Домашня контрольна робота з «Методи аналізу в біотехнології»
Автор: Hronos • Май 10, 2023 • Контрольная работа • 4,447 Слов (18 Страниц) • 180 Просмотры
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
Факультет біотехнології і біотехніки
Домашня контрольна робота
з дисципліни «Методи аналізу в біотехнології»
Варіант 28
Виконав ст. гр. ****
**********
Перевірив:
к.т.н., доц. *********
Київ 2021
ЗМІСТ
РОЗДІЛ 1. ГАЗОРІДИННА ХРОМАТОГРАФІЯ3
1.1. Сутність методу3
1.2. Теоретичні основи методу3
1.3. Будова обладнання9
1.4. Практичне застосування12
РОЗДІЛ 2. МАС-СПЕКТРОСКОПІЯ13
2.1. Сутність методу13
2.2. Теоретичні основи методу13
2.3. Будова обладнання18
2.4. Практичне застосування21
СПИСОК ДЖЕРЕЛ23
РОЗДІЛ 1. ГАЗОРІДИННА ХРОМАТОГРАФІЯ
1.1. Сутність методу
Газорідинна хроматографія (ГРХ) – метод розділення летких, термостабільних сполук, у якому в ролі рухомої фази (РФ) виступає інертний газ (газ-носій), який протікає через нерухому фазу (НФ) – рідину, нанесену на інертний носій. [1]
Сутність методу газорідинної хроматографії полягає в наступному. Досліджувана суміш (розчин) летких компонентів переводиться в газоподібний стан і змішується з потоком інертного газу носія, який надходить безперервно, і проштовхує цю суміш далі. Суміш потрапляє в хроматографічну колонку, заповнену нерухомою рідкою фазою. Компоненти зразка розподіляються між двома фазами: рухомою та нерухомою. Під час руху рухомої фази уздовж нерухомої всередині колонки багато разів відбувається повторення актів сорбція-десорбція. Ці багаторазові переходи речовин, що піддаються розділенню, з рухомої фази в нерухому й назад відбуваються по всій довжині колонки, доки ці речовини не вийдуть з колонки разом з газом-носієм. Оскільки спорідненість різних компонентів зразка до НФ різна, то в процесі переходів сорбція-десорбція вони затримуються в НФ неоднаковий час. [2]
1.2. Теоретичні основи методу
Під час розділення в хроматографічній колонці досліджувані сполуки деякий час знаходяться в НФ, деякий – у РФ. Рівноважний розподіл речовин між фазами характеризується коефіцієнтом розподілу К:
[pic 1]
де С(НФ) та С(РФ) – відповідно концентрації (в г/мл) даного компоненту в НФ і РФ, які знаходяться в динамічній рівновазі. [2, 3]
Величина К залежить від природи досліджуваних сполук, природи рідкої фази та температури. Молекули різних компонентів суміші мають різну спорідненість до НФ, тому час їх перебування в цій фазі, а отже, і середня швидкість руху вздовж колонки відрізнятимуться. За достатньої довжини колонки ця різниця може призвести до повного розділення суміші на компоненти. [3]
Можна вивести формулу коефіцієнту розподілу залежно від тиску пари досліджуваної речовини та коефіцієнту активності цієї речовини в рідині.
За законом Дальтона: загальний тиск системи дорівнює сумі парціальних тисків всіх компонентів суміші:
[pic 2]
З цього випливає, що тиск, спричинений даним газом, еквівалентний його мольній частці у газовій суміші:
[pic 3]
де xg(i) – мольна частка компоненту в газовій фазі.
За законом Рауля: тиск пари розчиненого компоненту над його розчином прямо пропорційний його мольній частці у розчині, а сталою пропорційності є тиск пари чистого компоненту (наведена формула для реальних розчинів):
[pic 4]
де Cs(i) – концентрація компоненту в розчині, γi – коефіцієнт активності.
Поєднавши два останні рівняння, отримаємо:
[pic 5]
У ідеальному розчині замість концентрації можна використовувати мольну частку:
[pic 6]
[pic 7]
Коефіцієнт розподілу обернено пропорційний тиску пари чистої речовини та її коефіцієнту активності.
Коефіцієнт селективності визначається як співвідношення коефіцієнтів розподілу:
[pic 8][4]
Із цього можна зробити висновки, що чим нижче температура кипіння речовини (чим вище тиск пари цієї речовини), тим слабше вона втримується в хроматографічній колонці. Чим більше різниця в температурах кипіння речовин, тим вище селективність розділення. За однакових температур кипіння визначальну роль в розділенні речовин відіграє їх взаємодія з НФ: чим сильніше взаємодія, тим менше коефіцієнт активності й речовина затримується в колонці протягом довшого часу. [1]
...