5.2. Хроматографические параметры
Хроматограмма (зависимость сигнала детектора от времени) состо- ит из следующих частей (рис. 5.2): 1 – нулевая линия, полученная при регистрации сигнала детектора; 2 – пик несорбирующегося компонента; 3 – пик, полученный при регистрации сигнала во время выхода опреде- ляемого компонента.
Рис. 5.2. Общий вид хроматограммы
Пик ограничивается фронтом, соответствующим возрастанию кон- центрации компонента до максимальной, и тылом, отвечающим убыва- нию концентрации компонента. Расширение полосы компонента по ме- ре прохождения ее через колонку, ведущее к получению широкого хро- матографического пика, называют размытием пика. Размытие может быть симметричным и асимметричным (образуется пик с размытым фронтом или с размытым тылом). Степень размывания хроматографи-
172
ческого пика определяет эффективность колонки. Чем эффективнее ко- лонка, тем уже пик, тем большее число компонентов можно разделить за более короткое время (время анализа сокращается).
Рис. 5.3. Кривая элюирования
Рассмотрим основные хроматографические параметры, характери- зующие поведение вещества в колонке (рис. 5.3):
1) tR – время удержания (элюирования) от момента ввода до мак- симума пика.
Время удержания складывается
SmR ttt , (5.1)
где tm – время пребывания вещества в подвижной фазе; ts – в неподвиж- ной фазе.
tR – не зависит от количества пробы, а зависит от природы веще- ства и сорбента, а так же упаковки сорбента.
Для характеристики истинной удерживающей способности вводят исправленное время удержания
R t
mRR ttt ; (5.2)
2) VR – удерживаемый объем подвижной фазы, который нужно пропустить через колонку, чтобы элюировать вещество
FtV RR
, (5.3)
где F – объемная скорость потока, см 3 /c;
3) Vm – объем подвижной фазы между точкой ввода пробы и точ- кой ее обнаружения для вымывания не сорбируемого компонента (мертвый объем):
FtV mm
. (5.4)
Мертвый объем включает: свободный объем колонки, объем доза- тора, детектора и коммуникации между ними;
173
4) соответственно исправленный объем:
mRR VVV . (5.5)
При постоянных условиях (скорость потока, давление, температу- ра, состав фаз) значения tR и VR строго воспроизводимы и могут быть использованы для идентификации веществ;
5) количество вещества можно найти по площади под кривой элюирования
0
cdm , (5.6)
где c – концентрация; 6) полезным параметром в хроматографии может быть коэффи-
циент удержания
R
m
R
m
m
R
V V
t t
tL tL
R . (5.7)
Это отношение скорости движения вещества к скорости движения в подвижной фазе, где L – длина колонки.
Величина R показывает, какую долю времени вещество находится в подвижной фазе.
mSSm
m
tt1 1
tt t
R . (5.8)
Для неудерживаемого вещества tR = tm и R = 1, если tm = ts, то R = 0,5;
7) процесс распределения вещества между двумя фазами харак- теризуют коэффициентом распределения:
mS ccD ;
8) коэффициент емкости
m
S
mm
SS
m
S
V V
D Vc Vc
t t
K . (5.9)
Коэффициент емкости К' варьируется от 1,5 до 4. Если K' мало, то вещество слабо удерживается и продвигается по
колонке с той же скоростью, что и подвижная фаза. Если K' велико, то время пребывания вещества в колонке будет
большим и анализ потребует много времени. Исправленный удерживаемый объем связан с коэффициентом рас-
пределения D
174
SmRR DVVVV . (5.10)
Выше перечисленные уравнения – основные уравнения хромато- графии.
Важной характеристикой в бумажной распределительной хромато- графии является величина Rf
ff xxR , (5.11)
где х – смещение зоны компонента; хf – смещение фронта растворителя. При идеальных условиях коэффициент Rf определяется только приро- дой вещества, параметрами бумаги и свойствами растворителей. При достаточном постоянстве условий опыта и не слишком больших колебаниях в составе смеси этот коэффициент постоянный и может быть использован для идентификации компонента смеси. Качественный состав пробы в методе бумажной распределительной хроматографии может быть установлен по специфической окраске отдельных пятен на хроматограмме либо по числовому значению Rf каждого компонента. Количественные определения в распределительной хроматографии вы- полняются по хроматографическим характеристикам (площадь пятна на хроматограмме и интенсивность его окраски) либо по методу вымыва- ния. В последнем случае хроматограмму разрезают на отдельные части по числу пятен, каждое пятно обрабатывают соответствующим экстра- гентом и определяют количество экстрагированного вещества любым подходящим методом, например фотометрическим, полярографиче- ским.
- Глава 1. Отбор и подготовка пробы к анализу
- 1.1. Отбор пробы
- 1.2. Отбор пробы газов
- 1.3. Отбор проб жидкостей
- 1.4. Отбор пробы твердых веществ
- 1.5. Способ отбора
- 1.6. Потери при пробоотборе и хранение пробы
- 1.7. Подготовка пробы к анализу
- Глава 2. Статистическая обработка результатов
- 2.1. Погрешности химического анализа. Обработка результатов измерений
- 2.2. Систематическая ошибка
- 2.3. Оценка точности и правильности измерений при малом числе определений
- 2.4. Доверительный интервал и доверительная вероятность (надежность)
- 2.5. Аналитический сигнал. Измерение
- Глава 3. Спектральные методы исследования веществ
- 3.1. Абсорбционная спектроскопия
- 3.1.1. Фотометрический анализ
- 3.1.1.1. Выбор длины света и светофильтра в фотометрическом анализе
- 3.1.1.2. Основные приемы фотометрического анализа
- 3.1.1.3. Анализ смеси окрашенных веществ
- 3.1.1.4. Аппаратура, используемая в анализе
- 3.1.1.5. Нефелометрия и турбидиметрия
- 3.1.2. Атомно-абсорбционная спектроскопия
- 3.1.2.1. Основы метода
- 3.1.2.2. Аппаратура, используемая в анализе
- 3.2. Эмиссионный спектральный анализ
- 3.2.1. Происхождение эмиссионных спектров
- 3.2.2. Источник возбуждения
- 3.2.3. Качественный анализ
- 3.2.4. Количественный анализ
- 3.2.5. Схема проведения аэса
- 3.2.6. Аппаратура, используемая в анализе
- 3.2.6.1. Принцип работы универсального стилоскопа
- 3.2.6.2. Принцип работы спектрографа
- 3.2.6.3. Принцип работы микрофотометра
- 3.3. Фотометрия пламени
- 3.3.1. Чувствительность анализа
- 3.3.2. Количественное определение элементов
- 3.3.3. Измерение интенсивности излучения
- 3.3.4. Методы определения концентрации растворов в фотометрии пламени
- 3.4. Методы колебательной спектроскопии. Ик-спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния
- 3.4.1. Основы методов
- 3.4.2. Спектры ик и комбинационного рассеяния (кр)
- 3.4.3. Аппаратура, используемая в анализе
- 3.5. Люминесцентный анализ
- 3.5.1. Классификация и величины, характеризующие люминесцентное излучение
- 3.5.2. Основы метода
- 3.5.3. Аппаратура, используемая в анализе
- 3.6. Рентгеновская спектроскопия
- 3.6.1. Основные методы
- 3.6.1.1. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
- 3.6.1.2. Рентгеновский спектр
- 3.6.2. Рентгено-эмиссионный анализ
- 3.6.2.1. Качественный анализ
- 3.6.2.2. Количественный анализ
- 3.6.2.3. Аппаратура
- 3.6.3.2. Аппаратура метода
- 3.6.4. Рентгено-абсорбционный анализ
- 3.6.5.1. Основы метода
- 3.6.5.2. Аппаратура
- 3.7. Радиоспектроскопические методы
- 3.7.1. Основы метода
- 3.7.2. Электронный парамагнитный резонанс
- 3.7.3. Ядерно-магнитный резонанс
- 3.7.3.1. Основы метода
- 3.7.3.2. Аппаратура
- 3.7.4. Ядерный квадрупольный резонанс
- 3.7.5. Другие методы радиоспектроскопии
- 3.8. Ядерная спектроскопия
- 3.8.4. Нейтронная спектроскопия
- 3.9. Лазерная спектроскопия
- 3.10. Электронная спектроскопия
- 3.10.1. Фотоэлектронная спектроскопия
- 3.10.2. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронов
- 3.11. Вакуумная спектроскопия
- 3.12. Ультрафиолетовая спектроскопия
- Глава 4. Масс-спектрометрический метод анализа
- 4.1. Принцип действия масс-спектрометра
- 4.2. Виды масс-анализаторов
- 4.3. Элементный анализ
- 4.4. Интерпретация масс-спектров
- Глава 5. Хроматографические методы
- 5.1. Классификация хроматографических методов
- 5.2. Хроматографические параметры
- 5.3. Теория хроматографического разделения
- 5.4. Теория теоретических тарелок
- 5.5. Кинетическая теория хроматографии
- 5.6. Аппаратура
- 5.7. Качественный анализ
- 5.8. Количественный анализ
- 5.9. Газовая хроматография
- 5.9.1. Газотвердофазная хроматография
- 5.9.2. Газожидкостная хроматография
- 5.10. Жидкостная хроматография
- Глава 6. Электрохимические методы
- 6.1. Основные понятия электрохимии
- 6.1.1. Электрохимическая ячейка и ее электрический эквивалент
- 6.1.2. Индикаторный электрод и электрод сравнения
- 6.1.3. Гальванический элемент
- 6.1.4. Электрохимические системы
- 6.1.4.1. Равновесные электрохимические системы
- 6.1.4.2. Неравновесные электрохимические системы
- 6.2. Потенциометрия
- 6.2.1. Прямая потенциометрия (ионометрия)
- 6.2.2. Потенциометрическое титрование
- 6.2.3. Аппаратура
- 6.3. Кулонометрия
- 6.3.1. Прямая кулонометрия
- 6.3.2. Кулонометрическое титрование
- 6.4. Вольтамперометрия
- 6.4.1. Амперометрическое титрование
- 6.4.2. Титрование с двумя индикаторными электродами
- 6.5. Кондуктометрический метод анализа
- Глава 7. Методы термического анализа
- 7.1. Термогравиметрия и дтг
- 7.2. Метод дифференциального термического анализа
- 7.3. Дифференциальная сканирующая калориметрия
- 7.4. Дериватография
- 7.5. Дилатометрия и другие термические методы анализа
- Глава 8. Дифракционные методы анализа
- 8.1. Основы теории дифракции
- 8.2. Методы дифракционного анализа
- Глава 9. Микроскопические методы анализа
- 9.1. Световая микроскопия
- 9.2. Электронная микроскопия
- 9.2.1. Растровая электронная микроскопия
- 9.2.1.1. Аппаратура метода рэм
- 9.2.1.2. Использование вторичных и отраженных электронов в рэм
- 9.2.1.3. Типы контраста в растровой электронной микроскопии
- 9.2.1.4. Выбор условий работы рэм и подготовка образцов
- 9.2.1.5. Объекты исследования и их подготовка
- 9.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия
- 9.2.2.1. Общая характеристика пэм
- 9.2.2.2. Аппаратура метода
- 9.2.2.3. Разновидности метода пэм
- 9.3. Сканирующие зондовые методы исследования
- 9.3.1. Сканирующая туннельная микроскопия
- 9.3.2. Атомно-силовая микроскопия
- 9.3.3. Магнитосиловая зондовая микроскопия
- 9.3.4. Сканирующая микроскопия ближней оптической зоны
- Глава 3. Спектральные методы исследования веществ .................................................................................................... 25
- Глава 4. Масс-спектрометрический метод анализа ....................................................................................................................... 152
- Глава 6. Электрохимические методы .............................. 193 6.1. Основные понятия электрохимии .............................................. 194