Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 309
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет результатов хроматографического анализа.
В связи с тем, что площадь (высота) каждого хроматографического пика пропорциональна концентрации компонента, соответствующего этому пику, возможно количественное определение содержания компонентов, входящих в состав смеси.
Количественный анализ ведут тремя способами: абсолютной калибровки, внутреннего стандарта и нормализация площадей пиков.
Метод абсолютной калибровки заключается в построении графика зависимости высоты или площади пика от содержания веществ. Метод, несмотря на трудоемкость, находит наибольшее применение.
При определении методом внутреннего стандарта можно пользоваться графическим способом, получая зависимость отношения площадей определяемого вещества и внутреннего стандарта от отношения масс обоих веществ. При использовании этого метода исключаются ошибки, которые связаны с изменением температуры или скорости газа-носителя.
Метод нормализации площадей заключается в том, что сумму площадей всех пиков с учетом поправочных коэффициентов применяют за 100 %. Этот метод прост, но может быть использован тогда, когда все компоненты известны и полностью разделены. При анализе воздушной среды этот метод не применяют.
-
Жидкостная хроматография
Жидкостная хроматография – это метод разделения и анализа сложных смесей веществ, в котором подвижной фазой служит жидкость. Он применим для разделения более широкого круга веществ, чем метод газовой хроматографии. Это связано с тем, что большинство веществ не обладает летучестью, многие из них неустойчивы при высоких температурах и разлагаются при переводе в газообразное состояние.
Жидкостную хроматографию применяют для качественного и количественного анализа полициклических ароматических углеводородов, полимеров аминокислот, поверхностно активных веществ, антиоксидантов, жиров, углеводов. Жидкостная хроматография основана на взаимодействии, возникающем при движении жидкой фазы сквозь неподвижной слой сорбента, обладающего большой суммарной поверхностью.
В жидкостной хроматографии применяют высокоэффективные аналитические колонки и препаративные.
В качестве неподвижной фазы используют воду, а в качестве подвижной – органические растворители. В том случае, когда неподвижная фаза – неполярная, а подвижная – полярная, говорят о жидкостной хроматографии с «обращенными фазами». Подвижная фаза должна быть селективной по отношению к анализируемым веществам и иметь малую вязкость, чтобы обеспечить меньший перепад давления на колонке и увеличивать скорость массопередачи.
В качестве подвижной фазы используют органические растворители и инертные носители.
В жидкостной хроматографии применяют пористые носители: силикагель, хромосорб, биосил с удельной поверхностью более 50 м2/г и диаметром частиц 5-50 мкм, а также носители с поверхностной пористостью: зипакс, корасил и другие с толщиной активного слоя 1-3 мкм.
-
Ионная хроматография
Ионная хроматография – высокоэффективная жидкостная хроматография для разделения катионов и анионов на ионообменниках низкой емкости.
Широкое распространение ионной хроматографии обусловлено:
-
возможность определять большое число неорганических и органических ионов, а также одновременно определять катионы и анионы; -
высокая чувствительность определения (до 1 нг/мл без предварительного концентрирования); -
высокая селективность и экспрессность; -
малый объем анализируемой пробы (не более 2 мл образца); -
широкий диапазон концентраций (от 1 нг/мл до 10000 мг/л; -
во многих случаях отсутствие предварительной пробоподготовки
Метод объединяет ионообменную хроматографию, включающую последовательное использование двух колонок, с кондуктометрическим детектированием. В основу ионной хроматографии положено элюентное ионообменное разделение ионов на первой (разделяющей) колонке с последующим подавлением фонового сигнала элюента на второй (подавляющей) ионообменной колонке.
Колонки заполняют неподвижными фазами, содержащими в своей структуре ионогенные группы, способные к реакции обмена. В качестве элюантов используют растворы хлороводородной и азотной кислот, гидрохлорида пиридина.
В последнее время развивается ионная хроматография без подавления фонового сигнала элюента и с различными способами детектирования (фотометрический, атомно-абсорбционный, ионоселективные электроды).
К достоинствам ионной хроматографии относят: низкий предел определения (10-3 мкг/мл), высокую селективность анализа, возможность одновременного определения неорганических и органических ионов, экспрессность, широкий диапазон определяемых концентраций.
-
Хроматография в тонком слое и на бумаге
Метод хроматографического разделения веществ в тонком слое сорбента и на бумаге основан на различной адсорбционной способности и растворимости веществ.
В качестве неподвижной фазы в тонкослойной хроматографии используют силикагель, оксид алюминия, ионообменные смолы с добавками крахмала, гипса, а для бумажной хроматографии используют специальную хроматографическую бумагу. Распределение веществ на пластине и бумаге происходит с помощью растворителя. Анализируемую пробу наносят на стартовую линию микрошприцем или микропипеткой. Пластину и бумагу с нанесенными пробами для разделения помещают в закрытую камеру, содержащую растворитель, который перемещается по слою сорбента или по бумаге под действием капиллярных сил. Компоненты анализируемой смеси перемещаются вместе с растворителем с различными скоростями. По окончании разделения хроматограмму вынимают из камеры и растворитель испаряют. Определяемые вещества проявляются на хроматограмме в виде зон или пятен.
Количественную оценку проводят на пластинке или бумаге с помощью планиметра или путем снятия окрашенного пятна с хроматограммы, экстракции определяемого вещества растворителем, измерения его содержания аналитическим методом.
-
Фотометрия
Фотометрия (от греч. photos – свет и metreo – измеряю) представляет собой метод количественного анализа, особенно для определения микроколичеств веществ. Метод дает возможность определить концентрацию веществ в растворе в тех случаях, когда вещество имеет собственную окраску либо приобретает окраску путем воздействия на него соответствующего химического реагента.
Сущность фотометрического анализа заключается в следующем: определяют уменьшение интенсивности потока монохроматического света после прохождения его через определенной толщины слой окрашенного раствора и, учтя законы поглощения, делают вывод о концентрации растворенного вещества. Основной закон Бугера-Ламберта-Бера определяет зависимость между поглощением излучения раствором и концентрацией в нем поглощаемого вещества.
Атомно-абсорбционный анализ
Атомно-абсорбционная спектрометрия – метод количественного элементного анализа, основанный на измерении поглощения невозбужденными атомами определяемого элемента, находящимися в состоянии атомного пара. В ходе анализа часть анализируемого образца переводится в состояние атомного пара. Сквозь этот пар пропускают излучение, характеристическое для определяемого элемента. Свободные атомы, находящиеся в атомном паре, поглощают часть квантов света пропускаемого излучения. Измеряя интенсивность поглощения, можно определить содержание определяемого элемента в анализируемом образце.
-
Методы определения и расчёт содержания химических веществ в воздухе
Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника либо с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола при работе стоя или 1 м при работе сидя). Если рабочее место непостоянное, отбор проб проводят там, где рабочий находится большую часть своего времени.
Устройства для отбора проб воздуха могут размещаться в фиксированных точках рабочей зоны (стационарный метод) или закрепляться непосредственно на одежде работника (персональный мониторинг)
Стационарный метод отбора проб применяют для решения следующих задач:
-
гигиенической оценки источников загрязнения воздуха рабочих зон (технологических процессов и производственного оборудования); -
гигиенической оценки эффективности вентиляционных систем; -
определения соответствия фактических уровней содержания вредных веществ их предельно допустимым концентрациям.
Персональный мониторинг концентраций вредных веществ в зоне дыхания работающих рекомендуется применять в тех случаях, когда выполнение трудовых операций проводится на непостоянных рабочих местах.
Измерение максимально разовой концентрации (Км) осуществляется на участках, характеризующихся постоянством технологического процесса, значительным количеством идентичного оборудования или аналогичных рабочих мест при выполнении тех операций, когда в воздух рабочей зоны поступает наибольшее количество вредного вещества.
Длительность отбора одной пробы воздуха определяется методом анализа и зависит от концентрации вещества в воздухе рабочей зоны в воздухе.
Персональный мониторинг концентраций вредных веществ в зоне дыхания работающих рекомендуется применять в тех случаях, когда выполнение трудовых операций проводится на непостоянных рабочих местах.
Измерение максимально разовой концентрации осуществляется на участках, характеризующихся постоянством технологического процесса, значительным
количеством идентичного оборудования или аналогичных рабочих мест при выполнении тех операций, когда в воздух рабочей зоны поступает наибольшее количество вредного вещества.
Длительность отбора одной пробы воздуха определяется методом анализа и зависит от концентрации вещества в воздухе рабочей зоны.
При контроле за максимальными концентрациями, если методы анализа позволяют отобрать несколько (2-3 и более) проб в течение 15 мин, вычисляют среднеарифметическую (при равном времени отбора отдельных проб) или средневзвешенную (если время отбора проб разное) величину из полученных результатов, которую сравнивают с предельно допустимой концентрацией.
Периодичность контроля в зависимости от класса опасности вредного вещества рекомендуется: для I класса опасности - не реже раза в 10 дней, II класса - раз в месяц, III - раз в месяц, IV класса - раз в 6 месяцев.
Определение среднесменной концентрации проводится как для конкретного работника, так и для группы рабочих, подвергающихся влиянию одного и того же источника вредного воздействия, выполняющих одни и те же трудовые операции.
В этом случае измерение проводят не менее чем для 10% работников этой группы. Среднесменные концентрации измеряют не только для рабочих основных профессий, но и для вспомогательного персонала, который по характеру работы может подвергаться действию вредных веществ (слесари, ремонтники, электрики)
-
Способы извлечения химических веществ из отобранной пробы
Экстракция растворителями
Этот способ наиболее простой по выполнению, однако в большинстве случаев требуются значительные затраты времени. В качестве экстрагентов применяют как органически, так и неорганические растворители, которые должны удовлетворять определенным требованиям: хорошо растворять анализируемые вещества, иметь высокую степень чистоты, не вступать в реакции с исследуемыми веществами и быть нетоксичными
Способ извлечения сводятся к следующему: адсорбент или фильтр с отобранной пробой помещают в герметично закрытую емкость с растворителем на время, достаточное для полного извлечения сконцентрированных веществ.
После фильтрации экстракт анализируют.Для десорбции органических веществ, сконцентрированных на твердых адсорбентах – активном угле, силикагеле, цеолите, полимерных материалах, чаще других применяют органические растворители. Примеси, присутствующие в воздухе в виде аэрозоля твердых частиц, или паров высокомолекулярных соединений (например, ПАУ, пестицидов, фталатов), извлекают бензолом, метанолом, сероуглеродом, гексаном в аппарате Сосклета в течении 8-10 ч. Мерой извлечения адсорбированного на твердом сорбенте (например, на активном угле) вредного вещества является степень десорбции, которую устанавливают в динамическом или статическом режиме. Она должна составлять от 75 до 100%.