Газохроматографический способ определения массовых концентраций примесей

НАЦИОНАЛЬНЫЙ цЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Институт ядерных проблем Белгосуниверситета (ВУ)(72) Авторы Черепица Сергей Вячеславович Бычков Сергей Михайлович Коваленко Антон Николаевич Мазаник Аркадий Леонидович (ВУ)(73) Патентообладатель Институт ядерных проблем Белгосуниверситета (ВУ)Газохроматографический способ определения Массовых концентраций примесей,включающий хроматографирование исследуемой смеси, регистрацию полученной хроматограммь 1, измерение площадей хроматографических пиков определяемых примесей и основного компонента и расчет массовых концентраций определяемых примесей методом внутреннего стандарта, отличающийся тем, что в качестве внутреннего стандарта вь 1 бирают основной компонент исследуемой смеси, а расчет проводят путем последовательных итераций в два этапа, причем на первом этапе рассчитывают массовые концентрации определяемых примесей, принимая массовую концентрацию внутреннего стандарта равной ста процентам, на втором этапе рассчитывают уточненное значение массовой концентрации внутреннего стандарта путем вычитания из ста процентов суммы вычисленных на первом этапе массовых концентраций всех определяемых примесей и заново рассчить 1 вают массовые концентрации определяемых примесей, используя уточненное значение массовой концентрации внутреннего стандарта.Предлагаемое изобретение относится к газовой хроматографии и может быть использовано для количественного определения массовых концентраций примесей в газообразных и жидких пробах.Известен хроматографический способ определения количественного содержания примесей методом абсолютной градуировки 1. Метод абсолютной градуировки заключается в прямом сравнении площади хроматографического пика определяемого вещества в исследуемой пробе с площадью хроматографического пика того же вещества в аттестованной пробе с известного состава. На первом этапе метода проводят измерение аттестованной смеси с целью построения градуировочной кривой и определения градуировочного коэффициентааи аи Ь, Хд / 51 , (1) ГДС Х - массовая ДОЛЯ ОПРСДСЛЯСМОГО ВСЩССТВЗ В ВВОДИМОЙ Пр 0 б 6 ЗТТССТОВЗННОЙ СМССИ, 5 - площадь хроматографического пика определяемого вещества.Тогда массовую долю определяемого вещества Х, (г) в пробе находят по следующейформуле Х 1 Ьа 51, (2) где 51 - площадь хроматографического пика определяемого вещества в исследуемой пробе.При реализации метода абсолютной градуировки важно, чтобы градуировка и измерения проводились в строго одинаковых условиях. Наиболее существенным фактором являются точность и воспроизводимость дозирования пробы. Условия хроматографирования, включая режим работы детектора, температурные параметры термостата колонки и величины газовых потоков также, должны быть идентичны.Недостатком этого способа является длительность проведения анализа, обусловленная необходимостью перед проведением непосредственно самого измерения выполнить серию измерений для построения градуировочной кривой. К тому же точность такого метода зависит от стабильности сохранения градуировки.Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является хроматографический способ количественного определения примесей с использованием метода внутреннего стандарта (ВС) 1.Метод ВС основан на сопоставлении площади хроматографического пика определяемого вещества с площадью хроматографического пика добавляемого в известном количестве к пробе не содержащегося в ней вещества сравнения, называемого ВС.Массовую долю определяемого вещества Х, в пробе находят по следующей формулеХ 1 К 51 Хы/5 зь (3) где К, - относительный массовый коэффициент отклика детектора определяемого вещества по отношению к веществу ВС, 51 и 5 - площади хроматографических пиков определяемого вещества и вещества ВС, соответственно, Хд - массовая доля вещества ВС в вводимой пробе.Численное значение относительного массового коэффициента отклика детектора находят из данных по хроматографическому исследованию аттестованной смеси с известными значениями массовых долей определяемого вещества и вещества ВС по следующей формулегде 5 и 5 - площади хроматографических пиков 1-го определяемого вещества и вещест ва ВС в аттестованной пробе, соответственно, Х и Х - массовые доли 1-го определяе мого вещества и вещества ВС, соответственно.Так как сопоставление величин 51 и 5 происходит в период хроматографирования одной пробы, то в отличие от метода абсолютной калибровки погрешность дозирования здесь не влияет на результат измерения. Влиянием флуктуации внешних факторов можно пренебречь, так как допущение о постоянстве последних в течение времени записи одной хроматограммы можно признать вполне корректным.Метод ВС по сравнению с методом абсолютной градуировки является более точным,обладает лучшей сходимостью и воспроизводимостью.Недостатком метода является трудность, связанная с выбором вещества, пригодного для внутреннего стандарта, и с вводом вещества внутреннего стандарта в анализируемую пробу.Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи устранения необходимости принудительного ввода в анализируемую пробу вещества внутреннего стандарта. Для этого в Качестве ВС используют основной Компонент (растворитель) анализируемой пробы.Способ работает следующим образом. Для определяемых Компонентов исследуемой смеси измеряют относительные массовые Коэффициенты отКлиКа детеКтора по отношению К веществу ВС. В Качестве последнего используют основной Компонент (растворитель) смеси. Численные значения относительных массовых коэффициентов отКлиКа детеКтора находят из данных по хроматографичесКому исследованию аттестованной смеси с известными значениями масс определяемых веществ и вещества ВС по формуле (4). Непосредственно расчет Концентраций определяемых примесей и основного Компонента проводят методом последовательных итераций в два этапа. На первом этапе априори величину массовой0 . Концентрации ХМ ОСНОВНОГО КОМПОНСНТа, вь 1 бираемого В КЗЧССТВС ВС, принимают равнои100 . Рассчитывают Концентрации примесей по формуле (3). На втором этапе уточняют величину массовой Концентрации основного Компонента по следующей формуле х 10 о-2 х (5) 11где 3 - индеКс суммирования, отвечающий Компоненту основного вещества. Затем рассчитывают Концентрации примесей по формуле (2), в Которую подставляют уточненное значение величины Хдг, полученное из (5). Результирующее выражение может быть записано в следующем видеПредлагаемый способ позволяет существенно упростить процедуру и соКратить общее время выполнения измерений за счет устранения необходимости принудительного ввода в анализируемую пробу вещества внутреннего стандарта.В Качестве примера положительного эффеКта реализации предлагаемого способа можно уКазать на соКращение времени выполнения измерений и упрощения процедуры пробоподготовКи при хроматографичесКом определении тоКсичных миКропримесей в водКе и спирте этиловом. В настоящее время данное определение регламентируется ГОСТ Р 51698-2000 2. В нем предписывается применение способа абсолютной градуировКи. Использование известного способа ВС 1 представляется весьма затруднительным в связи с трудностями ввода в анализируемую пробу чрезвычайно малых Количеств вещества ВС, на уровне несКольКих миллиграмм на литр безводного спирта, и подбора вещества ВС2. ГОСТ Р 51698-2000. ВодКа и спирт этиловый. ГазохроматографичесКий эКспрессметод определения содержания тоКсичных миКропримесей.Национальный центр интеллеКтуальной собственности. 220034, г. МинсК, ул. Козлова, 20.