
м.д.).
Полоса при
2
может относиться к протонам метильной
группы со структурой типа
,
но с более слабой экранировкой, что
указывает на наличие заместителя (ОН)
в радикале. Из сравнения интегральных
кривых и мультиплетности (имеем только
синглетные полосы) следует, что число
эквивалентных протонов в группе равно
3, а это еще раз подтверждает версию о
наличии метильной группы. Высокая
интенсивность сигналов и влияние
радикала на значение
метильной группы показывает, что длина
углеродной цепочки между нею и заместителем
менее 3-х углеродных атомов.
11.4 Гибридные методы анализа
Современная промышленная аналитическая лаборатория – это высоко компьютеризированный комплекс, предназначенный для решения не только чисто практических задач рутинного анализа, но и предназначенный для получения новой, иногда, чисто научной информации. Это немаловажно для эффективного внедрения научных разработок, быстрой адаптации производства к переходу на выпуск других марок продукции. В качестве основы такой лаборатории используются современные виды инструментального анализа, как в оригинальном исполнении, например хроматографы, спектрометры, масс-анализатор, установки электрохимического анализа, так и в виде комплексов (гибридных установок). Для повышения эффективности обработки информации их связывают в единую локальную сеть, оборудованную информационно-управляющей системой (LIMS). Пример такого типа лаборатории показан на рисунке 11.40.
Рисунок 11.42 Пример использования локальной сети (LIMS)
в стандартной аналитической лаборатории
11.4.1 Общее понятие «гибридных (комплексных) методов анализа»
Под термином «гибридные (комплексные) методы» понимают сочетание двух и более индивидуальных аналитических методов, в результате которого получают новое, более эффективное средство анализа. Наиболее эффективным оказалось сочетание методов разделения и анализа веществ. Достоинством большинства гибридных систем является возможность проведения анализа в режиме on-line.
Основной сложностью при гибридизации является выбор подходящего интерфейса, но данная проблема, благодаря компьютеризации, сейчас успешно решается. Качествами гибридной установки обладают системы, начиная от сочетания двух спектральных или двух хроматографических (ЖХ-ГЖХ) методов и, кончая, более сложными устройствами, например хромато-масс-спектрометрами, ЯМР-хромато-масс-спектрометр и т.д. (рисунок 11.43)
Рисунок 11.43 Пример компоновки блоков при гибридизации на базе
ЯМР-спектрометра с использованием разделения фракций по методу ЖХ,
детектированием фаз на УФ-спектрометре и с дополнительным выходом
на масс-спектрометр.
В большинстве таких установок хроматограф выполняет функцию метода разделения, а спектральный прибор – высоко чувствительного анализатора состава и (или) структуры. Однако хроматография далеко не всегда может быть эффективна при разделении многокомпонентных многофазных систем. Согласно данным Хиршвельда, колонка с эффективностью 1000 теоретических тарелочек не может качественно работать при числе компонентов более 14! На практике данное ограничение обходят, введя ступенчатое разделение, используя такой высокоэффективный метод разделения, как экстракция, либо сочетанием различных, по механизму извлечения, хроматографических методов. Данная процедура уже хорошо отработана и нередко включается в этап пробоподготовки. В таблице 11.8 приведены наиболее часто встречающиеся сочетания методов при гибридизации установок.
Таблица 11.8. Сочетание методов в современных гибридных установках
-
ГХ
ЖХ
СФХ
ТСХ
капиллярный электрофорез
МС
**
**
*
*
**
ИК
**
**
*
**
*
Оптические методы
**
*
*
атомная адсорбция
*
**
ЯМР
**
Флуоресцентный анализ
**
**
**
**
УФ- и видимая спектроскопия
*
**
**
**
** – установки, имеющиеся в продаже; * – установки на стадии исследований.