Презентация по Химии "Теория тарелок. Хроматографические идентификация. Количественный анализ" - скачать смотреть

Август 27, 2022

Главная
Химия
Презентация по Химии "Теория тарелок. Хроматографические идентификация. Количественный анализ" - скачать смотреть

Содержание

2. Теория тарелок (1) Позволяет ответить на следующие вопросы: какую форму должен иметь хроматографический пик, насколько он
3. Теория тарелок (2) ВЭТТ определяется природой сорбата, качеством сорбента, способом заполнения колонки и условиями хроматографирования (температура,
4. Форма хроматографического пика Число тарелок в колонке можно оценить эмпирически, измерив на хроматограмме время удерживания и
5. Для веществ одного класса данная колонка имеет приблизительно одинаковое число теоретических тарелок (N1 ≈ N2 ≈
6. U – скорость движения газа-носителя. (1), Как связаны скорость движения компонента в колонке (W) и коэффициент
7. Связь разрешения и перекрывания пиков Rs При количественном (100%) разрешении пиков Rs > 1.5
8. Прогнозирование разрешения пиков μ1 μ2 Rs ≈ 0.7 Величина Rs зависит от природы компонентов, условий их
9. Эффективность колонки определяется числом теоретических тарелок. Селективность колонки определяется относительным различием коэффициентов распределения разделяемых веществ.
10. Влияние селективности и эффективности колонки на разрешение пиков N = 10 000 N = 400 Высокая
12. Влияние длины колонки на разрешение пиков L = 1 м L = 5 м L =
13. Влияние скорости газа-носителя на разрешение пиков ВЭТТ = A + B/u + Cu U (линейная скорость)
14. Кинетическая теория размывания Скорость перемещения по колонке отдельных молекул отличается от средней скорости, характерной для данного
15. СПОСОБЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЕЩЕСТВ в хроматографическом анализе 1. По совпадению характеристик удерживания для пробы (t) и эталона
16. Сходимость времен и индексов удерживания толуола при анализе модельной смеси 5 Надо использовать индексы Ковача!
17. Логарифмический индекс удерживания (индекс Ковача) где t`R ( n) и t`R (n+1)— исправленные времена удерживания н-алканов
18. На хроматограмме бензина t`R некоторого пика - 189 с. Пик Х лежит между пиками н-гептана и
19. Пример выдачи на печать результатов работы системы компьютерной идентификации (СКИ) при хроматографическом анализе бензина t –
20. Количественный анализ в хроматографии h S Аналитическим сигналом является не сигнал детектора, а высота или площадь
21. Чувствительность и предел обнаружения Чувствительность – определяется наклоном градуировочного графика
22. Способы расчета результатов в хроматографии
23. Способ абсолютной калибровки (с применением внешнего стандарта)
24. Способ внутреннего стандарта
25. Способ нормировки Sx Sy Sz В общем случае: При работе с ДИПом: Способ нельзя применять, если:
27. Скачать презентацию

Слайд 2

Теория тарелок (1)
Позволяет ответить на следующие вопросы:
какую форму должен

иметь хроматографический пик, насколько он будет размыт при использовании данной колонки?
как зависит скорость движения компонента в колонке (W) от коэффициента его распределения (Г) между ПФ и НЖФ?
насколько должны различаться свойства компонентов, чтобы в данной колонке произошло их полное разделение?
какой минимальной длины должна быть хроматографическая колонка, чтобы компоненты с заданными свойствами в ней разделились?

Создана А.Мартином и Р.Синджем в конце 1940-х годов
Основана на линейной равновесной модели хроматографического процесса.

Слайд 3

Теория тарелок (2)
ВЭТТ определяется природой сорбата, качеством сорбента, способом заполнения

колонки и условиями хроматографирования (температура, скорость газа носителя и т.п.).
Число тарелок (N) зависит
от длины колонки.
N = L / H ВЭТТ
где L – длина колонки

НВЭТТ

Высота, эквивалентная теоретической тарелке.
Соответствует высоте слоя сорбента,
при прохождении которой акт сорбции—десорбции
данной молекулы успевает совершиться один раз.

Слайд 4

Форма хроматографического пика
Число тарелок в колонке можно оценить эмпирически, измерив на

хроматограмме время удерживания и ширину любого пика у его основания (μ) или на половине его высоты (μ0,5)

Из теории тарелок следует, что форма любого хроматографического пика при линейной изотерме сорбции должна описываться функцией Гаусса (кривой нормального распределения).

y =

σ = f (N)

Пусть для некоторого пика tr = 100 и μ = 1. Значит, N = 160 000 !

Слайд 5

Для веществ одного класса данная колонка имеет приблизительно одинаковое число теоретических

тарелок (N1 ≈ N2 ≈ N3 ....). Это объясняет, почему при изотермическом режиме разделения пики разных веществ имеют разную ширину, прямо пропорциональную времени удерживания (tr ) .

Пусть для пика 1 tr1 = 100 и μ1 = 1. Если вещества 1 и 2 однотипны, N1 ≈ N2. Тогда для пика 2, у которого tr2 = 400, μ2 = 4

Обычно на хроматограмме смеси пики тем шире, чем больше время удерживания компонента.
Почему?

Слайд 6

U – скорость движения газа-носителя.
(1),
Как связаны скорость движения

компонента в колонке (W)
и коэффициент его распределения (Г) между ПФ и НЖФ?

Из теории тарелок следует, что

(2)

(3)

Относительные времена удерживания не зависят от длины колонки и скорости газа-носителя !

Слайд 7

Связь разрешения и перекрывания пиков
Rs
При количественном (100%) разрешении пиков Rs >

1.5

Слайд 8

Прогнозирование разрешения пиков
μ1
μ2
Rs ≈ 0.7
Величина Rs зависит от природы компонентов,

условий их разделения и характеристик колонки (эффективности и селективности)

μ1 + μ2

Величину Rs можно предсказать по известным коэффициентам распределения (Г1 и Г2) и числу тарелок в данной колонке (N)

RS = 0,424

= 0,212 ∆Г

Слайд 9

Эффективность колонки определяется числом теоретических тарелок.
Селективность колонки
определяется относительным различием

коэффициентов распределения разделяемых веществ.

Слайд 10

Влияние селективности и эффективности колонки на разрешение пиков
N = 10 000

N = 400

Высокая селективность,
низкая эффективность

Высокая селективность,
высокая эффективность

Низкая селективность,
высокая эффективность

Слайд 11

Слайд 12

Влияние длины колонки на разрешение пиков
L = 1 м
L = 5

L = 25 м

Состав смеси, природа НЖФ и условия разделения во всех случаях одинаковы

Слайд 13

Влияние скорости газа-носителя на разрешение пиков
ВЭТТ = A + B/u

+ Cu

U (линейная скорость)

ВЭТТ

А – Вихревая диффузия
B/u – Молекулярная диффузия
Cu – Сопротивление массопереносу

Уравнение Ван-Деемтера

Слайд 14

Кинетическая теория размывания
Скорость перемещения по колонке отдельных молекул отличается от средней

скорости, характерной для данного соединения

Учитываются следующие процессы:
неоднородность потока подвижной фазы.
продольная диффузия в НЖФ и ПФ
кинетика массопередачи в НЖФ и ПФ
неравновесность процесса внутри застойных зон

Слайд 15

СПОСОБЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЕЩЕСТВ
в хроматографическом анализе
1. По совпадению характеристик удерживания

для пробы (t) и эталона (tx), где Х – предполагаемый компонент пробы.
При этом значения tx получают: 1) опытным путем, 2) из справочников, 3) по значениям tx структурных аналогов.

2. По совпадению спектра компонента пробы (после хроматографического разделения) и эталонного спектра Х.

3. По результатам сопоставления хроматограмм пробы, полученных в разных условиях (до и после химической обработки, при разных способах детектирования и т.п.).

Слайд 16

Сходимость времен и индексов удерживания толуола
при анализе модельной смеси
5
Надо использовать

индексы Ковача!

Слайд 17

Логарифмический индекс удерживания (индекс Ковача)
где t`R ( n) и t`R (n+1)—

исправленные времена удерживания н-алканов с n и n+1 атомами углерода, выходящих из колонки до и после Х, а t`R (x) - исправленное время удерживания Х.
Индекс Ковача определяется природой Х и типом НЖФ,
слабо зависит от температуры и практически не зависит от скорости газа-носителя, концентрации Х и состава пробы.

Слайд 18

На хроматограмме бензина t`R некоторого пика - 189 с. Пик Х

лежит между пиками н-гептана и н-октана, для которых t`R равны 172 и 218 с. Предполагают, что Х - это 2,2,4-триметилпентан, у которого t`R = 739,0 ( для той же НЖФ и той же температуры). Верно ли это предположение?
Решение. Подстановка дает:
Ix = 100 ( ) = 739,2
Полученное значение Ix почти не отличается от табличного t`R (погрешность измерения индексов обычно не превышает 0,5 единицы).
Следовательно, Х может быть 2,2,4-триметилпентаном.

Пример расчета

Слайд 19

Пример выдачи на печать результатов работы системы компьютерной идентификации (СКИ) при

хроматографическом анализе бензина

t – время удерживания, минуты
I – индекс Ковача для опознаваемого пика пробы,
Ix - индекс Ковача для пика Xi в БД,
d - критерий совпадения пиков, здесь - 0,5 единицы индекса
% - содержание компонента ( в % масс.).

Слайд 20

Количественный анализ в хроматографии
h
S
Аналитическим сигналом является
не сигнал детектора,

а высота
или площадь пика.
Высоту пика можно использовать
в качестве аналитического сигнала,
если все пики узкие и симметричные.

В любом случае содержание компонента можно рассчитывать по площади его пика. В случае широких или несимметричных пиков расчет возможен только по площади пика.

Слайд 21

Чувствительность и предел обнаружения
Чувствительность –
определяется наклоном градуировочного графика

Слайд 22

Способы расчета результатов в хроматографии

Слайд 23

Способ абсолютной калибровки (с применением внешнего стандарта)

Слайд 24

Способ внутреннего стандарта

Слайд 25

Способ нормировки
Sx
Sy
Sz
В общем случае:
При работе с ДИПом:
Способ нельзя применять, если:

проба не полностью испаряется;
в испарителе или в колонке идут какие-либо химические реакции;
некоторые компоненты остаются в колонке или их пики не регистрируются;
нет полного разделения пиков на хроматограмме;
детектор дает нелинейный отклик.
неизвестны значения ki (требуется предварительное отнесение всех пиков на хроматограмме и градуировка детектора по эталону).

Презентация по Химии "Теория тарелок. Хроматографические идентификация. Количественный анализ" - скачать смотреть

Содержание

Теория тарелок (1) Позволяет ответить на следующие вопросы: какую форму должен

Теория тарелок (2)ВЭТТ определяется природой сорбата, качеством сорбента, способом заполнения

Форма хроматографического пикаЧисло тарелок в колонке можно оценить эмпирически, измерив на

Для веществ одного класса данная колонка имеет приблизительно одинаковое число теоретических

U – скорость движения газа-носителя. (1),Как связаны скорость движения

Связь разрешения и перекрывания пиковRsПри количественном (100%) разрешении пиков Rs >

Прогнозирование разрешения пиков μ1μ2Rs ≈ 0.7Величина Rs зависит от природы компонентов,

Эффективность колонки определяется числом теоретических тарелок. Селективность колонки определяется относительным различием

Влияние селективности и эффективности колонки на разрешение пиков N = 10 000

Влияние длины колонки на разрешение пиковL = 1 мL = 5

Влияние скорости газа-носителя на разрешение пиков ВЭТТ = A + B/u

Кинетическая теория размыванияСкорость перемещения по колонке отдельных молекул отличается от средней

СПОСОБЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЕЩЕСТВ в хроматографическом анализе 1. По совпадению характеристик удерживания

Сходимость времен и индексов удерживания толуола при анализе модельной смеси5Надо использовать

Логарифмический индекс удерживания (индекс Ковача)где t`R ( n) и t`R (n+1)—