Рабочая программа по дисциплине \"Гибридные методы анализа \" по направлению 020100 Химия (Специальная дисциплина сд-ф) icon

Рабочая программа по дисциплине "Гибридные методы анализа " по направлению 020100 Химия (Специальная дисциплина сд-ф)


Смотрите также:
Рабочая программа по дисциплине специализации "Гибридные методы анализа " для специальности...
Рабочая программа физические методы исследования по направлению 020100 «Химия» факультет...
Программа междисциплинарного экзамена по направлению 020100 «Химия» Томск 2009 г...
Рабочая программа дисциплина «аналитическая химия и физико-химические методы анализа»...
Рабочая программа по дисциплине Аналитическая химия и физико-химические методы анализа по...
Рабочая программа дисциплина ‹‹Неорганическая химия›› дн. Ф. 1 Направление 020100 Химия...
Рабочая программа дисциплина ‹‹История и методология химии›› гсэ. Ф. 9 Направления 020100 Химия...
Рабочая программа дисциплина «аналитическая химия и физико-химические методы анализа»...
Рабочая программа физические методы исследования для специальности 020101 Химия...
Рабочая программа по дисциплине ен. Ф...
Рабочая программа по дисциплине ен. Ф...
Программа экзамена по дисциплине "Информационные технологии: методы и средства"...



Загрузка...
скачать


Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

Кафедра аналитической химии


“Утверждаю”

Декан химического

факультета

________________

( В.Я. Денисов) «___» ________2008 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине "Гибридные методы анализа "

по направлению 020100 – Химия

(Специальная дисциплина СД-Ф)


факультет химический

курс четвертый

семестр восьмой

лекции 36 часов экзамен 8 семестр

лабораторные занятия 18 часов

самостоятельные занятия 27 часов

Всего часов 81 час

Составитель: к.х.н., доцент Шрайбман Г.Н.


Кемерово, 2008


Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта Высшего профессионального образования по специальности 011000 (020101) – Химия. Гос. рег. №127 ЕН/СП от 10 марта 2000 г. и рабочей программы по дисциплине "Методы разделения и концентрирования. Хроматографические методы анализа" для специальности 011000 – Химия, специализация – Аналитическая химия, утвержденной 24 июня 2003 г.


Рабочая программа обсуждена на заседании

кафедры аналитической химии

Протокол № ___от «___»_________ 2008 г.

Зав. кафедрой ______________________

(Невоструев В.А.)


Одобрено методической комиссией

химического факультета

Протокол № ___от «___»_________ 2008 г.

Председатель: ______________________

(Серебренникова Н.В.)


^ 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


«Гибридные методы анализа основаны на сочетании методов разделения смесей и определения (обнаружения) компонентов. Часто реализуются в одном аналитическом приборе. К этим методам относятся, например, газовая хроматография, жидкостная хроматография, ионная хроматография, хромато-масс-спектрометрия, в которых разделенные на хроматографической колонке компоненты определяют с помощью различных детекторов».(Ю.А.Золотов).

Многообразие условий хроматографического разделения в сочетании с неселективными и селективными детектирующими системами в совокупности с различным вводом проб позволяет проводить анализ простых и сложных смесей неорганического, органического, биологического происхождения в широком диапазоне молекулярных масс, в различном агрегатном состоянии: газообразном, жидком, твердом. О значимости хроматографических методов (в 2003 году отмечался их столетний юбилей) свидетельствуют 14 Нобелевских премий, присвоенных за разработку вариантов методов и проведенные с их применением исследования в области химии, физиологии и медицины. Гибридные методы анализа непрерывно развиваются в направлениях миниатюризации разделительной системы, приближения к конкретным объектам, совершенствования аппаратурного оформления. В частности, в материалах крупнейшей конференции по аналитической химии «PITTCON 2004» в тройке лидеров устойчивых научных направлений – метод жидкостной хроматографии, в том числе, с масс-спектрометрическим селективным детектором, и природная среда как объект анализа.

Хроматографические методы анализа и исследования остро необходимы всем естествоиспытателям, в первую очередь, химикам, физикам, биологам, медикам, геологам, а также специалистам других смежных областей науки и промышленности (энергетикам, нефтяникам, криминалистам). Этот список можно было бы продолжить. Широчайшая сфера применения, надежность и экспрессность получения информации, сравнительная простота аппаратурного оформления - вот главные причины того, что газовая и жидкостная хроматография отодвинула на второй план известные методы разделения и исследования состава сложных многокомпонентных смесей химических веществ.

По современным оценкам приблизительно 60 % всех анализов в мире выполняется хроматографическими методами. В связи с широкими аналитическими возможностями и применением в анализе различных объектов техногенного, природного происхождения и в научных исследованиях необходимо включение гибридных методов в программу подготовки современных специалистов-аналитиков.

^ Цель данной дисциплины: ознакомление студентов с теоретическими основами хроматографических разделений; с возможностями систем ввода, разделения и детектирования в гибридных методах, определяющими выбор метода в решении аналитических задач; ознакомление с приемами качественного и количественного анализа многокомпонентных проб.

^ Задачи дисциплины:

  • изложение теоретических подходов к описанию хроматографического процесса и практических следствий, определяющих выбор условий хроматографирования в газовой (на капиллярных и насадочных колонках) и жидкостной (ВЭЖХ) хроматографии;

  • формирование представлений об основных характеристиках хроматограмм и критериях хроматографического разделения веществ; о факторах определяющих селективность разделения и эффективность колонки;

  • обучение приемам идентификации компонентов в методах газовой хроматографии и ВЭЖХ с учетом типа детекторов;

  • обучение приемам обработки аналитического сигнала и методам проведения количественного хроматографического анализа;

  • ознакомление с физико-химическими основами разделения, используемыми фазами и аналитическими возможностями методов газоадсорбционной, газожидкостной, высокоэффективной жидкостной, ионной хроматографии;

  • формирование представлений о методе масс-спектрометрии и его аналитических возможностях; об использовании и возможностях селективного масс-спектрометрического и ИК-Фурье детектирования в газовой и жидкостной хроматографии;

  • формирование представлений о принципах и возможностях капиллярного электрофореза как гибридного метода анализа;

  • ознакомление с отечественными приборами соответствующих методов и аппаратурой зарубежных фирм;

  • обучение работе на газовом хроматографе «Хром-5», жидкостном хроматографе «Милихром-4» и формирование навыков обработки результатов при проведении качественного и количественного анализа;

  • побуждение познавательной активности студентов при самостоятельной работе: обработке экспериментальных данных, выполнении индивидуальных заданий и написании рефератов.

Дисциплина "Гибридные методы анализа", преподаваемая в 8 семестре 4 курса, базируется на знаниях, полученных студентами при изучении разделов «методы разделения и концентрированиия», «физико-химические методы анализа» ОПД «Аналитическая химия», а также ОПД «Физические методы исследования» и общих курсов органической, физической химии и физики. Она включает 36 лекционных часов, в которых решается большая часть поставленных задач. Обучение практическим навыкам работы на приборах, обработка хроматограмм проводится при выполнении цикла лабораторных работ. . В практикуме студенты знакомятся с правилами эксплуатации газового и жидкостного хроматографов, осваивают технику подготовки насадочных колонок, шприцевого ввода газовых и жидких проб; приобретают навыки расчетов хроматограмм и анализа полученных данных; получают представление о способах нанесения неподвижных жидких фаз.

Подготовка к лабораторным работам и выполнение расчетных заданий по ним, выполнение индивидуальных расчетных заданий, оформление рефератов, подготовка к коллоквиуму требуют самостоятельной проработки рекомендуемой литературы, тем самым способствуя стимулированию познавательного интереса студентов и формированию профессиональных качеств. Посещение богатой современным оборудованием гибридных методов и выполняющей анализ широкого круга объектов лаборатории Центра санитарно-эпидемиологического надзора закрепляет у студентов представление о роли этих методов в деятельности аналитических служб.

При преподавании дисциплины, рабочая программа которой составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта, отражаются современное состояние и перспективы развития аналитической химии.

В ходе изучения дисциплины студенты должны приобрести практические знания по применению конкретных хроматографических методов в качественном и количественном анализе тех или иных объектов. Усвоить принципы действия систем получения аналитического сигнала (детектирования) и, соответственно, их выбора. По окончании курса студенты должны также ориентироваться в современных гибридных методах анализа сложных биологических и экологических объектов, использующих селективное детектирование, в частности, при сочетании хроматографии со спектральными методами (ИК-Фурье-спектрометрия, хромато-масс-спектрометрия) и ЭВМ с базами данных для идентификации.

После изучения дисциплины "Методы разделения и концентрирования. Хроматографические методы анализа" студент должен:

1. Понимать особенности хроматографии как динамического метода межфазного распределения разделяемых веществ.

2. Знать классификацию хроматографических методов, возможности разделения классов веществ с применением разных систем хроматографирования, характеристики и принципы выбора неподвижных фаз и элюентов в аналитической хроматографии.

3. Знать теоретические основы линейной газовой хроматографии, устанавливающие закономерности движения и размытия хроматографических зон в насадочных колонках, особенности диффузионно-массообменной теории в капиллярной газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии; понимать практическое значение теоретических положений.

4. Ознакомиться с имеющейся хроматографической аппаратурой и освоить ряд практических операций: ввода проб, подготовки неподвижных фаз, элюента, насадочных колонок и др.; иметь представление о современных хроматографах, о хроматографической аппаратуре и методах в аналитических лабораториях г. Кемерово.

5. Знать и уметь экспериментально получать элюционные характеристики хроматограмм, определять критерии разделения и селективности, оценивать эффективность разделительной системы.

6. Овладеть методами качественного и количественного анализа в хроматографии; приобрести практические навыки идентификации и определения неорганических и органических веществ в газовой и жидкостной хроматографии.

7. Разбираться в особенностях детекторов, используемых в газовых, жидкостных хроматографах, понимать задачи и принципы современного селективного детектирования при комбинации хроматографов со спектрометрами.

Для контроля знаний студентов предусмотрен входной тест, тесты к защите 4-х лабораторных работ, оформленных отчетами в соответствии с заданиями; коллоквиум, реферат, индивидуальное задание с расчетами в качественном и количественном хроматографическом анализе и экзамен.


^ 2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН



Наименование темы

Объем часов


Формы

контроля

Всего

Лекций

Лаб.

1

Введение. Основные термины и понятия

2


2






Коллоквиум 1


«Физико-химические основы и аналитическое значение методов разделения и концентрирования»

2


Теоретические основы методов разделения и концентрирования

2.1. Классификация методов разделения и концентрирования

2.2. Осаждение и соосаждение

2.3. Экстракция

2.4. Сорбционные методы

13




2

1

4

6




3

Аналитическая газовая и жидкостная хроматография

3.1. Основные понятия и классификация хроматографических методов

3.2. Теоретические основы

хроматографии

3.3. Основные характеристики хроматограмм и критерии хроматографического разделения веществ

3.4. Основы качественного

хроматографического анализа

3.5. Основы количественного хроматографического анализа

3.6. Аппаратурное оформление и возможности методов газовой хроматографии

3.6.1. Общая характеристика и аппаратура метода

3.6.2. Газоадсорбционная хроматография (ГАХ)

3.6.3. Газожидкостная хроматография (ГЖХ)

3.6.4. Высокоэффективная капиллярная газовая хроматография

3.7. Аппаратурное оформление и возможности методов жидкостной хроматографии

60



1


3


2


3

2


3


4


3


2


10



6


4

6

14


10



Коллоквиум 2


«Теоретические основы и аналитические возможности методов газовой и жидкостной хроматографии»


4.

Сочетание хроматографии и спектральных методов идентификации

6

6













81










^ ПЛАН САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ (80 часов)

№№

пп

Виды самостоятельной работы студентов

Количество часов

1

Проработка материала, изложенного в лекциях

5

2

Проработка материала для самостоятельного изучения:

  • представления о мембранных методах разделения, методах отгонки и дистилляции;

  • условия разделения ионов методами осаждения и электроосаждения;

  • техника проведения экстракции

5

3

Подготовка к лабораторным занятиям и проведение расчетов

5

4

Подготовка рефератов

5

5

Подготовка к коллоквиумам

7


^ 3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ

  1. Введение. Основные термины и понятия………..2 часа

Проблема определения низких концентраций компонентов и анализа сложных объектов. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии. Сущность методов, основные понятия и общие количественные характеристики: коэффициент распределения, степень (фактор) извлечения, коэффициент разделения (селективности), коэффициент концентрирования. Значение разделения и концентрирования в улучшении метрологических характеристик методик анализа и их эффективности, в решении препаративных задач, в технологических процессах, в гибридных (комбинированных) методах анализа. Уникальность аналитических характеристик в гибридных методах анализа, сочетающих способы разделения с неселективным и селективным детектированием. Хроматография, масс-спектрометрия, хромато-масс-спектрометрия, хроматография в сочетании с ИК-Фурье спектрометрией.

^ 2. Теоретические основы методов разделения и концентрирования

2.1. Классификация методов разделения и концентрирования…. 2 часа

Подходы к классификации и их ограниченность. Абсолютное и относительное концентрирование, индивидуальное и групповое. Физические и химические свойства веществ, лежащие в основе методов разделения гомогенных и гетерогенных смесей. Наличие и характер фазовых переходов – основной классификационный признак методов разделения. Методы, основанные на образовании выделяемым веществом новой фазы (осаждение, отгонка, дистилляция); на различии в распределении вещества между фазами (экстракция, сорбция, хроматографические методы); на различиях в массопереносе вещества из одной фазы в другую через третью фазу (мембрану); на механизмах внутрифазного распределения (электрофорез, масс-сепарация и др.). Классификация по природе процессов, природе матрицы и концентрата. Однократное и многократное равновесное распределение, возможности в анализе и химической технологии. Особенности хроматографии как метода межфазного распределения разделяемых веществ в динамическом процессе. Классификация хроматографических методов. Выбор и сферы приложения методов разделения.

^ 2.2. Осаждение и соосаждение…………………………1 час

Разделение элементов с использованием реакций осаждения как пример метода, основанного на образовании выделяемым веществом новой фазы. Неорганические и органические осадители и виды малорастворимых соединений, используемых в аналитической практике разделения. Примеры. Регулирование растворимости при изменении состава раствора (рН, комплексообразование) и при протекании окислительно-восстановительных реакций. Условия количественного разделения компонентов. Приемы гомогенного осаждения. Гравиметрия как комбинированный метод анализа. Задачи при осаждении матричных и целевых компонентов. Концентрирование микроэлементов соосаждением на неорганических и органических носителях (коллекторах). Распределение микрокомпонента в зависимости от протекающих явлений. Приемы проведения соосаждения.

Принципы формирования и виды осадочных хроматограмм; носители, осадители и проявители.

Общие представления о применении методов электроосаждения.

2.3. Экстракция………………………………………...…4 часа

Общая характеристика экстракционного метода разделения и использование его в анализе. Условия экстракции. Количественные соотношения: константы, коэффициент распределения; степень извлечения, константа экстракции. Классификация зкстракционных процессов по типу используемого экстрагента, типу образующихся соединений, способам осуществления. Физическая и реакционная экстракция. Основные типы соединений, используемые в экстракции. Классификация экстрагентов. Влияние рН на характеристики распределения. Скорость экстракции и ее роль в разделении. Одноступенчатая, многократная и непрерывная экстракция. Реэкстракция. Экстракционная хроматография.

Экстракция жидкостью, газом. Экстракция сверхкритическим флюидом и ее практическое применение. Требования, предъявляемые к органическому растворителю. Возможные механизмы экстракции. Факторы, влияющие на процесс экстракции. Высаливающие реагенты. Экстракция смешанными растворителями. Групповое концентрирование. Аппаратура для экстракции в системе жидкость-жидкость. Примеры использования в анализе.

Экстракция газом. Однократная экстракция газом. Параметры, влияющие на ее эффективность. Способы определения концентрации экстрагируемого компонента в газовой фазе. Правила приготовления стандартного раствора при проведении градуировки. Одноступенчатая, многоступенчатая и непрерывная газовая экстракция. Аппаратура для экстракции в системе жидкость-газ. Примеры использования в анализе. Парофазный анализ и его значение в аналитической газовой хроматографии.

^ 2.4. Сорбционные методы………………………..……6 часов Классификация по механизму взаимодействия вещества с сорбентом (физическая адсорбция, абсорбция, хемосорбция), способу осуществления процесса, геометрическим признакам неподвижной фазы. Количественное описание сорбционных процессов, характеристики сорбентов (обменная емкость, удельная поверхность, размер пор). Изотерма сорбции. Понятие о кинетике установления сорбционных равновесий. Физико-химические явления в сорбционном хроматографическом процессе. Диффузия сорбата в газовой фазе, в жидкой фазе. Роль диффузии в осуществлении массообмена между неподвижной и подвижной фазами и в размывании зоны сорбата, движущейся по хроматографической колонке.

Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и адсорбционной хроматографии. Типы адсорбционных взаимодействий. Классификация адсорбентов по химической природе и геометрической структуре. Классификация адсорбентов и молекул адсорбирующихся веществ по их способности к разным видам межмолекулярного взаимодействия (по А.В. Киселеву). Основные типы адсорбентов, используемых в газо- и жидкостно-адсорбционной хроматографии и для концентрирования примесей. Природные и полимерные адсорбенты: графитированная термическая сажа, молекулярно-ситовые угли, активированные угли, цеолиты, кремнеземы, оксид алюминия, сополимеры стирола с дивинилбензолом. Модифицирование поверхности и регулирование пористости адсорбентов.

Сорбция на ионитах. Классификация и характеристики ионообменников. Статическая, динамическая и полная обменные емкости, определения и расчеты. Равновесие ионного обмена, коэффициенты селективности. Уравнение Никольского. Селективность ионного обмена и факторы ее определяющие. Основные ионообменные материалы (на основе полимеров и модифицированных силикагелей). Природа функциональных групп и противоионов. Ряды сродства. Органические и неорганические, хелатообразующие ионообменники и комплексообразующие сорбенты. Ионообменная хроматография, области применения.

  1. Аналитическая газовая и жидкостная хроматография

^ 3.1. Основные понятия и классификация хроматографических методов..1час

Основные этапы развития хроматографии и хроматографического приборостроения. Вклад отечественных ученых (Чмутов, Измайлов, Жуховицкий, Туркельтауб, Киселев, Сакодынский, Вяхирев, Айвазов, Вигдергауз и др.) в развитие хроматографии. Хроматографический процесс, его особенности и основные понятия. Классификация хроматографических методов по агрегатному состоянию фаз; по преобладающему механизму взаимодействия сорбента и сорбата; по технике выполнения (пространственному признаку); по цели хроматографирования; по способам получения хроматограмм.

Аппаратурное оформление хроматографического процесса. Блок-схема хроматографа.

Способы получения аналитического сигнала (детектирования). Общие аналитические требования к детекторам и их основные характеристики. Хроматографические колонки. Материал, размеры и форма колонок. Аналитические, капиллярные и препаративные колонки.

^ 3.2. Теоретические основы хроматографии…….……3 часа

Подходы к описанию хроматографического процесса и модели его описания. Форма изотермы сорбции и соответствующие им профили хроматографических пиков и теорий хроматографии. Основные теоретические аспекты линейной газовой хроматографии, устанавливающие закономерности движения и размытия хроматографических зон. Тарелочная теория Дж. Мартина и Р. Синджа. Эффективность хроматографической колонки. Число теоретических тарелок, эффективное и реальное число теоретических тарелок. Высота, эквивалентная теоретической тарелке. Ограничения теории.

Диффузионно-массообменная теория Дж. Ван-Деемтера. Эффективный коэффициент диффузии, учитывающий продольную диффузию, сопротивление массопередаче и другие причины, приводящие к размыванию зоны сорбата в газовой и жидкостной хроматографии. Уравнение для эффективного коэффициента диффузии с учетом различных видов размываний в газовой хроматографии для насадочных и капиллярных колонок. Уравнение Ван-Деемтера. Уравнение Голея. Связь ВЭТТ с эффективным коэффициентом диффузии. Оптимальные величины ВЭТТ и линейной скорости потока в газовой хроматографии.

Влияние физико-химических свойств разделяемых компонентов, неподвижной и подвижной фаз, а также условий хроматографирования на эффективность хроматографического процесса (скорости потока, сжимаемости и давления газа-носителя; фактора градиента давления в колонке; диффузии и степени сорбируемости сорбатов, константы их распределения или адсорбции; диаметра зерна, неоднородности фракции сорбента и плотности набивки колонки; количества, толщины и неравномерности пленки неподвижной жидкой фазы; адсорбционной активности твердого носителя; объема пробы и условий ее ввода в колонку). Общие рекомендации по скорости потока газа-носителя, по выбору неподвижной фазы, по заполнению колонок и приготовлению «тонких слоёв», выбору размера частиц стационарной фазы. Достоинства капиллярных колонок. Особенности уравнения Ван-Деемтера в жидкостной хроматографии.


^ 3.3. Основные характеристики хроматограмм и критериихроматографического разделения веществ…………………….2 час

Элюционные характеристики хроматограмм. Величины удерживания. Первичные, абсолютные, относительные, интерполяционные и экстраполированные величины удерживания. Индексы удерживания (логарифмические, линейные и универсальные). Влияние условий опыта на величины удерживания (доля объема колонки, занятого газом, “ мертвый объем ” колонки; фактор градиента давления; количество сорбента; расход газа-носителя; температура колонки). Погрешности определения.

Коэффициенты ёмкости и селективности. Критерии разделения и селективности. Степень разделения, коэффициенты селективности колонки и неподвижной фазы. Критерии селективности по Херингтону и Байеру. Зависимость степени разделения от селективности, эффективности и времени анализа для бинарных смесей. Использование графических зависимостей для выбора условий хроматографирования.

^ 3.4. Основы качественного хроматографического анализа …3 час

Анализ и расчет хроматограмм. Качественный анализ: использование абсолютных, относительных и логарифимических индексов удерживания. Индексы удерживания Ковача (линейный и логарифмический). Метод стандартной добавки и свидетеля. Графические методы идентификации. Достоинства и ограничения в применении. Представления о спектральных и химических методах идентификации.

^ 3.5. Основы количественного хроматографического анализа……2 час

Измерение параметров пика. Площадь хроматографического пика (пятна). Графическое и автоматическое измерение и расчет площади пиков разного вида. Методы количественного анализа: метод абсолютной градуировки, метод внутренней нормализации, метод внутреннего стандарта (двойного внутреннего стандарта), метод добавок. Достоинства и недостатки методов, границы их применения. Систематические и случайные составляющие погрешности, оценка общей погрешности результата измерений.

3.6. Аппаратурное оформление и возможности методов газовой хроматографии

3.6.1. Общая характеристика и аппаратура метода……..3 часа

Общая характеристика метода. Круг анализируемых веществ. Принципиальная схема газового хроматографа. Блоки подготовки газов, ввода пробы (дозирующие устройства, переключающие краны и краны-дозаторы, ввод пробы в насадочные и капиллярные колонки), температура испарителя, термостата (колонки). Приборы и устройства для измерения расхода подвижной фазы. Регуляторы расхода и давления газов. Объемный расход газа-носителя в колонке при температуре колонки и среднем давлении в колонке. Измерение расхода газа-носителя на выходе колонки. Время удерживания несорбирующегося газа (tт), расчетные и графические методы его определения.


Заполнение насадочных хроматографических колонок. Подготовка (кондиционирование) колонок.

Детекторы в газовой хроматографии. Требования, предъявляемые к детекторам, и их основные характеристики. Принципы работы различных детекторов: ДТП, ДИП, ДЭЗ, ДПФ, ТИД, ФИД и др. Деструктивные и недеструктивные детекторы. Концентрационные и потоковые детекторы. Чувствительность, порог чувствительности, инерционность, линейный диапазон детектора. Определение поправочных коэффициентов чувствительности детектора. Абсолютные и относительные поправочные коэффициенты чувствительности. Соотношения между массовым, мольным и объемными коэффициентами чувствительности. Аналитические возможности детекторов.

Особенности пробоподготовки в газовой хроматографии (при анализе примесей в воздухе, воде). Парофазный анализ (равновесный и динамический) в анализе летучих примесей.

Реакционная газовая хроматография: задачи и способы проведения доколоночной и пост-колоночной деривации сорбатов.

Лабораторные, промышленные, целевые и универсальные хроматографы. Основные характеристики некоторых зарубежных и отечественных хроматографов. Системы автоматизации анализа. Применение микроЭВМ и компьютеров для управления работой хроматографа и обработки хроматографической информации.

^ 3.6.2. Газоадсорбционная хроматография (ГАХ)….1 час

Требования к газам-носителям и адсорбентам. Природные и полимерные адсорбенты. Основные типы адсорбентов, используемых в газо-адсорбционной хроматографии. Модифицирование адсорбентов. Влияние температуры на удерживание и разделение. Использование программирования температуры. Аналитические возможности метода.

^ 3.6.3. Газожидкостная хроматография (ГЖХ)………3 часа

Механизм распределения веществ в ГЖХ. Назначение твердого носителя. Требования к твердым носителям. Природа и состав твердого носителя. Влияние адсорбционной активности твердого носителя на асимметрию зон. Модифицирование твердых носителей. Основные типы твердых носителей.

Неподвижная жидкая фаза. Требования, предъявляемые к неподвижной жидкости. Влияние природы жидкой фазы и разделяемых веществ на эффективность разделения. Классификация неподвижных фаз по полярности. Факторы полярности Роршнайдера и Мак-Рейнольдса. Основные методы регулирования селективности сорбентов в газо-жидкостной хроматографии. Количество неподвижной жидкой фазы, степень пропитки. Методы нанесения неподвижной жидкости на твердый носитель. Летучесть неподвижной жидкой фазы. Максимальная рабочая температура неподвижной жидкой фазы. Изотермический режим хроматографирования и программирование температуры колонки. Аналитические возможности метода.

^ 3.6.4. Высокоэффективная капиллярная газовая хроматография….2 часа

Основные закономерности размытия хроматографических зон в капиллярной хроматографии. Стеклянные и кварцевые капилляры. Требования к внутренней поверхности колонки. Полые капиллярные колонки, внутренние стенки которых покрыты жидкостью (WCOT), пористым слоем адсорбента ( PLOT), слоем твердого носителя, пропитанного неподвижной жидкой фазой (SСOT).

Перспективы использования капиллярных колонок.

^ 3.7. Аппаратурное оформление и возможности методов

жидкостной хроматографии…………………….……….10 часов

Специфика метода. Классический вариант и высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Аппаратурные особенности метода ВЭЖХ. Насосы, колонки, автосамплеры. Основные закономерности размывания хроматографических зон в жидкостной хроматографии. Адсорбционная (жидкость-твердофазная) и распределительная (жидкость-жидкостная) хроматография.

Подходы к обеспечению оптимальных параметров удерживания и селективности хроматографической системы. Требования, предъявляемые к сорбентам и подвижным фазам, их вариации. Нормально-фазовая (НФХ) и обращенно-фазовая (ОФХ) хроматография. Полярные и неполярные адсорбенты. Модифицированные адсорбенты с привитыми фазами. Влияние природы и состава элюента (растворителя) на разделение. Параметр Гильдебранда как мера относительной полярности растворителей. Элюотропные ряды в НФХ и ОФХ. Регулирование селективности разделения. Уравнение Гиддингса для приведенной высоты, эквивалентной теоретической тарелке. Влияние структуры компонентов пробы на параметры удерживания. Применение смешанных элюентов и градиентного элюирования. Аналитические возможности метода ВЭЖХ при анализе сложных смесей.

Детекторы в ВЭЖХ: фотометрические, флуориметрические, рефрактометрические, электрохимические и др. Отечественные и зарубежные жидкостные хроматографы: “ Цвет ”, “ Милихром ” и др.

^ Бумажная и тонкослойная хроматография (ТСХ.). Особенности проведения процесса. Скорость движения хроматографической зоны. Оценка разделительной способности и эффективности. Зависимость приведенной высоты, эквивалентной теоретической тарелке, от скорости подвижной фазы. Уравнение Нокса. Способы проведения тонкослойной хроматографии (ТСХ). Высокоэффективная тонкослойная хроматография. Способы обработки ТСХ-пластин. Обнаружение бесцветных соединений. Идентификация. Количественный ТСХ-анализ.

^ Ионная хроматография. Сущность метода ионной хроматографии. Одноколоночный и двухколоночный варианты. Разделительные и подавляющие системы. Требования к ионообменникам. Селективность ионного обмена. Элюенты. Влияние рН, ионной силы, буферных растворов на параметры разделения. Кондуктометрический детектор. Прямое и косвенное детектирование. Возможности использования других детекторов. Области применения ионной хроматографии. Достоинства определения анионов.

Принцип и применение метода ион-парной хроматографии. Роль неподвижной фазы и вводимого в элюат противоиона.

  ^ Эксклюзионная хроматография (гель–хроматография). Материалы матриц и обменников. Гидрофильные и гидрофобные гели. Основной принцип гель-фильтрации. Коэффициент распределения в эксклюзионной хроматографии. Коэффициент доступности внутреннего объема гранул. Графики селективности. Эффективность разделения. Выбор элюента. Оптимизация разрешения. Фракционирование белков. Определение молекулярной массы белка. Применение гель-хроматографии для очистки белков, ферментов.

^ Аффинная (биоспецифическая) хроматография. Принцип метода. Использование аффинной хроматографии для медико-биологических исследований.

Капиллярный электрофорез. Принцип метода. Аппаратура. Применение.

^ Хроматография в потоке сверхкритического флюида. Особенности проведения процесса и требования к аппаратурному оформлению. Флюид как элюент, его достоинства и недостатки. Достоинства метода (экспрессность, широта аналитического использования) и его ограничения (трудности проведения идентификации, недостаточная воспроизводимость результатов разделения). Место сверхкритической флюидной хроматографии (или экстракции) в общей схеме аналитического определения. Сорбенты. Колонки. Регулирование селективности разделения. Аппаратура и оборудование для сверхкритической флюидной хроматографии. Детекторы. Примеры практического применения для аналитических целей, сравнение с газовой и жидкостной хроматографией.

^ 4. Сочетание хроматографии и спектральных методов идентификации.6 час.

Применение спектральных методов для идентификации веществ в хроматографии. Сочетание хроматографического разделения и спектрометрического детектора в режимах «off-line” и “on-line”. Достоинства, возможности и недостатки комбинации “on-line”.

^ Система газовый хроматограф - ИК-Фурье-спектрометр. Принципиальная схема интерфейса. Виды получаемой информации при наличии программного обеспечения.

^ Хромато-масс-спектрометрия (Х-МС). Принципы действия масс-спектрометров. Блок-схема. Ионные источники и процессы. Основные направления масс-фрагментации органических веществ. Масс-анализаторы, принципы разделения ионов. Принципы регистрации ионных пучков. Области применения масс-спектрометрии как метода внутрифазного разделения.

Проблема «гибридизации» хроматографа и масс-спектрометра в ГХ и ЖХ. Системы молекулярной сепарации в ГХ-МС. Системы испарения элюента в ЖХ-МС. Системы деления потока. Перспективы использования капиллярных колонок в сочетании с химической ионизацией. Схемы размещения МС-интерфейса и блоков хроматографа. Достоинства квадрупольных масс-анализаторов в схемах Х-МС. Хромато-масс-спектрометры отечественных и зарубежных фирм. Области применения метода.

Хроматоспектрометрия в экологической экспертизе.


^ 3.2. ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ (34 часа)

  1. Ознакомление с работой газового хроматографа «Хром-5», техникой заполнения насадочных колонок, нанесения неподвижных жидких фаз, техникой шприцевого ввода проб, работой генератора водорода. Правила техники безопасности. Справочная литература по хроматографии………………………4 часа

  2. Определение характеристик элюирования и параметров колонки при разделении и определении компонентов воздуха методом газоадсорбционной хроматографии ……..…………2 часа

  3. Газохроматографическое определение воды в спирте ректификате с применением метода стандартной добавки …..4 часа

  4. Изучение влияния условий хроматографирования методом ГЖХ смеси углеводородов и определение основных характеристик детекторов: ДИП и ДТП по бензолу, толуолу, этилбензолу..4 часа

  5. Определение количественного состава смеси ароматических углеводородов методом ГЖХ…………….…………….…4 часа

  6. Получение корреляционных зависимостей характеристик удерживания для членов гомологического ряда ароматических углеводородов………………...2 часа

  7. Определение экспериментальных и исправленных параметров удерживания при разделении смеси спиртов. Определение количественного состава смеси одноатомных спиртов методом ГЖХ 4 часа

  8. Разделение и идентификация смесей органических и неорганических веществ методами распределительной хроматографии …………………...4 часа

Альтернативные работы:

а) разделение и идентификация катионов Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ методом восходящей одномерной бумажной хроматографии; разделение и идентификация катионов Fe2+, Cu2+, Ni2+ и др. методом радиальной бумажной хроматографии;

б) разделение, идентификация и полуколичественное определение дикарбоновых кислот методом ТСХ; разделение, идентификация и полуколичественное определение анальгина, бутадиона и салициловой кислоты методом ТСХ.

  1. Ознакомление с методами сорбционного и экстракционного выделения фенолов из проб анализируемой воды. Разделение и определение производных фенола методом ВЭЖХ на хроматографе «Милихром-4»………………..6 часов

4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
^

Основная литература


  1. Москвин Л.Н., Царицина Л.Г. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии. - Л.: Химия, 1991.

  2. Основы аналитической химии: В 2 кн. / Под ред. Ю.А. Золотова. - М.: Высш. шк., 1999.

  3. Мицуике А. Методы концентрирования микроэлементов в неорганическом анализе. – М.: Химия, 1986.

  4. Петерс Д., Хайес Дж., Хифтье Г. Химическое разделение и измерение: теория и практика аналитической химии: В 2 кн. - М: Химия, 1978.

  5. Кузьмин Н.М., Золотов Ю.А. Концентрирование следов элементов. - М.: Наука, 1988.

  6. Киселев А.В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии. - М.: Высш. шк., 1986.

  7. Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. – М.: Высш. шк., 1883.

  8. Гольберт К.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматографию. - М.: Химия, 1990.

  9. Пецев Н., Коцев Н. Справочник по газовой хроматографии. - М.: Мир,. 1987.

  10. Руководство по газовой хроматографии. В 2 т. / Под ред. Э. Лейбница, Х.Г. Штруппе. Перевод с нем. - М.: Мир, 1988.

  11. Высокоэффективная газовая хроматография: Пер. с англ./Под ред. К. Хайвер.-М.: Мир, 1993.

  12. Столяров Б.В., Савинов И.М., Виттенберг А.Г. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. - Л.: Химия. 1988.

  13. Киселев А.В., Яшин Я.И. Адсорбционная газовая и жидкостная хроматография. - М.: Химия, 1979.

  14. Энгельгардт Х. Жидкостная хроматография при высоких давлениях. - М.: Мир, 1980.

  15. Шпигун О.А., Золотов.Ю.А. Ионная хроматография и ее применение в анализе вод. – М.: Изд-во МГУ, 1990.

  16. Количественный анализ хроматографическими методами/ Под ред. Э.Кэц: Пер. с англ.- М.: Мир, 1990.
^
Дополнительная литература

  1. Золотов Ю.А. Аналитическая химия: проблемы и достижения. - М.: Наука, 1992.

  2. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Учеб. пособие для вузов. Под ред. Ю.А. Золотова. - М.: Высш. шк., 2001.

  3. Основы аналитической химии: Задачи и вопросы /Под ред. Ю.А. Золотова. - М.: Высш. шк., 2002.

  4. Концентрирование следов органических соединений /Под ред. Н.М. Кузьмина. - М.: Наука, 1990.

  5. Золотов Ю.А., Кузьмин Н.М. Концентрирование микроэлементов. - М.: Химия, 1982.

  6. Яшин Я.И. Физико-химические основы хроматографического разделения. - М.: «Химия», 1976.

  7. Аналитическая хроматография /Под ред. К.И. Сакодынского, В.В. Бражникова, С.А. Волкова и др. - М.: Химия, 1993.

  8. Гиошон Ж., Гийемен К. Количественная газовая хроматография для лабораторных анализов и промышленного контроля: В 2 т. - М.: Мир, 1991.

  9. Вигдергауз М.С. Расчеты в газовой хроматографии. - М.: Химия, 1978.

  10. Березкин В.Г. Химические методы в газовой хроматографии. – М.: Наука, 1980.

  11. Вяхирев Д.А., Шушунова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк., 1987.

  12. Самуэльсон О. Ионообменные разделения в аналитической химии. – М.-Л.: Химия, 1966.

  13. Кокотов Ю.А., Золотарев П.П., Елькин Г.Э.. Теоретические основы ионного обмена. Сложные ионообменные системы. - Л.: Наука, 1989.

  14. Модифицированные кремнеземы в сорбции, катализе и хроматографии/Под ред. Г.В. Лисичкина. – М.: Химия, 1986.

  15. Золотов Ю.А. Экстракция в неорганическом анализе. – М.: Изд-во МГУ, 1988.

  16. Экстракционная хроматография /Под ред. Г. Брауна, Г. Герсини. Пер. с англ. -.М.: Мир, 1978.

  17. Жидкостная колоночная хроматография / Под ред. З. Дейка, К. Мацека, Я. Янака. - М.: Мир, 1978.

  18. Перри С., Амос Р., Брюер П. Практическое руководство по жидкостной хроматографии. – М.: Мир, 1974.

  19. Стыскин Е.Л., Ициксон Л.Б., Брауде Е.В. Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. -.М.: Химия,1986.

  20. Шатц В.Д., Сахартова О.В. Высокоэффективная жидкостная хроматография. – Рига: Зинатне, 1988.

  21. Руководство по капиллярному электрофорезу/ Под ред. А.М. Волощука. -.М.: Наука, 1996.

  22. Сверхкритическая флюидная хроматография / Под ред. Смита. - М.: Мир, 1991.

  23. Белявская Т.А., Большова.Т.А., Брыкина Г.Д. Хроматография неорганических веществ. – М.: Высш. шк., 1986.

  24. Березкин В.Г., Бочков А.С. Количественная тонкослойная хроматография. – М.: Наука, 1980.

  25. Приборы для хроматографии / К.И. Сакодынский , В.В. Бражников, С.А. Волков, В.Ю. Зельвенский.- М.: Машиностроение, 1987.

  26. Хроматографический анализ окружающей среды. / Под ред. З.Л. Гроба: Перевод с англ. - М.: Химия, 1979.

  27. Другов Ю.С., Родин А.А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды и почвы. Практическое руководство. С-Пб: Изд-во «Теза», 1999.

  28. Крейчи М., Паюрек Я., Комерс Р. Вычисления и величины в сорбционной колоночной хроматографии. - М.: Мир, 1993.

  29. Гуревич А.Л., Русинов Л.А., Сягаев Н.А. Автоматический хроматографический анализ. – Л.: Химия, 1980.

  30. Исидоров В.А., Зенкевич И.Г. Хромато-масс-спектрометрическое определение следов органических веществ в атмосфере. – Л.: Химия, 1982.

  31. Хмельницкий Р.А., Бродский Е.С. Хромато-масс-спектрометрия. – М.: Химия, 1984.

  32. Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. 1983. Т.28..№1 (номер посвящен достижениям газовой и жидкостной хроматографии).

  33. Крылов А.И. Хроматографический анализ в экологической экспертизе //ЖАХ. 1995. Т.50. № 3. С.230-241.

  34. Вигдергауз М.С., Лобачев А.Л., Лобачева И.В., Платонов И.А. Хроматография в потоке сверхкритического флюида // Успехи химии. 1992. Т.61. №3. С.498-527.

  35. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа. М.: Мир, 1989.

  36. Король А.Н. Неподвижные фазы в газожидкостной хроматографии. – М.: Химия, 1985.

Учебно-методическая литература

  1. Количественное определение компонентов газовой смеси методом газоадсорбционной хроматографии. Методические указания к лабораторным работам по спецпрактикуму. – Кемерово, 1988.

  2. Методические указания к спецпрактикуму по хроматографическим методам анализа. Жидкостная хроматография. - Кемерово: АОЗТ “Кузбассвузиздат”, 1998.

  3. Методические указания к спецпрактикуму по хроматографии (разработаны, готовятся к изданию в 2003/04).

^ 5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ СРЕЗЫ

5.1. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

  1. Проблемы при определения низких концентраций компонентов и анализе сложных объектов. Значение методов разделения и концентрирования в аналитической химии. Преимущества и возможности гибридных методов анализа.

  2. Основные понятия и общие количественные характеристики методов разделения и концентрирования: коэффициент распределения, степень извлечения, коэффициент разделения, коэффициент концентрирования. Значение количественных и других характеристик при выборе метода.

  3. Подходы к классификации методов разделения и концентрирования и их ограниченность. Классификация по природе процессов, природе матрицы и концентрата. Основной классификационный признак методов разделения. Особенности хроматографии как метода межфазного распределения.

  4. Разделение элементов с использованием реакций осаждения. Характеристики и виды осадителей и малорастворимых соединений, используемых в аналитической практике разделения. Групповое и индивидуальное разделение. Задачи при осаждении матричных и целевых компонентов. Способы регулирования процессов.

  5. Концентрирование микроэлементов соосаждением на неорганических и органических носителях (коллекторах). Распределение микрокомпонента в зависимости от протекающих явлений. Приемы проведения соосаждения. Принципы формирования и виды осадочных хроматограмм.

  6. Общая характеристика экстракционного метода разделения и использование его в анализе. Условия экстракции. Количественные соотношения: константы, коэффициент распределения; степень извлечения, константа экстракции.

  7. Классификация зкстракционных процессов по типу экстрагента, типу образующихся соединений, способам осуществления. Физическая и реакционная экстракция. Основные типы соединений, используемые в экстракции. Классификация экстрагентов.

  8. Влияние рН на характеристики распределения. Скорость экстракции и ее роль в разделении. Одноступенчатая, многократная и непрерывная экстракция. Реэкстракция. Экстракционная хроматография.

  9. Типы экстрагентов в жидкость – жидкостной экстракции. Возможные механизмы, факторы, влияющие на процесс экстракции. Высаливающие реагенты. Экстракция смешанными растворителями. Групповое концентрирование. Аппаратура для экстракции в системе жидкость-жидкость. Примеры использования в анализе.

  10. Одноступенчатая, многоступенчатая и непрерывная газовая экстракция. Параметры, влияющие на ее эффективность. Аппаратура для экстракции в системе жидкость-газ. Примеры использования в анализе. Парофазный анализ и его значение в аналитической газовой хроматографии.

  11.  Классификация сорбционных методов разделения и концентрирования. Количественное описание сорбционных процессов, характеристики сорбентов (обменная емкость, удельная поверхность, размер пор). Изотерма сорбции. Понятие о кинетике установления сорбционных равновесий. Физико-химические явления в сорбционном хроматографическом процессе.

  12. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и адсорбционной хроматографии. Типы взаимодействий. Классификация адсорбентов по химической природе и геометрической структуре. Классификация адсорбентов и молекул сорбатов по их способности к разным видам межмолекулярного взаимодействия (по А.В. Киселеву).

  13. Адсорбция и абсорбция газа. Изотермы сорбции. «Область Генри» на изотерме и ее значение в хроматографии. Скорость перемещения зоны согласно теории линейной равновесной хроматографии. Ограничения теории.

  14. Основные типы адсорбентов, используемых в газо- и жидкостно-адсорбционной хроматографии и для концентрирования примесей. Природные и полимерные адсорбенты. Модифицирование поверхности и регулирование пористости адсорбентов.

  15. Классификация и характеристики ионообменников. Виды обменной емкости; значение при выборе ионообменников в вариантах ионообменной хроматографии. Факторы, влияющие на равновесие и селективность ионного обмена. Уравнение Никольского.

  16. Основные ионообменные материалы. Природа функциональных групп и противоионов. Ряды сродства. Органические и неорганические, хелатообразующие ионообменники и комплексообразующие сорбенты. Ионообменная хроматография, области применения.

  17. Подходы к классификации хроматографических методов. Роль хроматографии в современном анализе. Исторический аспект и направления развития. Вклад российских ученых. Хроматография как гибридный аналитический метод. Задачи неселективного и селективного детектирования.

  18. Подходы к объяснению хроматографического процесса. Равновесная и неравновесная хроматография. Применение теории теоретических тарелок в модели Мартина и Синджа для описания хроматографического процесса. Достоинства и ограничения теории теоретических тарелок. Эффективность хроматографического устройства. Представления о кинетике установления сорбционных равновесий.

  19. Вклад диффузионно-массообменных процессов в размывание хроматографической полосы. Влияние скорости потока газа-носителя на ВЭТТ. Внеколоночное размывание пиков.

  20. Уравнение Ван-Деемтера; его особенности для капиллярных колонок и в жидкостной хроматографии. Сравнение теории теоретических тарелок и теории Ван-Деемтера. Практические следствия их теоретических представлений по выбору условий хроматографирования с использованием насадочных колонок.

  21. Разделение двухкомпонентной смеси в линейной хроматографии. Критерии разделения и селективности. Критерий Жуховицкого и Туркельтауба. Связь степени разделения с эффективностью колонки, коэффициентом селективности и емкости.

  22. Характеристики удерживания, коэффициенты емкости, фазовое соотношение и их взаимосвязь. Учет «мертвого» времени колонки. Изотермические индексы удерживания Ковача, индексы при программировании температуры. Показатели эффективности хроматографической системы. Число разделений (TZ) для членов гомологического ряда.

  23. Выбор условий для разделения двух компонентов в методах ГАХ и ГЖХ. Графические способы определения необходимой эффективности хроматографического устройства, выбора состава жидкой неподвижной фазы.

  24. Селективность хроматографической системы в ГАХ и ГЖХ. Количественные характеристики. Относительное удерживание. Влияние термодинамических факторов. Возможность управления разделением в ГАХ и ГЖХ согласно формуле Герингтона.

  25. Анализ и расчет хроматограмм. Методы количественного хроматографического анализа. Измерение параметров пика. Использование электронных устройств. Условия применения и аналитические характеристики. Влияние детектора на данные количественного анализа. Источники и типы погрешностей.

  26. Анализ и расчет хроматограмм. Качественный анализ. Использование абсолютных, относительных и логарифмических индексов удерживания. Индексы Ковача. Корреляционные зависимости.

  27. Способы регистрации и обработки аналитического сигнала в хроматографических методах. Применение ЭВ-техники. Неселективное и селективное детектирование. Общие аналитические требования к детекторам. Сигналы потокового и концентрационного детекторов при регистрации хроматограмм. Принцип действия катарометра; факторы, влияющие на его чувствительность.

  28. Детекторы ионизационного типа в газовой хроматографии. Принцип действия ДИП, ДЭЗ и ДТИ. Аналитические характеристики и области применения.

  29. Аналитическая реакционная газовая хроматография. Схемы соединения реактора, колонки и детектора. Задачи доколоночной и постколоночной деривации. Примеры применения для определения воды, неустойчивых, труднолетучих веществ и металлов. Прием вычитания. Приемы повышения чувствительности катарометра.

  30. Блок-схема газового хроматографа. Основные узлы хроматографической системы и требования к ним. Способы подготовки и ввода проб. Влияние объема пробы на качество разделения и форму пика. Парофазный анализ и его значение в определении примесей в воде. Автоматизация хроматографического процесса.

  31. Газо-адсорбционная (газо-твердофазная) хроматография и ее аналитические возможности. Требования к газам-носителям и адсорбентам. Природные, синтетические и поверхностно-модифицированные адсорбенты. Влияние температуры на удерживание и разделение. Программирование температуры.

  32. Насадочные колонки в газовой хроматографии и способы их заполнения. Определение «мертвого» времени колонки. Влияние параметров и материала колонки на качество разделения. Требования к носителям в ГЖХ; способы нанесения неподвижных жидких фаз в ГЖХ.

  33. Газо-жидкостная хроматография и ее аналитическое применение. Механизм распределения веществ в ГЖХ. Требования к твердым носителям и их основные типы. Влияние адсорбционной активности твердого носителя на асимметрию зон. Модифицирование твердых носителей.

  34. Требования к неподвижным жидким фазам, их типы и характеристики полярности. Система индексов Ковача для характеристики неподвижных фаз. Факторы полярности Роршнайдера и Мак-Рейнольдса. Основные методы регулирования селективности сорбентов в газо-жидкостной хроматографии. Влияние природы, количества жидкой фазы и разделяемых компонентов на эффективность разделения.

  35. Аналитические возможности и области применения газовой хроматографии с капиллярными колонками (высокоэффективной газовой хроматографии). Использование WCOT– колонок разного диаметра, PLOT– и SCOT– колонок. Материалы капилляров. Требования к внутренней поверхности колонки.

  36. Основные закономерности размытия хроматографических зон в капиллярной хроматографии. Влияние скорости потока газа-носителя, параметров и материала колонки, давления и др. на качество разделения.

  37. Аппаратурные особенности метода ВЭЖХ. Ввод пробы; характеристики колонок, детекторов; насосы; особенности пробоподготовки. Типы детекторов, используемых в жидкостной хроматографии и их аналитические возможности. УФ-, спектрофотометрический, флуориметрический, рефрактометрический, электрохимические детекторы. Автосамплеры. Аналитические возможности современных жидкостных хроматографов.

  38. Адсорбционная ВЭЖХ. Требования к сорбентам и подвижным фазам, их вариации. НФХ и ОФХ. Задачи и способы модифицирования полярных адсорбентов. Размывание полосы и диаметр частиц. Аналитические возможности метода.

  39. Влияние природы и состава элюента (растворителя) на разделение. Параметр Гильдебранда как мера относительной полярности растворителей. Элюотропные ряды в НФХ и ОФХ. Способы регулирования селективности разделения. Уравнение Гиддингса для ВЭТТ.

  40. Влияние структуры компонентов пробы на характеристики удерживания в ОФ и НФ вариантах метода ВЭЖХ. Аналитические возможности метода ВЭЖХ при анализе сложных смесей.

  41. Физико-химическая сущность процесса разделения в методах бумажной хроматографии и ТСХ. Скорость движения хроматографической зоны. Оценка разделительной способности и эффективности. Уравнение Нокса. Приемы идентификации и количественного анализа. Возможности метода ТСХ и направления развития.

  42. Характеристика метода ионной хроматографии. Требования к ионообменникам. Селективность ионного обмена. Элюенты. Влияние рН, ионной силы, буферных растворов на параметры разделения.

  43. Двухколоночный и одноколоночный варианты метода ионной хроматографии, их практические возможности. Разделительные и подавляющие системы. Требования к элюентам в двух- и одноколоночном вариантах. Влияние на эффективность разделения. Элюенты и детектирующие системы.

  44. Физико-химические основы и области применения методов ион-парной, аффинной и эксклюзионной хроматографии. Неподвижные фазы и элюенты. Особенности механизмов удерживания.

  45. Характеристика метода сверхкритической флюидной хроматографии. Примеры практического применения для аналитических целей, сравнение с газовой и жидкостной хроматографией.

  46. Применение спектральных методов для идентификации веществ в хроматографии. Сочетание хроматографического разделения и спектрометрического детектора в режимах «off-line” и “on-line”. Достоинства, возможности и недостатки комбинации “on-line”.

  47. Селективное детектирование в хроматографии и его значение в решении аналитических задач. Система газовый хроматограф - ИК-Фурье-спектрометр. Принципиальная схема интерфейса. Виды получаемой информации при наличии программного обеспечения.

  48. Блок-схема и назначение основных узлов масс-спектрометра. Типы ионных источников. Ионный источник с химической ионизацией (ХИ). Газы-реактанты. Особенности масс-спектра при ХИ.

  49. Ионный источник с электронным ударом в масс-спектрометрах и Х-МС. Направления масс-фрагментации органических веществ. Интерпретация масс-спектров.

  50. Принцип действия статических и динамических масс-анализаторов. Масс-анализаторы, используемые в хромато-масс-спектрометрах.

  51. Хромато-масс-спектрометрия и ее значение в экологической экспертизе. Хромато-масс-спектральный интерфейс без отделения и с сепарацией газа-носителя. Варианты соединения и регистрации. Перспективы использования капиллярных колонок в сочетании с химической ионизацией. Системы испарения элюента в ЖХ-МС.

^ 5.2. ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ

    1. История развития хроматографии.

    2. Концентрирование органических микрокомпонентов в анализе вод (ПАУ, фенолы, ЛОС, пестициды и др)..

    3. Разделение и концентрирование в проточно-инжекционном анализе.

    4. Методы разделения и концентрирования при определении микроэлементов в ООС (в воде, воздухе или почве).

    5. Хроматографические методы в мониторинге загрязнений воздуха

    6. Тонкослойная хроматография в анализе загрязнений ОС.

    7. Методы детектирования в ТСХ: физические, спектрометрические, химические, биолого-физиологические.

    8. Использование возможностей спектрофотометрического и флуориметрического детекторов при определении ПАУ методом ВЭЖХ.

    9. Экстракция пестицидов в пробоподготовке биологических объектов и пищевых продуктов к анализу.

    10. Капиллярный электрофорез в современном анализе. Аппаратура, аналитические характеристики.

    11. Основные тенденции в развитии ионной хроматографии.

    12. Инверсионная вольтамперометрия как гибридный метод анализа

    13. Практические приложения и тенденции развития хроматографических методов: анализ журнальных публикаций за последние 5-7 лет.

    14. Хроматоспектральные методы в экологической экспертизе и биологическом анализе.



Подписано к печати __________________. Формат 60х84 I/16.

Печать офсетная. Бумага газетная. Печ. л. ____. Тираж _____ экз. Заказ №_______.

Кемеровский государственный университет. 650043, ул. Красная, 6.

Отпечатано в типографии издательства “Кузбассвузиздат”. 650043, Кемерово, ул. Ермака, 7.





Скачать 409,19 Kb.
оставить комментарий
Шрайбман Г.Н
Дата05.03.2012
Размер409,19 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх