Количественный хроматографический анализ

Количественный анализ может быть проведён лишь после предварительной идентификации всех компонентов смеси, после установления её полного качественного состава, так как взаимное наложение пиков нескольких компонентов может привести к ошибочному расчёту количественного состава смеси. Другим условием количественного анализа по хроматограммам является полное поступление в колонку всех компонентов введённой для анализа пробы, полное её испарение. Кроме того, все её компоненты должны быть разделены. В основу количественного хроматографического анализа состава смеси можно положить высоту пиков h или площадь пиков S. Это зависит главным образом от формы хроматографических пиков. Площадь пика пропорциональна количеству введённого в колонку вещества. В современных приборах площадь пика определяется интегратором. При отсутствии интегратора площадь может быть измерена различными способами: наиболее простым является измерение высоты пика. Однако для пиков, размытых и не имеющих острой вершины, измерение высоты может привести к существенным погрешностям. Для симметричных пиков целесообразно измерять площадь как произведение высоты на половину ширины. В этом случае за высоту следует принимать отрезок h', а за ширину - µ' (рис. 8).

 

 

Рис. 8. Расчёт площади пика как площади треугольника.

Хороших результатов можно добиться при вычислении площадей умножением высоты на ширину пика, соответствующую половине высоты (рис. 9). Этот метод быстр и достаточно точен.

Рис. 9. Расчёт площади пика по произведению высоты на ширину пика на половине высоты: а) пик при малой скорости протяжки ленты самописца; б) то же, при большой скорости.

 

Измерение площади для очень острых и узких пиков может привести к существенным ошибкам. Величину L измеряют по хроматограмме как расстояние от момента выхода несорбирующегося вещества (точка 0') до проекции точки максимальной концентрации на нулевую линию (точка).

Измерение высоты пиков - более быстрый метод, чем расчёт площадей. Однако диапазон линейной связи высоты пика с массой вводимой пробы меньше по сравнению с такой связью для площадей пиков. Поэтому измерения по высотам пиков производят в тех случаях, когда масса вводимой пробы не превышает 100 мг.

Чаще применяются количественные измерения по площадям, чем по высотам пиков. Измерение площадей при помощи планиметра весьма трудоёмко и менее точно, чем другие методы.

Современные газовые хроматографы оборудованы интеграторами, освобождающими от необходимости выполнения весьма трудоёмких измерений. Для количественных расчётов пользуются счётно-решающими устройствами. При этом анализ данных в современных хроматографах автоматизирован. Как правило, полученные данные обрабатываются ЭВМ, сопоставляются с базами данных, подвергаются статистической обработке.

Применение масс-спектрометра в качестве детектора газового хроматографа явилось событием такого масштаба, что потребовало самостоятельного наименования. Масс-спектрометр обладает способностью не только зарегистрировать появление в нём разделяемого компонента, но и установить его структуру. Широкое применение хромато-масс-спектрометров вызвало необходимость создания гигантских библиотек - баз данных масс-спектров всевозможных соединений.

Итак, в методе ГЖХ широко варьируются температура, скорость газа-носителя, параметры хроматографической колонки, жидкая фаза, тип детектора. Это создает совершенно уникальные условия для решения различных аналитических задач.

Ко всем методам измерения пиков предъявляются следующие требования: они должны обеспечивать хорошую воспроизводимость измерений даже в случае частичного наложения пиков; каждое измерение должно выполняться не менее 3-5 раз с тем, чтобы иметь возможность пользоваться средними величинами, измеряемые величины должны линейно зависеть от концентрации или потока вещества во всем диапазоне измерений.