Хроматографические методы анализа. Методическое пособие для специального курса Ответственный редактор Чл корр. Ран, профессор О. А. Шпигун Москва, 2007 2
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
Рис. 25. Разделение смеси катионов на ионообменнике IonPac SCG 1: 1 – медь; 2 – литий; 3 – натрий; 4 – аммоний; 5 – никель; 6 – калий; 7 – цинк; 8 – кобальт; 9 – марганец; 10 –магний; 11 – кальций; 12 – кадмий. Подвижная фаза: смесь 4мМ винной и 2мМ щавелевой кислот Рис.26. Разделение анионов на ионообменнике IonPac AG11: 1 – изопро- пилэтилфосфонат, 2 – Quinate; 3 – фторид; 4 – ацетат, 5 – пропионат; 6- формиат; 7 – метилсульфонат; 8 – Pyruvate; 9 – хлорат; 10 – валериановая кислота; 11 – монохлорацетат; 12 – бромат; 13 – хлорид; 14 – нитрит; 15 – трифторацетат; 16 – бромид; 17 – нитрат; 18 – перхлорат; 19 – селенит; 20 – карбонат; 21 – малонат; 22 – малеат; 23 – сульфат; 24 – оксалат; 25 – ке- томалонат; 26 – SnO 4 2- ; 27 – фталат; 28 – фосфат; 29 – хромат; 30 – цитрат; 31 – трикарбалилат; 32 – изоцитрат; 33 – цис-ацинитат;34 – транс- ацинитат; Подвижная фаза (50 –100) мМ NaOH, градиентный режим 105 Применение для решения экологических задач. Одно из важнейших направлений использования ионной хроматографии – анализ вод. Известно, насколько важно определять компоненты вод разного типа. Среди этих компонентов существенное место занимают неорганические анионы, ионы металлов, ионогенные органические вещества. Ионная хроматография быстро заняла значительное место в ряду аналитических методов, пригодных для определения указанных компонентов. В табл. 20, 21 и на рис. 27, 28 показаны примеры определения ионов в водах Для ионохроматографического определения загрязнений в почвах и донных отложениях после их перевода в водную вытяжку используют те же условия, что и в анализе вод. Интересным примером является определение компонентов сложной смеси анионов в городской почве, хроматограмма водной вытяжки такой почвы показана на рис. 29. В городской почве много хлоридов, что является следствием применения противогололедных смесей. Следует отметить, что ионную хроматографию можно использовать и для определения органических ионов, таких как ацетат, формиат, а также алифатических аминов и гидразинов. В воздухе с помощью ионной хроматографии определяют высокополярные и реакционные соединения. Это, главным образом, агрессивные неорганические газы, альдегиды, амины. Газы поглощают с помощью индивидуальных ловушек и определяют в виде соответствующих анионов. Например, диоксид серы в виде сульфат-иона, диоксид азота – нитрат-иона, хлористый водород – хлорид-иона. Метод определения формальдегида и ацетальдегида основан на их окислении до формиат- и ацетат-ионов соответственно. Для определения аминов и гидразинов их сорбируют из воздуха на силикагеле и десорбируют водно- метанольным раствором серной кислоты. 106 Таблица 20. Примерыопределениянеорганических анионов в водах и атмосферных осадках двухколоночной ионной хроматографией Объект анализа Определяемые анионы Разделяющая колонка Подвижная фаза с мин , мг/л s r Речная и сточная воды Речная, грунтовая и сточная воды Речная, грунтовая и водопроводные воды « Минеральная вода Геотермальная и озерная вода Геотермальная вода Атмосферные осадки « NO 3 - , PO 4 3- F - , Cl - , NO 3 - , SO 4 2- , I - , ClO 4 - , HPO 4 3- , SCN - SeO 3 2- , SeO 4 2- , AsO 4 3- в присутствии F - , Cl - , NO 3 - , SO 4 2- F - , Cl - , NO 3 - , SO 3 2- , SO 4 2- F - , Cl - , Br - F - , Cl - , Br - , PO 4 3- , SO 4 2- F - , Cl - , Br - , SO 4 2- F - , Cl - , NO 3 - , SO 4 2- F - , Cl - , NO 2 - , NO 3 - , Br - , PO 4 3- , SO 4 2- Dionex Anion (4x250 мм) ХИКС-1 (3х250 мм) Dionex HPIC-AS (3х250 мм) Dionex Anion (3x250 мм) « « « « 1,5 мМ Na 2 CO 3 / 5,0 мМ NaHCO 3 1мМ тирозин (рН 10,8) 1,5 – 2,4 мМ Na 2 CO 3 / 2,5 – 3,0 мМ NaHCO 3 3,0 мМ NaHCO 3 / 2,4 мМ Na 2 CO 3 “ “ 2,0 мМ NaHCO 3 / 1,6 мМ Na 2 CO 3 3,0 мМ NaHCO 3 / 2,4 мМ Na 2 CO 3 3,0 мМ NaHCO 3 / 3,0 мМ Na 2 CO 3 0,007 (NO 3 - ) 0,017 (PO 4 3- ) 0,01 0,02 мкг (Se) 0,5 мкг (As) 0,01 – 0,005 (F - , Cl - ) 0,05 (Br - , PO 4 3- , SO 4 2- ) высокие 0,02, 0,06 (SO 4 2- ) 0,001 – 0,005 0,018 0,045 0,02 – – – – – 0,1 0,001 – 0,021 0,004 – 0,03 < 0,05 107 Таблица 21. Примерыопределениянеорганических катионов в водах и атмосферных осадках двухколоночной и одноколоночной ионной хроматографией Объект анализа Определяемые анионы Разделяющая колонка Подвижная фаза с мин , мг/л s r Речная и грунтовая воды Питьевая и водопроводные воды « « Дождевая вода То же Геотермальная вода Mg 2+ , Ca 2+ Mg 2+ , Ca 2+ « Na + , NH 4 , K + , Mg 2+ , Ca 2+ Na + , NH 4 + , K + Na + , NH 4 + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ Li + , K + , Na + , NH 4 + DionexCation (6x250мм) NSK GEL IC-Anion-SW (4,6x50мм) Dionex CS-2 (4x250мм) Поверхностно- сульфированный катионообменник (емкость 0,017 мэкв/г) « « DionexCation (6x250мм) 1мМ Pb(NO 3 ) 2 – 0,1 мМ HNO 3 ( pH 4) 1мМ ЭДТА (pH 6,0) 2 мМ этилендиамин – 2 мМ лимонная кислота 11,5 мМ HNO 3 – 1 мМ этилендиаммоний нитрат (рН 6,1) 6 мМ HNO 3 35мМ НС1, 2 мМ гистидин – 45 мМ HCl 3,0 мМ HNO 3 0,05 – 1,1 0,05 0,01 – 0,02 0,02 0,005 – 0.020 - 0,005 – 0,015 – – 0,007 0,025 0,004-0,02 – 0,004 – 0,015 108 Рис. 27. Разделение анионов (мг/мл) в лечебно-минеральной воде: 1 – фторид (0,8); 3 – бромат (0,01); 4 – хлорид (122); 5 – нитрит (0,5); 6 – бромид (46); 7 – перхлорат (0,07); 8 – нитрат (1,5); 9 – фосфат (1,6); 10 – сульфат (51,0). Подвижная фаза: 9,0 мМ карбонат натрия Рис.28. Определение анионов (мг/л) в питьевой воде: 1 – фторид (0,04); 3 – бромат (следы); 4 – хлорид (16,2); 5 –нитрит (не опр.); 6 – бромид (0,03); 7 – перхлорат (0,04); 8 – нитрат (3,9); 9 – фосфат (0,15); 10 – сульфат (18,3). Подвижная фаза: 9,0 мМ карбонат натрия 109 Рис. 29. Хроматограмма водной вытяжки почвы. Колонка стальная (250х4,6) мм, Vydac 302 IC. Подвижная фаза – 4 мМ фталевая кислота, рН 4,6. Детектор – кондуктометрический Полученный экстракт анализируют, используя сульфокатионообменники и электрохимические детекторы. Высокой чувствительностью к электроактивным соединениям, способным окисляться на стеклоуглеродном электроде, обладает амперометрический детектор. Применение этого детектора позволило повысить чувствительность определения несимметричного диметилгидразина в водах и почвенных вытяжках. |