Курсовая: Теория хроматографии, хроматографический анализ, виды хроматографии - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Теория хроматографии, хроматографический анализ, виды хроматографии

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 511 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

11 Теория хромато графии , хроматографический анализ, виды хроматографии Для объяснения явлений , происх одящих при хроматографии , для расчета длины колонок , положения и формы пиков , для вы бора оптимальных условий процессов существует два подхода - теория теоретических тарело к (ТТТ ) и кинетическая те ория . Согласно ТТТ , хроматографическую колонку можно пред ставить в виде ряда узких соприкасающихся слоев , называемых теоретическими тарелками . Полагается , что в каждой такой тарелке устанавливается равнове сие между ПФ и НФ . Чем бол ьше таких равновесий , тем эффективнее разделение . Обычно для оценки эффективности колонки используют ВЭТТ Н и число те оретических тарелок N : чем больше N , или чем меньше н , тем эффективнее колонка . Несмотря на то , что ТТТ содержит ря д расчетных уравнений, она не может о бъяснить , как скорость потока и характеристик и наполнителя влияют на ширину зоны и , следовательно , на H и N . Это привело к появлению кинетической теории . К инетическая теори я основана на скорости миграции вещества в колонке , которая определя ется соотношени ем времени , проводимого молекулой в ПФ и НФ . эффективно сть колонки в кинетической теории связывают с кинетическим параметром - временем удерживания tr . Из соотношения след ует , что чем больше tr , тем эффективнее колонка . С позиций кинетической теории становится объяснимым факт совпадения формы хроматограф ического максимума с гауссовой кривой . В статистике симм етричной колоколообразной гауссовой кривой о писывают частоту (вероятность ) появления отклонений случайного ха рактера измеряемой величины от ее среднего значения при большом числе повторных измер ений . Но и в еличина скорости молекул , движущихся по хрома тографической колонке , тоже носит статист и ческий характер . Вследствие хаотичного движения молекул он и на своем пути претерпевают множество сл учайных столкновений . Поэтому одни молекулы могут продвигаться быстрее , чем другие . Границы хроматографической зоны при этом расширяются . Положительные и от рицательные отклонен ия случайного характера от среднего значения скорости движения молекул приводят к рас пределению молекул в хроматографической зоне , описываемому гауссовой кривой . На продвижение частиц влияет ряд факто ров , искажающих форму пика (делающи х их несимметричными ) и снижающих эффективность колонки , а и менно : 1 ) структура НФ (разм еры гранул , их однородность , плотность и р авномерность заполнения колонки ); 2 ) скорость установления равновесия сорбция-десор бция (массообмен ); 3 ) диффузия молекул из з оны с большей концентра цией в зону с меньшей концентрацией . Влияние этих факторов на эффективность колонки учитывается уравнением Ван-Деемтера : , где - скорость потока , A и В - константы , связанные со скорос тью потока и коэффициентом диффузии в ПФ ; C - константа , связанная с массообменом . Из графического представления этого у равнения ( рис .2.7.1) можно сделать вывод , что существует оптимальн ая скорость потока , при кото рой Н минимальная . Чтобы найти эту точку , продифференцируем данное уравнение и п риравняем производную к нулю : , откуда = 2 , а по дставив в исходное уравнение , получим +2 . Таким образом , кинетическая теория дает основу дл я оптимизации хроматографического процесса . Виды хроматографии Рассмотрим особенности наиболее широ ко применяемых видов хроматографии . Газовая хроматография - это метод , ПФ в которой являет ся инертный газ (азот , гелий , водород ). Анализируемую пробу в виде смеси газов или жидкой смеси в паровое состояние вводят в поток ПФ . Неподвижной фа зой служит либо твердое вещество (газотве рдофазная или газоадсорбционная хроматография - ГАХ ), либо жидкость , нанесенная на тве рдый инертный носитель или на внутреннюю поверхность капилляра (газожидкостная - ГЖХ или газораспределител ьная хроматография ). В аналитической хи мии чаще использ уют газораспределительную хроматографию . Твердый инертный носитель должен обладать высокоразвитой капиллярной структурой , этому соответствует , например , кизельгур (диатомит ) - разновидность гидрати рованного силикагеля (твердой кремниевой к ислоты ). Часто е е обрабатывают реагентами , которые переводят группы Si - OH в г руппы Si - O - Si (СН 3 ) 3, что повышает и нертность носителя по отношению к разделяемым веществам (способ силанизации ). Таковыми являются , например , н осители “хромосорб W ” и “газ охром Q ” . На кизельгур наносят жидкую неподвижную фазу . Можно в ыделить три типа неподвижных фаз : неполярные (например , сквалан ), умеренно полярные (например , динонилфталан ), полярные (например , диметилформамид ). Полярность неподвижной фа зы должна быть бли зка к полярности анализируемой пробы , например неполярные пентан , бутан и пропан хорошо разделяются на сквалане . Иногда в качестве подвижной фазы используют орг анические соединения , ковалентно связанные с носителем (химически связанные фазы ). Такие фазы ме нее чувствительны к повышению температуры . Носителем с непод вижной фазой равномерно заполняют трубку (мат ериал : стекло , н ержавеющая сталь , полимер ), получают хроматографиче c кую насадочну ю колонку . Разм еры колонок , используемых для аналитических ц елей , сост авляют : внутренний диаметр 2- 6 мм и длина до 20м (поэтому сгибают в спираль ). Для препаративных задач могут исп ользоваться насадочные колонны больших размеров . Капиллярные колонки чаще изготавливают из кварцевого стекла , имеют внутренний диам етр 0,2 - 0,5 мм и длину 10 - 100 м . Вну тренняя поверхность капилляра смачивается теми же жидкими фазами , что и в предыдущем варианте . Капилля рные колонки по разделительной способнос т и более эффективны , чем насадочные колонки , поэтому такой вариант часто называют высок оэффективной газовой хроматографией . В колонку , продуваемую газообразной подвиж ной фазой , вводят анализируемую пробу : газообразную смесь удобнее с помощью крана-дозатор а , жидкая - с помощью хроматографического шприца (объем пробы мал : 0,1-50 мкл ). Жидкие и твердые пробы перед введением в колонку должны быть переведены в парообразное состояние . Выходящие из к олонки компоненты можно детектировать различными способами и пол учать хроматограммы в виде пиков . Для получения выходной хроматографической кривой используют детектор и регистратор . Детектор ( определитель , анали затор ) реагирует на какое-либо свойство газа-носителя и анализируемых веществ . Наиболее распрост раненными я вляются детектор по теплопрово дности (ДТП или катарометр ) и пламенно-ионизационный детектор (ПИД ). Катарометр преобразует зависимость теплопрово дности среды от концентрации вещества в х роматографической смеси в электрический аналитич еский сигнал . Э лектрич еская схема катарометра представляет собой электрический мостик , в одно плечо которого вставлена металлическая проволочка , на ходящаяся в токе газа-носителя , а в другое плечо вставлена точно такая же проволочк а , омываемая газом-носителем с определяемыми в е щ ествами хроматографической смеси . До хроматографировани я оба плеча катарометра омываются инертным газом и обе проволочки имеют одинаковое электрическое сопротивление , постоянство которого выписы-вается регистратором (самопишущем потенцио метром ) в виде нуле вой линии хроматограммы . При поступлении в ката рометр зоны вещества изменяется теплопроводность среды в плече катарометра , соответственно изменяется теплопроводность среды и электричес кое сопротивление проволочки . Причём сопротивление меняется точн о так же , как распределено вещество в хроматографической зоне , т.е . по закону Гаусса , графическим изображением которого является симметричная колоколообразная кривая (пик ). Зависимость R = f ( c ) преобразуется электрической схемой катарометр а в электрический аналит ический сигнал , который выводится на регистратор , выписывающий зависимость в виде пика хроматограммы . В качестве регистратора используют самопи шущий потенциометр или более современное устр ойство хранения и математиче с кой обработки информации - персональны й к омпьютер . ПИД состоит из водородной горелки , рас положенной между двумя электродами . При сгорании компонентов в пламени горелки происходит их ионизаци я , а в электрической схеме ПИД возникает ток ионизации , пропорциональный концентрации компонентов в сме си . Зависимость тока ионизации от концентрации выводится на регистратор . В современных хро матографах аналоговый сигнал с детектора пост упает на аналогово-цифровой преобразователь , инфор мация с которого обрабатывается персональным компьютером . С помощью ПК удается автоматизировать весь хроматографический анализ . Для проведения газовой хроматографии испо льзуют газовые хроматографы различных моделей . Жидкостная хроматография может проводиться в колоночном и плоскостном вариантах . По механизму разделения жидк о-твердую хроматографию называют также жид костной адсорбционной , а жидкость-жидкостную - просто распределитель ной . В колоночной жидкостной адсорбционной хро матографии в качестве НФ применяют поверхност но-пористые адсорбенты ( ППА ). ППА - это твердые сферич еские зерна (например , стеклянные шарики ), на поверхность которых наносят силикаге ль , оксид алюминия или некоторые полимеры , обеспечивающие слой с высокой пористостью то лщиной около 1 мкм . ПФ - это растворитель , который должен хорошо растворять все компоне нты анализируемой смеси , быть химически инертным по отношению к ним , адсорбенту и кислороду воздуха , быть маловя зким . Как и в газовой хроматографии , анализ проводят по времени удерживания и площади пика . При этом детектир оваться может разность показателей преломлен ия между чистым растворителем и раствором после прохождения через колонку (рефрактометрич еский детектор ) или разность в светопоглощении в видим ой (фотометрический детектор ), УФ - или ИК - лучах . В колоночном варианте распределительной х роматограф ии ПФ служит органический раств оритель , не смешивающийся с НФ . НФ обычно служит вода , адсорбированная на твердом носителе . В качестве носите лей чаще используют силикагель (твердая кремн иевая кислота ), целлюлозу , крахмал и другие вещества , хорошо удерживающ ие молекулы воды на своей поверхности . Эффективность колонки связана с вязкостью , коэффициентом диффузии и другими физическим и свойствами жидкостей . Хроматографирование на колонке особо вязких жидкостей - длительный процесс , поскольку их п родвижение через пористый носитель под д ействием силы тяжести очень мало . Для ускорения процесса хроматографирование проводят под давлением , соз даваем sv н асосом высокого давления . Применение давления сделало метод более динамичным и эффективным , что и о тразилось в его наз вании - высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ ). П лоскостным вариан том жидкостной адсорбционной хроматографии являе тся тонкослойная хроматография (ТСХ ), а жидкость-жидкостной - бумажная (БХ ). ТСХ и БХ о чень близки по технике выполнения . НФ (сили кагель , крах мал , целлюлоза , Al 2 O 3 и др .) в ТСХ наносится тонким слоем на стеклянную , металлическую (алюминиевую фол ьгу ) или пласти ковую пластинку , а в БХ в качестве НФ обычно служит вода , адсорбированная на тв ердом носителе - специальной хроматографической бумаге . Для проведения анализа каплю анализируемо й смеси наносят на стартовую линию в 2 ... 3 см от края пластинки или полоски бумаги и высушивают . Затем край носителя погружают в раство ритель (вода , органический растворитель ), который действует как ПФ . Пр и этом растворитель не должен касаться нанесенного пятна . Носитель можно подвесить так , чтоб ы поток растворителя двигался сверху вниз (нисходящая хроматограмма ) и наоборот (восходящая ) или от центра к кр аям (радиальная ). Ри с. 1 . Способ обработки бу мажной хроматографии . Под действием капиллярных сил растворитель движется вдоль слоя сорбента и с разной скоростью переносит компоненты смеси , что приводит к их пространственном у разделению. Когда фронт растворителя до стигнет требуемого уровня , хроматограмму вынимают из растворителя , дают ему испариться , зат ем проводят проявление пятен распределившихся веществ путем опрыскивания хроматограммы реаге нтом с помощью пульверизатора и последующего облучения УФ-лампой . В химических ме тодах проявления в реагент добавляют реактивы , дающие с анализируемыми веществами окрашенн ые соединения . В физических методах использую т , например , способность некоторых веществ флу оресцировать под действием УФ - лучей, для чего в проявитель добавляют флуоре сцирующий индикатор . На проявленной хроматограмме обычно изме ряют расстояния , п рой денные растворителем L и компонент ом l за определенное время и находят величину R = l / L ( рис. 1 ). При качественном анализе применяют мето д “свидетелей” , для чего на лини ю старта рядом с анализируемой смесью нан осят индивидуальные вещества . Сравнивая значения R индивидуальных веществ и компонентов смеси , проводят их отождествление . Для количественного анализа измеряют обыч но площади зон ком понентов на хроматог рамме (например , с помощью миллиметровой кальк и или др .) и по заранее полученному граду ировочному графику зависимости S = f ( n ) находят количество веществ . Но п рименяют и другие варианты , например , выпаривают или удаляют веще ства с носит еля и затем определяют их количества в объеме полученного раствор а . В основе ионообменной хроматографии лежит обратимый стехиометрический обмен ионов анал изируемого раствора на подвижные ионы сорбент ов , называемых ионитами или ионнообменниками . Причиной р а зделения является различная способность ионов анализируемого раствора к обмену . В качестве ионитов используют природные или синтетические , твердые , нерастворимые в воде неорганические и органические высокомолекул ярные кислоты , основания и их соли , содерж ащие в своем составе активные (ионоген ные ) группы . Иониты делятся на катиониты и аниониты . К атиониты - сорбенты , способные к обмену катионами . катиониты содержат в своем состав е ионогенные группы различной степени кислотн ости , например сульфогруппу - SO 3 H , карбоксильную группу - COOH , ион водорода которых способен к катионному обмену . Химическую формулу катионитов схематично изображают RSO 3- H +, RSO 3- Na + или просто [ R ] H , [ R ] Na , где R - сложный органический ради кал . Наиболее ч асто применяются сильнокислот ные катиониты марок КУ -1, КУ -2, СДВ -2 и др . Схема катионного обмена : [ R ] H + Ме + я [ R ] Ме + H + Аниониты - со рбенты , способные к обмену анионами . Аниониты содержат в своем составе осно вные ионогенные группы , например , аминогруппы различной степени замеще ния : - NH 2, = NH , я N , = NH 2 OH , я NH OH , способные к обмену гидроксид-ионов на различные анионы . Формулы аниони тов схематично изображают : RNH 3+ OH - , RNH 3+ Cl - или просто [ R ] OH , [ R ] Cl . C хема анионног о обмена : [ R ] OH + A - я [ R ] A + OH - Применяют аниониты м арок АВ -17, АН -1, ЭДЭ -10 и др . Существуют также амфотерные иониты - сорбенты , способные как к катионному , так и к анионному обмену . Поглощение ионов зависит от природы и структуры ионита , природы анализируемых веще ств , условий проведения эксперимента (те мпе ратуры , pH и др .) . Каждый ионит способен поглощать о пределенное количество ионов , т.е . обладает определенной емкостью . Различают стат ическую обменную емкость (СОЕ ) - количество ммоль эквивалентов иона , поглощенного за определенное время 1 г сухого ионит а , и динамическую обменную емкость (ДОЕ ) - количество эквивал ентов ионов , поглощенных слоем ионита высотой 20 см и попер ечным сечением 1 см 2 при скорости пропускания 0,5 дм 3 /ч . Эффект поглощения данн ого иона хар актеризуется коэффициентом распределения Красп = , где Сионит и Ср-р - равновесные концентрации ионов в соответствующих фазах ; m - масса ионита ; г ; V - объем водной фазы , см 3 . Ионный обмен является физико-химическим пр оцессом , поэтому на коэффициент разделения вл ияют как химические , так и чисто физически е факторы . К химическим относятся следующие факторы : рН раствора , природа разделяемых ионов , и х концентра ция в растворе , склонность к гидратации , х имический состав ионита и т.д . Например , с увеличением рН катионит увеличивает обменную емкость , а анионит - уменьшает . К физическим факторам относятся : скорость протекания раствора через колонку , разме р зерен ионита , высота колонки , температура раствора и т.д . Для достижения оптимального разделения су щественно подобрать необходимое количество ионит а . Если известн а константа распределения Красп и емкость данного ионита Q , то величина отношения массы ио н ита ( m , г ) к о бъему анализируемого раствора ( V , см 3 ), которая обеспечит уменьшение концентрации иона Ме n + в растворе от начальной величины Сн до требуемого значения Ск , . Перед анализом ионообменную колонку реген ерируют , т.е . пер еводят заполняющий ее ионит в определенную ионообменную форму . Зарядка катионита Н + ионами , а анионита ОН я ионами проводится путем пр опускания через колонку определенного количества кис лоты или основания . Затем ионит отмывают водой от избытка кислоты или основания и про пускают через него с определенной скоростью анализируемый раствор . Колонку промывают водой или други м элюентом , собирая элюат целиком или по фракциям . Ионы , поглощенные ио нитом , могут быть элюир ованы соответствующим растворителем . Катионы , как правило , э люируют кислотой : [ R ] Me + H+ я [ R ] H + Me+ ; а анионы - щелочью : [ R ] A + OH я ? я [ R ] OH + A я . Ионообменную хроматографию применяют в сл едующих случаях : 1) для разделения ко мпонентов анализируемой смеси , отделения катионов и анионов , разделения катионов , разделения анионов и т.д . Например , при добавлении к смес и ионов Cu 2+, Zn 2+, Cd 2+, Pb 2+, Bi 3+ соляной ки слоты образуются хлоридные комплексы [ CuCl 4 ] 2-, [ ZnCl 4 ] 2-, [ CdCl 4 ] 2-, [ PbCl 3 ] -, [ BiCl 4 ] - , стойкость которых растет от Cu к Bi . При пропускании ч ерез анионитную колонку комплексы поглощаются . Далее последовате льно вымывают металлы разбавленной HCl , H 2 O и HNO 3 : 2-молярным раствором HCl вымывают Cu , 0 .6 М HCl - Zn , 0 .3 М HCl - Cd , H 2 O - Pb , HNO 3 - Bi ; 2) для получения аналитических кон центратов . при пропускании больших объемов разбавленных раствор ов через слой ионита и последующем извлеч ении поглощенного вещества малым объемом раст ворителя возм ожно повышение концентрации вещества в 200-500 раз ; 3 ) для об наружения ионов . Разработаны методы выделения и обнаружени я всех наиболее важных ионов . Гельхроматография - это совершенно своеобразный вид хроматогр афии , основанный на использовании различия в размерах молекул разделяемых веществ . Метод называют также гельфильтрационным или ситовым . НФ является растворитель , находящийся в порах геля . Гелем называют студнеобразные коллоидные растворы , в которых разбухшие част ицы твердой фазы равномерно распредел ены в жидкой фазе . Гель готовят на основе природных (крах мал , агар-агар ) и ли синтетических (декстран , полиакриламид и др .) соединений . В процессе гельхроматографирования могут быть отделены мелкие частицы , способные прони кать в поры геля , от крупных . Мен яя состав раств орителя , можно менять степень набухания тверд ой фазы и , следовательно , размеры пор геля , что позволяет проводить тонкие разделения смесей .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Приходит бабка-именинница домой и видит, дед таблетку виагры делит на 4 части.
- Дурень ты старый! Её надо целиком жрать!
- Да мне бабка тебя только поцеловать!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по химии "Теория хроматографии, хроматографический анализ, виды хроматографии", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru