khimie.ru

Хроматографические методы анализа можно использовать для количественного определения компонентов смеси. В основе таких определений положено то, что концентрация компонентов пропорциональна высоте, а значит, и площади соответствующего пика на хроматограмме. Однако на практике могут наблюдаться отклонения от этого правила, и поэтому состав смеси обычно рассчитывают не прямо по площади соответствующих пиков, а по градуировочному графику. Для этого готовят образцы со строго определенной концентрацией интересующего компонента — так называемые стандартные образцы или, точнее, образцы сравнения. Их хроматографируют в точно таких же условиях, что и анализируемые образны неизвестного состава. Затем строят градуировочную кривую, вернее прямую, поскольку между концентрацией данного компонента в стандартном растворе и площадью или высотой соответствующего пика на хроматограмме анализируемой пробы должна существовать линейная зависимость. Как известно из математики, любую прямую можно построить всего по двум точкам. За одну из этих точек можно принять начало координат, потому что, если вводимая проба вообще не содержит данное вещество, то на хроматограмме не появится соответствующий пик, и нулевой концентрации будет отвечать нулевая площадь пика. Значит, в принципе для построения градуировочного графика достаточно измерить площадь пика для раствора с одной известной концентрацией. Однако аналитики, известные своей скорпулезностью, считают, что построение графика по одному анализу (по одной точке) ненадежно. Обычно для градуировки используют не менее трех растворов с различной концентрацией определяемого вещества. Получив соответствующие данные, проверяют, действительно ли зависимость окажется прямолинейной.

Для расчета неизвестной концентрации необходимо, чтобы график зависимости площади пика от концентрации анализируемого компонента в стандартном растворе представлял собой прямую. Построение градуировочных графиков широко используется не только в хроматографии, но и в других методах аналитической химии.

Площади пиков должны определяться с большой точностью, и эта операция занимает много времени. Современные хроматографы для этих целей оснащены автоматическим интегратором, результаты обрабатываются на ЭВМ и передаются на распечатывающее устройство. Подключение к хроматографу вычислительной техники дает возможность выполнить также ряд операций по проверке и регулировке этого прибора и, в частности, оценить качество полученных результатов.

Аналитики никогда не доверяют результатам одного-единственного измерения. От любого образца, поступившего на анализ, отбирается несколько проб. Каждую такую пробу в совершенно одинаковых условиях готовят к анализу и затем проводят измерения. По результатам этих, так называемых параллельных, анализов находят среднее. Таким способом пытаются исключить влияние случайных ошибок. Число параллельных анализов обычно бывает не менее трех, но в тех случаях, когда к точности определения предъявляются повышенные требования, приходится выполнять и значительно большее число параллельных анализов. Для оценки качества результатов анализа используются две важные характеристики: правильность и воспроизводимость. Правильность оценивают по разности между средним нескольких измерений и истинным значением. Под воспроизводимостью понимают отклонение результатов отдельных измерений от среднего, то есть это разброс результатов (рис. 1).

Рис. 1. Пример оценки результатов анализа.

Для того чтобы оценить отклонение отдельных измерений от истинного значения, при анализе образцов с неизвестной концентрацией время от времени проводят анализ стандартного образца, то есть образца с известной концентрацией определяемого компонента. В идеале при небольшом разбросе результатов отдельных измерений среднее нескольких измерений должно быть равно истинному значению. Однако в реальных условиях мы можем лишь приблизиться к такому совпадению. По мере того как современные приборы и методы измерения становятся все более и более чувствительными, возрастает опасность, что на экспериментальные результаты все в большей степени будут влиять неизвестные факторы. Представим себе, например, что в одной из лабораторий, окна которой выходят на запад, проводят измерения при комнатной температуре на приборе, стоящем вблизи окна. Если аналитик в течение нескольких дней выполняет серию анализов, то можно быть уверенным, что результаты измерений, выполненных в первой половине дня и после обеда, окажутся различными. Известно, что измерения очень чувствительны к колебаниям температуры, а ведь солнечные лучи, проникающие в комнату, нагревают прибор и искажают данные, получаемые во второй половине дня. Чтобы избежать подобных неприятностей, аналитики в

некоторых случаях обязаны оценивать достоверность каждого определения. Если, например, правильность и воспроизводимость полученных данных заметно выходят за рамки допустимых отклонений, то надо выяснить причину различий и в дальнейшем тщательно следить за соблюдением всех условий измерений.

Грамотный аналитик не только приведет данные анализа, но и оценит достоверность полученных величин. При приведении результатов анализа надо указывать средний результат измерений; число параллельных измерений; воспроизводимость, то есть относительное отклонение от среднего.

Для непрерывного контроля за качеством измерения к хроматографу можно подключить ЭВМ. Тогда, если при выполнении большой серии анализов какое-то значение выпадает за пределы допустимого отклонения, по сигналу ЭВМ прибор автоматически отключается, и его можно вновь включить только после исправления ошибки в ходе анализа.