- •Метрология хроматографических измерений
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Оценка случайных составляющих погрешности
- •2. Оценка систематических составляющих погрешности измерения
- •3. Оценка суммарной погрешности измерения
- •4. Практические работы
- •4.1. Разработка методики определения кислорода и азота в воздухе рабочей зоны с построением градуировочной характеристики методом наименьших квадратов
- •4.2. Разработка методики определения кислорода и азота в воздухе рабочей зоны с построением градуировочной характеристики расчетным методом
- •4.3. Разработка методики определения кислорода и азота в воздухе рабочей зоны методом внешнего стандарта
- •4.4. Определение содержания кислорода и азота в воздухе рабочей зоны различными методами (многовариантная задача)
- •4.5. Качественный анализ многокомпонентных смесей на двух хроматографах с использованием сигналов двух детекторов.
- •4.6. Качественный анализ неизвестных компонентов с использованием индексов удерживания и сигналов двух детекторов (многовариантная задача)
- •4.7. Качественный анализ многокомпонентной смеси на одном хроматографе с использованием сигналов двух детекторов
- •4.8. Количественный анализ неизвестных компонентов сложной смеси на хроматографе с двумя детекторами.
- •4.9. Определение эффективности колонки, оптимальной объемной скорости газа-носителя и константы распределения сорбата между газовой и жидкой фазами
- •4.10. Определение правильности и прецизионности измерения удельного объема удерживания и логарифмического индекса удерживания Ковача.
- •Список литературы
- •Приложение
4.9. Определение эффективности колонки, оптимальной объемной скорости газа-носителя и константы распределения сорбата между газовой и жидкой фазами
Цель работы: исследовать зависимость высоты эквивалентной теоретической тарелки от объемной скорости газа-носителя в колонке, выбрать оптимальную скорость, методом газо – жидкостной хроматографии определить константу распределения сорбата между газовой и жидкой фазами.
Задание для практических работ
Сорбат – бензол
|
№ п/п |
мин, с |
мм |
кПа |
|
|
|
1 |
|
6,06 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
2,62 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
1,80 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
1,60 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
1,13 |
537,0 |
40,0 |
|
Сорбат – гексан
|
№ п/п |
мин, с |
мм |
кПа |
|
с |
|
1 |
|
3,70 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
1,83 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
1,00 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
0,88 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
0,63 |
537,0 |
40,0 |
|
Сорбат – пентанол
|
№ п/п |
мин, с |
|
кПа |
|
с |
|
1 |
|
6,7 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
3,39 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
2,2 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
0,9 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
1,4 |
537,0 |
40,0 |
|
Сорбат – гексанол
|
№ п/п |
мин, с |
мм |
кПа |
|
с |
|
1 |
|
11,30 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
5,66 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
3,70 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
3,30 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
2,30 |
537,0 |
40,0 |
|
Сорбат – п-ксилол
|
№ п/п |
мин, с |
мм |
кПа |
|
с |
|
1 |
|
11,5 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
6,7 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
4,2 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
3,7 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
2,6 |
537,0 |
40,0 |
|
Сорбат – толуол
|
№ п/п |
мин, с |
мм |
кПа |
|
с |
|
1 |
|
7,8 |
107,4 |
2,5 |
|
|
2 |
|
4,6 |
214,8 |
5,0 |
|
|
3 |
|
2,7 |
322,2 |
10,0 |
|
|
4 |
|
2,4 |
429,6 |
20,0 |
|
|
5 |
|
1,7 |
537,0 |
40,0 |
|
Порядок выполнения работы
Анализ
сорбатов проводили на хроматографе с
пламенно – ионизационным детектором.
Разделительная колонка (
)
заполнена 15% масс. апиезон –Lна силанизированном хроматоне № –AW–HMDS, зернением 0,16 – 0,25
мм.
Температура
колонки Tc= 120
C,
18,5
,
101,3
кПа, газ – носитель – азот. Расход газа
– носителя измеряли мыльно – пленочным
расходомером на выходе колонки.
Температура расходомера равна
.
Давление в расходомере равно
101,3
кПа.
2.1. Расчет числа теоретических тарелок
,
(1)
где
- число теоретических тарелок;
- время удерживания сорбата, сек;
- ширина полосы пика на середине высоты
в единицах времени.
2.2. Расчет высоты эквивалентной теоретической тарелки
,
(2)
где
- длина колонки, мм.
2.3. Расчет объемной скорости газа – носителя при среднем давлении в колонке и температуре колонки
,
(3)
где
- давление в расходомере;
- давление насыщенного пара воды (при
температуре расходомера,
18,5
C,
= 2,13 кПа);
- коэффициент сжимаемости;
и
- в единицах Кельвина.
,
(4)
где
- давление на входе в колонку;
- давление на выходе колонки.
2.4. Построение зависимости
)
и нахождение
(рис.1).
,
(5)
где
- среднее давление в колонке.

Рис.1. Нахождение
по зависимости
)
2.5. Уравнение для определения плотности неподвижной фазы при Tc
,
(5)
где
- плотность апиезона –Lпри температуре колонкиTc;
- температурный коэффициент плотности
(для апиезон –L–
);
– плотность апиезон –Lпри 20
C(
).
2.6. Уравнение для определения удельного
объема удерживания сорбата,

,
(6)
где
- чистый объем удерживания,
2,743 г. - масса неподвижной фазы в колонке
,
(7)
где
константа
распределения сорбата между газовой и
жидкой фазами;
и
- концентрации сорбата соответственно
в газовой и жидкой фазах;
- объем жидкой фазы.
,
(8)
2.7. Определение константы распределения,

Из уравнения (6) и (7) получим:
,
(9)
где
- плотность неподвижной фазы при
температуре колонки;
по уравнению (9) и
по уравнению (8) определяются для каждой
скорости газа – носителя. Полученные
значения сравнить между собой и объяснить
причины различия. Определить среднее
значение
и рассчитать максимальное отклонение
от среднего и границу доверительного
интервала измерения (см. раздел 1 и 3).
Выводы:
1. Объяснить принцип выбора оптимальной скорости газа-носителя
2.
Сравнить значения
для каждой скорости газа – носителя и
объяснить причины различия.

,
,
,
,
см3/мин











,
,
,
,
см3/мин
,









,
,мм
,
,
см3/мин
,









,
,
,
,
см3/мин
,










,
,
,
,
см3/мин
,









,
,
,
,
см3/мин
,








