Учебное пособие к семинарским и лабораторно-практическим занятиям модуль 2 Оренбург 2022

Физико-химические методы в анализе «летучих ядов»
1. Метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ):

Среди известных хроматографических методик для определения алкоголя в биологиче ских жидкостях к настоящему времени Минздравом СССР рекомендованы к использованию две модификации нитритного метода (см. Методическое письмо N 10-95/14-32 от 22.04.68 с Дополнениями от 12.08.71 и методические указания о повышении качества исследований при количественном определении этилового спирта в крови и моче (1977 г.), а также методи ку, излагаемую ниже).

Сущность нитритного метода заключается в превращении спиртов в алкилнитриты, бо лее летучие, чем спирты, и в дальнейшем хроматографировании алкилнитритов. Разделен ные на хроматографической колонке компоненты смеси последовательно поступают в детек тор по теплопроводности – катарометр, сигналы которого регистрируются в виде ряда хро матографических пиков на хроматограмме. Идентификация веществ производится по време ни их удержания, которое исчисляется от момента введения анализируемого вещества в ко лонку до появления максимума пика. Чувствительность для этилового спирта составляет 0,01%. Расчет концентрации этилового алкоголя производят после калибровки по методу
внутреннего стандарта. Внутренним стандартом служит изопропиловый спирт. Для работы могут быть использованы отечественные газовые хроматографы ЛХМ 8МД, ЛХМ-80, "Цвет-100", 102, 106, 162 и другие, комплексованные детектором по тепло проводности (катарометром).
Газожидкостная хроматография как метод разделения основана на распределении ком понентов смеси между двумя фазами, из которых газовая является подвижной, а жидкая не подвижной. В классической газовой хроматографии компоненты смеси переносятся подвиж ной фазой вдоль колонки, заполненной частицами твердого носителя, которые покрыты не подвижной фазой (НФ). В высокоэффективной, или капиллярной, газовой хроматографии используются колонки без носителя, а пленка НФ наносится на внутреннюю поверхность колонки. Этот тип колонок, предложенный Голеем в 1957 г., обеспечивает значительно большую эффективность разделения по сравнению с обычными насадочными колонками, откуда и появился термин высокоэффективная газовая хроматография.
Традиционно капиллярная газовая хроматография применялась для разделения:
• сложных смесей
• компонентов с близкими химическими и физическими свойствами
• смесей, состоящих из большого числа разнообразных веществ



Рис. 1 Схема устройства газового хроматографа
Однако капиллярная хроматография, в которой применяются хрупкие стеклянные от крытые колонки и достаточно сложное оборудование, никогда не считалась "практичным" методом.
Отношение к высокоэффективной хроматографии резко изменилось, когда в 1979 г. в компании Hewlett-Packard появились гибкие колонки из плавленого кварца. Присущие этому материалу прочность и гибкость делают капиллярные колонки более удобными в примене нии и менее хрупкими, чем стеклянные. Кроме того, поверхность плавленого кварца более инертна, что уменьшает адсорбцию компонентов на стенках и улучшает функционирование колонок. Это позволило применять капиллярную хроматографию для анализа летучих со единений и менее сложных смесей. Преимущества кварцевых колонок в сочетании с обыч ным хроматографическим оборудованием, предназначенным для работы с насадочными ко лонками, сделали газовую хроматографию более удобной и приспособленной для рутинных анализов.
Разделение пробы на индивидуальные компоненты достигается в соответствии с удер живанием каждого компонента хроматографической колонкой. Время, необходимое для элюирования композита из колонки, называется (абсолютным) временем удерживания (tr) и определяется по времени выхода максимума его хроматографического пика. В процессе хроматографического разделения происходит распределение компонента пробы между по движной и неподвижной фазами. Время нахождения компонента в подвижной фазе (tm) по стоянно для всех составляющих анализируемой смеси. Величину tm обычно называют "мертвым временем" колонки или временем удерживания несорбирующегося вещества.

Рис. 2 Образец хроматограммы
Истинное время нахождения компонента в НФ рассчитывается как разность абсолют ного времени удерживания и мертвого времени и называется приведенным (исправленным) временем удерживания t_i.
Распределение анализируемого вещества между двумя фазами хроматографической ко лонки можно описать с помощью коэффициента распределения