Методы идентификации на основе характеристик удерживания

1. Применение индивидуальных эталонных веществ.

Один из вариантов этого метода состоит в последовательном разделении анализируемой и эталонной смесей в одинаковых условиях. Равенство времен удерживания пиков соответствующих компонентов обеих смесей может служить основанием для идентификации.

Другой вариант заключается в том, что в исследуемую смесь вводят эталонный компонент, наличие которого в этой смеси предполагается. Увеличение высоты соответствующего пика (без его расширения) по сравнению с высотой этого пика на хроматограмме, полученной до введения эталона, может свидетельствовать о присутствии искомого соединения в анализируемой смеси.

Указанный метод прост, но обладает существенными недостатками. Во-первых, необходимо иметь эталонные вещества; во-вторых, все пики, полученные при разделении на данной колонке, должны соответствовать индивидуальным веществам. Но даже при выполнении этих условий нет никаких гарантий однозначности проведенной идентификации. Практически всегда имеются по крайней мере два вещества, удерживаемые объемы которых на колонке с данным сорбентом достаточно близки. Такими веществами вполне могут быть любой компонент смеси и эталон, нетождественные между собой.

2. Использование табличных данных о характеристиках удерживания.

В настоящее время опубликовано много таблиц со значениями относительных удерживаемых объемов для самых различных веществ. Эти таблицы можно использовать при отсутствии необходимых эталонных соединений. Анализируемую смесь разделяют на колонке при условиях, указанных в соответствующей таблице, причем предварительно в смесь вводят небольшое количество веществ, служащих стандартами. На основе полученной хроматограммы рассчитывают относительные удерживаемые объемы, индексы удерживания или другие характеристики. Полученные значения сравнивают с табличными данными.

Относительные параметры удерживания (качественный параметр хроматографического пика определяемого вещества отнесенный к качественному параметру хроматографического пика стандарта)

 

t_опт=t'_R/t_Rcm=V'_R/V_Rcm

 

Для сравнения величин удерживания, полученных на различных приборах, очень часто используют логарифмический индекс удерживания Ковача:

 

,

где – приведенное время удерживания определяемого компонента; и – приведенные времена удерживания н-алканов с числом атомов углерода z и (z +1), элюирующихся до и после определяемого вещества.

Индекс удерживания Ковача – это безразмерный параметр, характеризующий удерживание сорбата относительно н-алканов. Например, для метана – 100, этана – 200, пропана - 300 и т.д. Индекс удерживания определяемого вещества равен умноженному на 100 ед. числу атомов углерода гипотетического нормального алкана, имеющего такое же время удерживания, что и определяемое вещество.

Индексы удерживания являются весьма информативной и удобной формой представления данных по относительному удерживанию органических соединений различных классов и в настоящее время широко используется в качественном анализе сложных задач, например, идентификация компонентов нефти.

3. Использование графических или аналитических зависимостей между характеристиками удерживания и другими физико-химическими свойствами веществ.

Известно, что логарифм удерживаемого объема, lg V_R, в пределах гомологического ряда веществ может коррелироваться с такими свойствами, как число углеродных атомов в молекуле (n_C), температура кипения (Т) и т. д.

lg V_R = а + b· n_C;

lg V_R = a + b· T.

Соответствующие графики широко используют для идентификации компонентов анализируемых смесей. Если заранее известно, к какому гомологическому ряду принадлежит анализируемый компонент, то определенная по графику температура кипения (или число атомов углерода) достаточна для индивидуальной идентификации.

4. Нехроматографические методы идентификации.

Эффективным оказалось сочетание газовой хроматографии с другими методами исследования, например, с ИК-спектроскопией и масс-спектрометрией. Для проведения инфракрасной спектроскопии разделенные хроматографически и выделенные отдельные компоненты помещают в газовую или жидкостную кювету спектрометра и снимают спектр. По каталогу спектров или по эталонным веществам идентифицируют анализируемые вещества.

При идентификации методом масс-спектрометрии хроматографическую колонку соединяют с масс-спектрометром. Такое сочетание обычно называют хроматомасс-спектрометрией. Выходящие из колонки компоненты анализируемой смеси поступают поочередно в быстродействующий масс-спектрометр. Полученные масс-спектры сравнивают с имеющимися в каталогах. На основе такого сравнения идентифицируют компоненты анализируемой смеси.

Возможно использование также методов ядерного магнитного резонанса, пламенной фотометрии и других, включая и химические методы (например, с применением химических реакций до и после хроматографической колонки).