Хроматографический способ определенияконцентраций компонентов смеси

Хроматографический способ определенияконцентраций компонентов смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„,842575 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170879 (21) 2808729/23-25 (51)М. Кл.з с присоединением заявки Hо— (23) ПриоритетG 01 N 31/08

Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытпй

Опубликовано 30068 1. Бюллетень 1 1о 2 4

Дата опубликовамия описания 30щ81 (53) УДК 543.544 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.И. Арутюнов, Р.Н. Воронов, В.П. Выскребенцев, Д.М. Халитов, П,A. Обухова,С.A.Мошеев и В.Б.Юдович

Андижанское специальное конструкторское бЮрЪ

Всесоюзного объединения Союэнефтеавтомат1ика"..- :.:, ;.--,::.,,, (71) Заявитель

l ! (54) ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ КОМПОНЕНТОВ СМЕСИ!

Изобретение относится к газовой хроматографии и может быть исполь,зовано для количественного определения состава произвольных многокомпонентных смесей.

Известен способ определения концентраций компонентов сложных, смесей с использованием результатов хроматографического анализа при постоянном объеме пробы В этом способе градуировки состава смесей положено решение системы уравнений, полученных при совокупных измерениях с уравнением связи (1), Однако известный способ не нашел широкого применения в хроматографической практике, несмотря на очевидную актуальность работ, направленных на совершенствование способов аттестации и градуировки поверочных смесей в свете метрологического обеспечения физико-химических измерений.

Причина включается в том, чтр градуировочная характеристика не проходит через начало координат, в результате чего решение систеьи уравнений .выполняется с большими погрешностями и не обеспечивается 30 необходимая точность опредвления концентраций компонентов смеси.

Наиболее близким к предлагаемому является хроматографический способ, определения концентраций компонентов смеси, при котором определенный объем пробы смеси вводят s хроматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и на выходе хроматографнческой колонки детектируют разделение компонентов (2), Недостатком известного способа является малая точность определения концентраций компонентов смеси.

Цель изобретения — увеличение точности определения концентраций многокомпонентных смесей неизвестного состава.

Укаэанная цель достигается тем, что в хроматографическом способе определения концентраций компонентов смесей, при котором определенный объем пробы смеси. вводят в хроматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и яа выходе из хроматографической колонки детектируют разделенные компоненты смеси, анализируемчю . смесь разделяют на хроматографической колонке дважды при различных объемах вводимой в колонку

842575

Показатели

Концентрация IcoNaoaeHToB .в .смесях..Н ....СНя ..СО ....Н .. СНя...СО ..Н ..CHa . СО

Площадь хроиатографического пика, средняя иэ десяти анализов

S i, мм г

Проба объемом V

1800 3900 10800 3800 7200 9800 7800 9300 8300

105G 1850 3500 3500 3500 5300 4050 4550 4800

Vgm

Разность площадей при двух дозах В81,мм 750 2050, 5000 1750 3700 4500 3750 4750 4000

Множитель измерения

1 20 5

20 смеси и по разности сигналов детектора для каждого отдельного компонента смеси при каждом анализе смеси с разными объемами пробы судят о концентрациях компонентов.

По результатам каждого анализа составляют систему нормированных уравнений для каждой из смесей и .решают их относительнс концентраций

К,aS<+ КЬS + ... + К„ЬЗ „=1

+ КэЬЗд - KnaSnn l 10

Кggn .1. К AS(+ + Кьуч где ЬЯ S — З /m — разность площадей хроматографическкх пиков i-того компонента для одной иэ смесей, проанализированной при разных объемах пробы V и V/m. В прЕдлагаеиом способе градуировочная характеристика С

= f (hSj) проходит через начало координат.

Исключение систематической ошибки нз результатов измерения повышает Щ точность определения концентраций и обеспечивает возможность-широкого внедрения предлагаемого сПособа для градуировки аттестации поверочных сиесей. 25

Пример. Для опробования предлагаемого способа используют газовый хроматограф Цвет-129 .

Разделительную колонку длиной 1 м, внутренним диаметром 3 мм,: заполняют углем AX -5, фракция 0.,25-0,35 мм.

Температура термсстата колонки

+ 50ОС. Детектор по теплонроводности.

Ток детектора 180 ю.A. Газ-носительаэот. Скорость газа-носителя

60 см /ини. Анализы проводят на двух сменных дозах с объемом пробы не более 1,5 см для обеспечения линейного диапазона измерения. Анализировать три смеси газов неизвест; ного состава, содержащие водород, 49 метан и двуокись углерода. Исходную концентрацию компонентов в смесях определяют по градуировочным характеристикам.

На фиг. 1 изображены градуировочные характеристики для водорода и метанау на фиг. 2 - то же, для двуокиси углерода.

Множители измерения для водорода и метана 20 и 5 соответственно, для двуокиси углерода l.

1 - зависимость Сн = f (SH ) объем пробы Vg 2 - зависимость C = f(SÍ II объем пробы Ч/my 3 — зависимость сн = f(así2) i д Яна = 88 84 t

4 - зависимость C«A= f (Sgq ), объем пробь Ч 5 - зависимость Ьнд =

/rn

= f(St.„ ), объем пробыУ/ту б - зависимость Ссн; — f (Ьзсн„), где. Ь Sc«â€” 7/ я, = д. — Я д, 7 - зависимость

ССО = Й(8 0 ), объем пробы Ч ° 8 — зависимость Cco = й(Я" ) где ь

ЯЧ Ч тп + CC a Щ со ч:о °

Градуйровочные характеристики построены по результатам анализа смесей чистых газов с газом-носителем, приготовленных. на аттестованной Госстандартом (ВНИИМС) газосмесительиой установке. Для каждого компонента приготовят не менее десяти аттестованных смесей в диапазонах концентраций водорода 0,5-12В, метана 5,0-21%, двуокиси углерода

30-95%. Каждую смесь анализируют. не менее, пяти раз. Сигнал хроматографа (площади пиков) измеряют электронныи интегратором. Градуировочные характеристики построят на основании статической обработки результатов измерения с применением метода наименьших квадратов.

Исходные данные и результаты определения концентраций компонентов в смесях известным и предлагаеьеим способом приведены в таблице °.842575

Продолжение таблицы

Концен грация компонентов в смесях

Показатели

Ы СН. Со Н СН Со Н СН, Со

Исходная:концентрация компонентов в смеси, об.Ъ из ка-. либровочных графиков фиг.l и 2 .

4,2

8,2 90,0

1,8

Результаты определения концентраций компонентов: известный способ,об.Ъ .погрешность определения,Ъ предлагаемый способ, об.Ъ погрешность определения,Ъ

10,22 17,39 73,92

2,358 7,293 90,72 4,978 13,46 82,32

1,63 13,5 8,5 2.7

9,1

18,5

0,8

31 0 8,925 19,14 71,6

0,83 0,74 0,55

89,51 4,165 14,81 80,55

8,26

1, 785

0,83 0,73 0,60

0,6

0,83 0,73

25 формула изобретения

Система уравнений для определения концентраций.

Известный способ

1800 К + 3900 К + 10800 К = 100

3800 К1+ 7200 К1+ 9800 Ке. = 100

7800 К, + 9300 К + 8800 К3 = 100 (2)

В результате совместного решения ,уравнений (2) получают

К, = 0,00131, С = 2,358, С = 7,293, С = 90,72

Кр. = О, 00187 C„= 4, 978, Cg = 13, 46, С1 = 82,32

Кэ = 0,0084, C< = 10,22, С = 17 39, С = 73р92

Предлагаемый способ

750 К + 2050 К1+ 5000 К = 100

1750 К + 3700 К 1+ 45000 К = 100

3750 К4 + 4750 К + 4000 К = 100 (3)

В результате совместного решения уравнений (3) получают

К = 0,00238; C„ = 1,785, С = 8,26, С = 89 5

Кi = 0,00403р С = 4,165, С = 14у9l.f

Cs1- = 80,55 ,К = 0,.0179, C = = 19 14 Ñ =* 71 6

Как видно иэ приведенных в таблице данных, предлагаемый способ определенйя концентраций многокомпонентных смесей по сравнению с известным имеет значительно большую точность.

Относительная погрешность определения концентраций не превыаает

14,8 81,0 9,0 19,0 72,0

1Ъ в то время как в известном способе ошибка определения достигает 30%.

Хроматографический способ определения концентраций компонентов смеси, при котором определенный объем

35 пробы смеси вводят в хроматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и на выходе иэ хроматографической колонки детектируют разделенные компоненты, о т л и ч а ю щ и й40 с я тем что с целью повышения точности определения, анализируемую смесь разделяют на хроматографической колонке дважды при различных объемах вводимой в колонку смеси и по разности сигналов детектора

45 41ля каждого отдельного компонента смеси при каждом анализе смеси с разными объемами пробы судят о концентрациях компонентов.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Фарзане Н.Г, и др. Определение коэффициентов абсолютной градуировки.i Заводская лаборатория, 1966, 9 2, с.22.

55 2. Фарэане Н.Г. и др. Расчет хроматограмм и калибровка хроматографов. Заводская лаборатория, 1970, 9 5, с. 516 (прототип).

842575 рис.!

S,tt

110

О 1О ЯО ЗОМ ХО.

Риа Я

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб"., д. 4/5

Заказ 5070/48

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Э. Скорняков

Редактор H. Кешеля ТехредЖ,Кастелевич Корректор Ю. Макаренко;