Файл: 2347_EI.pdf

16 

С

i 

=100 r К

i 

Q

i 

/К

ст

Q

ст

, 

где  К

i 

и  К

ст 

–  относительные  поправочные  коэффициенты  к  площади  пиков i-

компонента и внутреннего стандарта; 

Q

i 

и Q

ст 

– площади соответствующих пиков; 

r – отношение массы внутреннего стандарта к массе анализируемой смеси. 

Относительные  поправочные  коэффициенты  определяют  на  основании 

анализа  смеси  стандарта  с  данным  компонентом  с  известной  концентрацией. 
Для  стандартного  вещества  поправочный  коэффициент  обычно  принимают 
равным 1. в этом случае расчет С

i 

выполняют по формуле: 

С

i 

=100 r К

i 

Q

i 

/Q

ст

. 

Относительные  поправочные  коэффициенты  к  площадям  пиков  мало 

зависят от параметров процесса, поэтому имеются многочисленные справочные 
данные  по  относительным  поправочным  коэффициентам  различных  классов 
соединений  для  наиболее  широко  применяемых  в  ГХ  детекторов.  Обычно 
стандартным веществом выбирается бензол. 

Метод  внутреннего  стандарта  особенно  удобен  в  тех  случаях,  когда 

отсутствуют  чистые  вещества  для  приготовления  эталонных  смесей. 
Использование 

табличных 

значений 

относительных 

поправочных 

коэффициентов  также  значительно  сокращает  трудоемкость  анализа.  Основная 
трудоемкость  данного  метода  заключается  в  выборе  и  точной  дозировке 
стандартного вещества. 

Метод внутренней нормализации основан на определении соотношений 

между  концентрациями  компонентов  смеси.  Поэтому  необходимым  условием 
определения  содержания  какого-либо  вещества  в  смеси  является  регистрация 
всех  компонентов.  Расчет  состоит  в  приведении  к 100 % суммы  произведений 
площадей  пиков Q на  относительные  поправочные  коэффициенты K, 
обусловленные чувствительностью детектора к данному компоненту: 

                   n 

C

i 

= 100% K

i 

Q

i 

/ ∑ (K

i 

Q

i

). 

i=1 

Метод  внутренней  нормализации  также  часто  осуществляют  без 

специальной  градуировки  с  использованием  литературных  данных  по 
относительным поправочным коэффициентам. 

Достоинство  метода  внутренней  нормализации  заключается  в  том,  что 

искажения, имеющиеся в одинаковой степени у всех пиков, в конечном счете не 
влияют  на  точность  результатов.  Ошибки  метода  связаны  с  постепенным 
изменением режима в процессе анализа [1]. 

17 

ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА СМЕСИ УГЛЕВОДОРОДОВ 

Для  проведения  опыта  берут  смесь  известных  газов.  В  данном  случае, 

поскольку колонку подбирается так, чтобы произошло разделение всех веществ, 
можно воспользоваться методом внутренней нормализации. 

Анализируемую 

смесь 

нормальных 

парафинов 

и 

ароматических 

углеводородов  вводят  с  помощью  микрошприца  в  нагретый  испаритель 
хроматографа, 

соединенный 

с 

рабочей 

колонкой. 

Результаты 

хроматографического  разделения  регистрируют  на  диаграммной  ленте 
самописца. Одновременно с помощью секундомера измеряют время от момента 
ввода 

пробы 

до 

момента 

выхода 

максимума 

каждого 

пика. 

Хроматографирование  анализируемой  смеси  проводят  до 10 раз.  Выпадающие 
результаты выбраковываются, оставшиеся заносят в таблицу журнала опыта. 

Затем  в  хроматографическую  колонку  вводят 3–5 раз  пробу  чистого 

бензола  и  пробу  несорбирующего  газа  (воздух),  каждый  раз  фиксируя  по 
секундомеру время удерживания.  

Обработку 

результатов 

начинают 

с 

идентификации 

всех 

хроматографических 

пиков. 

Первым 

идентифицируется 

бензол. 

Ему 

соответствует  тот  пик,  для  которого  время  удерживания  соответствует  времени 
удерживания  чистого  бензола.  Бензол  является  стандартным  веществом, 
относительно которого для всех остальных пиков рассчитывается относительное 
удерживание. 

Идентификацию  остальных  пиков  хроматограммы  проводят  путем 

сравнения рассчитанных значений с табличными [1]. 

Риc. 6. Хроматограмма смеси н-парафинов С

6 

– С

10 

и ароматических углеводородов C

6

 – C

8 

: 

1 – н-гексан, 2 – н-гептан, 3 – н-октан, 4 – н-нонан, 5 – н-декан,  

6 – бензол, 7 – толуол, 8 – м-ксилол 

18 

После  того,  как  будет  установлено  соответствие  пиков  индивидуальным 

соединениям,  проводят  расчет  площадей  пиков  для  каждого  компонента  смеси. 
Для этого линейкой измеряют высоту пика от нулевой линии до максимума пика 
h,  затем  делят  данный  отрезок  пополам  и  измеряют  ширину  пика  на  половине 
его высоты μ

0,5 

.  

Площадь пика рассчитывается как произведение  

Q = h * μ

0,5

, 

где h – высота пика, мм; 

h * μ

0,5 

– ширина пика на уровне половины высоты, мм. 

Расчет  площадей  пиков  проводят  для  всех  хроматограмм,  отобранных  в 

ходе анализа (прил. 1). Все рассчитанные площади пиков заносят в табл. 4. 

Пользуясь  литературными  данными  по  относительным  поправочным 

коэффициентам,  приведенным  в  табл. 3, для  каждого  пика  рассчитывают 
произведение  K

i

Q

i 

  и  затем  для  каждой  хроматограммы  находят  сумму 

произведений ∑ (K

i 

Q

i

) для всех пиков. Полученные данные заносят в табл. 4. 

Концентрацию  каждого  компонента, % масс,  находят  для  каждой 

повторности по формуле: 

                   n 

C

i 

= 100% K

i 

Q

i 

/ ∑ (K

i 

Q

i

). 

i=1 

Итоговую  концентрацию  каждого  компонента  в  анализируемой  смеси 

находят как среднее арифметическое значений повторностей. 

Таблица 3 

Значения относительного удерживания r и относительных поправочных 

коэффициентов К

в 

 для нормальных парафинов С

6 

– С

10 

и ароматических углеводородов C

6

 – C

8 

(стандарт - бензол) 

Сорбат  

r 

К

вi

н-гексан 0,06 

0,89 

н-гептан 0,11 

0,91 

н-октан 0,19 

0,94 

н-нонан 0,31 

0,95 

н-декан 0,52 

0,95 

бензол 1,00 

1,00 

толуол 1,62 

0,99 

м-ксилол 2,55 

1,03 

19 

Таблица 4 

Количественное содержание компонентов 

 в анализируемой смеси 

Сорбаты  н-

гексан 

н-
гептан 

н-октан н-

нонан 

н-
декан 

бензол  толуол  м-

ксилол 

Повторность 1 

Q

i

K

i 

Q

i

∑ K

i 

Q

i

C

i 

, % 

масс 

Повторность 2 

Q

i

K

i 

Q

i

∑ K

i 

Q

i

C

i 

, % 

масс 

Повторность 3 

Q

i

K

i 

Q

i

∑ K

i 

Q

i

C

i 

, % 

масс 

C

i ср.

Вопросы для самоподготовки 

1. Перечислите  источники  химического  загрязнения  воздушной  среды 

железнодорожным транспортом. 

2.  В чем заключается хроматографический метод анализа смесей? Каковы 

его преимущества? 

3.  Опишите принципиальную схему газового хроматографа. 
4.  Какие  типы  хроматографических  детекторов  вам  известны?  Какие 

загрязнители можно определять с их помощью? 

5. Какие  вещества  называются  сорбентами  и  сорбатами?  Что  такое 

хроматограмма? Как рассчитать площадь хроматографического пика? 

6. Какие  приемы  используют  при  определении  качественного  и 

количественного состава загрязнителей в анализируемой пробе? 

20 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 

1. Анфилофьев  Б.А.,  Сеницкая  Г.Б.  Методические  указания  к  выполнению 

лабораторной 

работы 

«Исследование 

загрязнений 

воздушной 

среды 

газохроматографическим 

методом» 

по 

дисциплине 

«Безопасность 

жизнедеятельности». – Самара, 1993. – 21 с. 

2.  Гольберт  К.А.,  Вигдергауз  М.С.  Введение  в  газовую  хроматографию. – 

М. : Химия, 1990. – 352 с. 

3. Дугов  Ю.С.,  Родин  А.А.  Газохроматографический  анализ  загрязненного 

воздуха : Практическое руководство. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 
628 с. 

4. Крейчи  М.,  Паюрек  Я.,  Комерс  Р.  и  др.  Вычисления  и  величины  в 

сорбционной колончатой хроматографии : Пер. с чешск. – М.: Мир, 1993. – 208 с. 

5. Крупенио  Н.Н.  Экологический  мониторинг  и  контроль  транспортных 

систем : Учеб.пособие для вузов ж.д. транспорта. – М.: Маршрут, 2006. – 133 с. 

6. Лозановская  И.Н.,  Орлов  Д.С.,  Садовникова  Л.К.  Экология  и  охрана 

биосферы при химическом загрязнении : Учеб. пособие. – М.: Высш.шк. – 1998. – 
287 с. 

7.  Суворов С.В., Штеренгарц Р.Я. Вредные вещества на железнодорожном 

транспорте. – М.: Транспорт, 1986. – 176 с.