Хроматографический способ определенияКОНцЕНТРАций КОМпОНЕНТОВ СМЕСи Советский патент 1981 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к газовой хроматографии и может быть исполь.зовано для количественного определе ния состава произвольных многокомпо нентных смесей. Известен способ определения концентраций компонентов сложных,смесе с использованием результатов хроматографического анализа при постоянном объеме пробы В этом способе градуировки состава смесей положено решение системы уравнений, полученн 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 способо аттестации и градуировки поверочных смесей в свете метрологического обеспечения физико-химических изме.рений. Причина зключается в то, чтд градуировочная характеристика не пр ходит через начало координат, в резуд||Тате чего решение системы уравнений .выполняется с большими пбгрешностями и не обеспечивается необходимая точность определения концентраций компонентов смеси. Наиболее близким к предлагаемому является хроматрграфический способ, определения концентраций компонентов смеси, при котором определенный объем пробы смеси вводят в хроматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и на выходе хроматографической колонки детектируют разделение компонентов Недостатком известного способа является малая точность определения концентраций компонентов смеси. Цель изобретения - увеличение точности определения концентраций многокомпонентных смесей неизвестного состава. , Указанная цель достигается тем, что в хроматограф ческс « способе определения концентраций компонентов смесей, при котором определенный объем пробы смеси вводят в хроматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и на выходе из хроматографич.еской колонки де ектируют разделенные компоненты смеси, анализируе а . смесь разделяют на хроматографической колонке двгикды при различных объемгис вводимой в колонку смеси и по разности сигналов детектора для кг1ждого отдельного компонен та смеси при каждом анализе смбс с разными объемами пробы судят о концентрациях компонентов. По результатам кгикдого анализа составляют систему нормированных уравнений для кгосдой из смесей и .решают их относительно концентраций + KjjASi + ... + К„Л8„ 1 K jiSJ- + KjuSl + ... + К„Д8« 1 к &S7 + Kj, дз5 + ... + к„4 s;j 1 где uSi Sj - SI/HI - разность площадей хроматографических пиков 1-то компонента для одной из смесей про анализированной при разных объемах пробы V и V/nt. В предлагаемом спосо градуировочная характеристика CJ, f(fiiS) проходит через начало координат . Исключение систематической ошибк из результатов измерения повышает точность определения концентраций и.обеспечивает возможность широкого внедрения предлагаемого сйособа для градуировки аттестации поверочных смесей. Пример. Для опробования предлагаемого способа используют газовый хроматограф Цвет-129.. Разделительную колонку длиной 1м/ внутренним диаметром 3 мм/ заполняют углем АГ-5, фракция 0,25-0,35 Температура термостата колонки + . Детектор по теплопроводност Ток детектора 180 № А. Газ-носитель азот.Скорость газа-носителя 60 см . 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, содержание водород, метан и двуокись углерода. Исходную концентрацию компонентов в смесях определяют по грёщуировочным характеристикам. На фиг. 1 изобр 1жены градуировочные характеристики для водорода и метана; на фнг. 2 - то же, для двуокиси углерода. Множители измерения для водорода и метана 20 и 5 соответственно, для двуокиси углерода 1. 1 - зависимость Сц, f(SH), объем пробы V; 2 - зависимость Сц, f( объем пробы V/m; 3 - зависимость Сн2 f(&SH2), гдеД8„.1 s;:;,- S ; 4 - зависимость Сснд (Зсн/ объем пробы V; 5 - зависимость Сснд f(Sg), объем пробы V/m; 6 - зависимость СеНд f (АЗсмд, ) , ГДв.ДЗснА 7 зависимость Ссоа f(S2oJi)f объем пробы У.;в - зависимость f (S ) , где Д S - Чоа - оа Градуировочные характеристики построены по результатам анализа смесей чистых газов с газом-носителем, приготовленных на аттестованной Госстандартом (ВНИИМС) тазосмесительной установке. Для каждого компонента приготовят не менее десяти аттестованных смесей в диапазонах концентргщий водород а 0,5-12%, метана 5,0-21%, двуокиси углерода 30-95%. каждую смесь анализируют не менее, пяти раз. Сигнал хроматографа (площади пиков) измеряют злектронньт интегратором. Градуировочные характеристики построят на основании статической обработки результатов измерения с применением метода наименьших квадратов. Исходные дан1&1е и р Бзультаты определения концентраций компонентов в смесях известным и предлагаемым способом гфиведены в таблице.

18003900 10800

10501850 3500

7502050, 5000

205 1

3800 7200 9800 7800 9300 8300 3500 3500 5300 4050 4550 4800

1750 3700 4500 3750 4750 4000

20 Исходная концентрация компонентов в смеси, об.% из ка-. либровочных гра8,2 90,0 4,2 фиков фиг.1 и 2 . 2,358 7,293 90,72 31,0 Hfl 1,785 8,26 89,51 0,83 0,73 0,6 Система -уравнений для определения концентраций. Известный способ 1800 К.+ 3900 10800 Kj 100 3800 К, + 7200 9800 1Ц 100 7800 К,+ 9300 Kft+ 8800 К 100 (2) В результате совместного решения .уравнений (2) получают К, 0,00131, С2 2,358, С С 90,72 К 0,00187, С 4,978, С С% 82,32 К 0,0084, с; 10,22, С 17,39, С 73,92 Предлагаемый способ 750 К, + 2050 Кч+ 5000 K,j 100 1750 К + 3700 Кй+ 45000 К, 100 3750 К ( + 4750 Ка+ 4000 Kj, 100 (3) В результате совместного решения уравнений (3) получают 0,00238j Cj 1,785, С 8,26, 89,5 14,9l 4,165, GI 0,00403, С, 80,55 0,0179, Cl 8,925, q 71,6 Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ определения концентраций многокомпонентных смесей по сравнению с известным имеет значительно большую точность. Относительная погрешность определения концентраций не превышает

Продолжение таблицы

4,97813,4682,3210,22 17,39 73,92

18,59,11,6313,58,5 2.7

4,16514,8180,55«8,925 19,14 71,6

0,830,730,600,83 0,74 0,55 7,293, 13,46, 19,14 14,8 81,0 9,0 19,0 72,0 1% в то время как в известном способе ошибка определения достигает 30%. Формула изобретения Хроматографический способ определения концентраций компонентов смеси, при котором определенный объем пробы смеси вводят в хррматографическую колонку, разделяют компоненты смеси и на выходе из хроматографической колонки детектируют разделенные компоненты, отличаювд и йс 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 для каждого отдельного компонента смеси при каждом ангшизе смеси с разными объемс1ми пробы судят о концентрациях компонентов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Фарзане Н.Г. и др. Определейие коэффициентов абсолютной градуировки. I Заводская лаборатория , 1966, 2, с.22. 2. Фарзане Н.Г. и др. Расчет хроMaTorpeiMM и калибровка хроматографов. Заводская лаборатория , 1970, 5, с. 516 (прототип).

g }g3 1567894iimi3t4ff

Iff iO 3010 50(070 во 9uwv IpUt.Z

C, (put.J

я в/ of

P, /«W