Задача 1. Определить массовую долю (%) компонентов газовой смеси по следующим данным:
Компонент: Пропан Бутан Пентан Циклогексан
S, мм2 175 203 182 35
k 0,68 0,68 0,69 0,85
Решение: Расчеты проводим по методу внутренней нормализации, согласно которому:
ω i = Si . ki / S Si . ki . 100%,
где ω i – массовая доля i -го компонента в смеси, %; Si – площадь пика i- гокомпонента; ki – поправочный коэффициент, определяемый чувствительностью детектора к i -му компоненту.
Найдем приведенную суммарную площадь пиков:
S Si . ki = 175 . 0,68 + 203 . 0,68 + 182 . 0,69 + 35 . 0,85 = 412,4.
Отсюда массовая доля (%) пропана равна
ω(пропана) = (175 . 0,68 / 412,4) . 100% = 28,6%.
Ответ: Массовая доля пропана 28,6%.
Аналогично находим массовые доли ω (%) остальных компонентов смеси: ω(бутана) = 33,46%, ω(пентана) = 30,46%, ω(циклогексана) = 7,22%.
При выполнении анализа по методу внутреннего стандарта расчет проводят по формуле
ω i = (Si . ki) / (S ст . k ст) . R . 100%,
где S ст – площадь пика вещества, введенного в качестве внутреннего стандарта; k ст – его поправочный коэффициент; R – отношение массы внутреннего стандарта к массе анализируемой пробы.
Задача 2. Реакционную массу после нитрования толуола проанализировали методом газожидкостной хроматографии с применением этилбензола в качестве внутреннего стандарта. Определить процент непрореагировавшего толуола по следующим экспериментальным данным:
Взято толуола, г 12,7500
Внесено этилбензола, г 1,2530
S толуола, мм2 307
k толуола 1,01
S этилбензола, мм2 352
k этилбензола 1,02
Решение: Расчет проводят по методу внутреннего стандарта, используя формулу:
ω i = (Si . ki) / (S ст . k ст) . R . 100%,
Подставляем данные задачи в эту формулу:
ω i = (307 . 1,01) / (352. 1,02) . (1,2530 / 12,75) . 100 = 8,49%
Ответ: 8,49%.
Задача 3: Для хроматографического определения никеля на бумаге, пропитанной раствором диметилглиоксима, приготовили три стандартных раствора. Для этого навеску 0,2480 NiCl2 . 6Н2О растворили в мерной колбе на 50 мл. Затем из этой колбы взяли 5,0; 10,0 и 20,0 мл и разбавили в колбах на 50 мл. Исследуемый раствор также разбавили в мерной колбе на 50 мл.
Постройте калибровочный график в координатах h – C Ni и определите содержание никеля (мг) в исследуемом растворе, если высота пиков стандартных растворов равнa h 1 = 25,5; h 2 =37,5; h 3 = 61,3, а высота пика исследуемого раствора равна h x = 49,0 мм.
Решение: Находим массу никеля в навеске NiCl2.6Н2О, учитывая, что М (NiCl2.6Н2О) и М(Ni) – молярные массы NiCl2.6Н2О и Niсоответственно равны 238 г/моль и 59 г/моль. Тогда масса никеля в исследуемой навеске NiCl2.6Н2О составит:
m Ni = (59 . 0,248) / 238 = 0,0615 г
0,0615г – 50 мл содержание никеля в первой колбе 0,00615 г/50мл
Х г - 5 мл
0,0615г – 50 мл содержание никеля во второй колбе 0,0123 г/50мл
Х г - 10 мл
0,0615 - 50 мл содержание никеля в третьей колбе 0,0246 г/50 мл
Х г - 20 мл
На основании проведенных расчетов строим график в координатах: h, мм – содержание никеля (С, г/50 мл). На график наносим высоту пика исследуемого раствора h =49 мм и находим содержание никеля в исследуемом растворе С = 18,45 мг/50мл.
Ответ: 18,45 мг.
Контрольные вопросы по теме «Хроматографический анализ»
1. В чем сущность хроматографического разделения по методу: а) газоадсорбционной хроматографии; б) газожидкостной хроматографии; в) распределительной жидкостно-жидкостной хроматографии; г) осадочной хроматографии; д) тонкослойной хроматографии; е) ионообменной хроматографии?
2. Каковы области применения, достоинства и недостатки методов адсорбционной хроматографии?
3. Какие требования предъявляются к адсорбентам и растворителям? Назовите наиболее распространенные растворители и адсорбенты в жидкостно-адсорбционной хроматографии.
4. Какие способы применяют для определения эффективности хроматографических разделений?
5. Каковы области применения, достоинства и недостатки методов газовой хроматографии?
6. Какие требования предъявляются к жидкой фазе в газожидкостной хроматографии? Какие вещества используют в качестве жидкой фазы, в качестве твердого носителя?
7. Дайте определения следующих понятий: а) высота хроматографического пика; б) ширина хроматографического пика; в) приведенный удерживаемый объем; г) общий удерживаемый объем.
8. В чем сущность качественного хроматографического анализа по величине удерживаемого объема?
9. В чем сущность методов количественного анализа: а) абсолютной калибровки; б) внутренней нормализации (нормировки); в) внутреннего стандарта?
10. В чем сущность ионообменной хроматографии?
11. В чем сущность распределительной хроматографии на бумаге? Дайте определение Rf.
12. На чем основан качественный анализ методами осадочной и распределительной хроматографии на бумаге?
13. Приведите примеры аналитических определений методами осадочной и распределительной хроматографии на бумаге, укажите основные способы измерений при количественных определениях.
14. Каковы области применения, достоинства и недостатки а) тонкослойной хроматографии; б) осадочной хроматографии; в) ионообменной хроматорграфии?