Vedelikkromatograafia (0)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Keemiatehnika instituut
Laboratoorne töö õppeaines
KESKKONNAKEEMIA - PRAKTIKUM
Orgaaniliste ainete kontsentratsiooni määramine heitvees vedelikkromatograafilise meetodiga
Juhendaja : Juri Bolobajev
Sooritatud : 17.03.2014
Esitatud:
Tallinn
2014
Töö eesmärk: identifitseerida ja kvantitatiivselt määrata saasteained heitvees kasutades kõrgsurvevedelikkromatograafiat.
Teooria
Üks suuremaid keskkonnaprobleeme on vee reostamine , mis ohustab inimese tervist kui ka elusloodust. Veereostuse puhul jälgitakse tavaliselt veekogude seisundit ja sinna lastava heitvee koostist ja kogust. Reostuskoormuse määramiseks on vaja mõõta heitvee hulk ja saasteainete sisaldust.
Reoveest, heitveest või suublast võetakse tavaliselt üksik-, sari- või keskmistatud proov .

• Üksikproov (punktproov) iseloomustab vee kvaliteeti ainult proovivõtu ajal ja kohas ning võetakse mingil ajahetkel ühekordselt.
  
• Keskmistatud proove (liitproove), s.o. kahe või enama üksik- või sariproovi (osaproovi) segu kindlas vahekorras, võetakse uuritava näitaja keskmise väärtuse määramiseks.
  
• Ajakeskmine proov võetakse vähe muutuva vooluhulga korral, selle saamiseks segatakse kokku kindla aja tagant võetud ühesuguse mahuga üksikproovid ning seejärel võetakse saadud segust analüüsimiseks vajalik kogus.
  

Kõrgsurvevedelikkromatograafia töö põhimõte:
Vedelikkromatograafia on väga efektiivne ja laialt kasutatav meetod keskkonnauuringuteks. See meetod sobib eriti hästi vedelike analüüsiks, sest vedeliku proovi ettevalmistamine ei eelda ekstraktsiooni ja vastavalt sellele ei teki aine kadusid. Vedelikkromatograafias puuduvad piirangud aine molekulmassile ja on võimalik lahutada ka kõrgmolekulaarsete ainete segusid.
Kromatograaf: kõrgsurvevedelikkromatograaf CLAS MPm ( Labio )
Detektori tüüp: SAPHIRE UV/VIS detektor
Kolonn: MAG 0 (1,6 mm sissediameeter x 150 mm pikkus)
Kolonni täidis: Biospher PSI 100 C18, 5μm
Proovi maht: 20 μl
Proovi süstimiseks vajalikud parameetrid:
Eluent : 30% atsetonitriili, 70% vett ja 0,1% äädikhape vesilahus
Standardne voolukiirus : 70 μl/min
Lainepikkus : 280 nm
Saasteainete identifitseerimine:
Orgaaniliste ainete identifitseerimine vees on keeruline protseduur. Konkreetset ainet on väga lihtne identifitseerida, kui on olemas autentne võrdlusaine ehk standardaine. Selleks süstitakse vedelikkromatograafi uuritav proov ning standardlahused. Edasi võrreldakse kromatogrammil proovi ja standardlahuste retentsiooniaegu. Retentsiooniaeg on aeg, mis on vajalik ½ aine koguse elueerimiseks kolonnist. Ainete retentsiooniajad on põhimõtteliselt individuaalsed, s.t. et piigi retentsiooniaja järgi saab kindlaks teha aine, mis sellele piigile vastab (joon. 1).
Joon. 1. Tüüpiline kromatogramm
Saasteainete kvantitatiivne määramine:
Saasteainete kvantitatiivse sisalduse määramiseks kasutatakse välisstandardmeetodeid, kus kaliibrimine teostatakse välisstandardlahustega. Selleks süstitakse kolm standardlahust erineva saasteaine kontsentratsiooniga , kusjuures suurim kontsentratsioon ei tohiks ületada väiksemat üle kolme korra. Tulemuste põhjal tehakse graafik , mille Y-teljele kantakse standardlahuste kontsentratsioon ja X-teljele piikide kõrgused või pindalad. Saadud graafiku kaudu leitakse uuritava proovi kontsentratsioon.
Kaliibrimisvõrrandi põhivalem on
CL = a x A/A0 + b (g/l),
kus CL – komponendi kontsentratsioon lahuses, (g/l),
A – määratud komponendi piigi kõrgus või pindala,
A0 – sisestandardi piigi kõrgus või pindala (analüüsitud proovis),
a – kaliibrimiskõvera kindel piirväärtus,
b – kõvera tõus.
Töökäik
Standardite tegemine 100 ml mõõtkolbi
I standardlahus sisaldab: 1 mg/l fenool , 1 mg/l parakresool, 1 mg/l 2,3-dimetüülfenool.
II standardlahus sisaldab: 5 mg/l fenool, 5 mg/l parakresool, 5 mg/l 2,3-dimetüülfenool.
III standardlahus sisaldab: 10 mg/l fenool, 10 mg/l parakresool, 10 mg/l 2,3-dimetüülfenool.
Uuritav proov lahjendada 10 korda ehk 10 ml proovi ja 90 ml destilleeritud vett, teha 2 paralleelkatset.
Tabel 1. Katse tulemused
Fenool
Parakresool
2,3-dimetüülfenool
Lahus
Kontsentratsioon, mg/l
Piigi kõrgus, mm
Kontsentratsioon, mg/l
Piigi kõrgus, mm
Kontsentratsioon, mg/l
Piigi kõrgus, mm
I
1
6
1
10
1
5
II
5
28
5
45
5
20
III
10
53
10
84
10
36
Uuritav proov
 52,4
 29/28
 52,3
 47/44
 -
 -/-
Joon. 2. Fenooli kalibratsioonigraafik
Joon. 3. Parakresooli kalibratsioonigraafik
Joon. 4. 2,3-dimetüülfenool. kalibratsioonigraafik
Kontsentratsioonide arvutus:
Fenool - y = 0,1917x - 0,2254
y1= 0,1917x28 - 0,2254=5,14 (mg/l)
y2= 0,1917x29 - 0,2254=5,33 (mg/l)
yk=(5,14+5,33)/2=5,24 (mg/l)
Standardhälve
Suhteline standardhälve
Proovi kontsentratsioon 52,4 mg/l (10 kordne lahjendus)
Parakresool - y = 0,1217x - 0,3076
y1=0,1217x47 - 0,3076=5,41 (mg/l)
y2= 0,1217x44 - 0,3076=5,04 (mg/l)
yk=(5,41+5,04)/2=5,23 (mg/l)
Standardhälve
Suhteline standardhälve
Proovi kontsentratsioon 52,3 mg/l (10 kordne lahjendus)
Kokkuvõte
Uuritavas proovis oli 52,4 mg/l fenooli ja 52,3 mg/l parakresooli. Katsete standardhälve oli vastavalt 0,095 ja 0,185. Kontsentratsiooni määrasime kõrgsurvevedelikkromatograafia abil, kasutades välisstandardmeetodit. Süstisime kolm standardlahust erineva saasteaine kontsentratsiooniga ning seade andis nendele kontsentratsioonidele vastavad piigi kõrgused. Standardlahuste tulemuste põhjal tegime kalibratsioonigraafiku, mille abil leidsime uuritava proovis olevate ainete kontsentratsioonid.
7