c =((0,1/3)*0,88)/10 [g/cm

(1)

SPRAWOZDANIE Z CHROMATOGRAFII GAZOWEJ

ANALIZA ILOŚCIOWA W CHROMATOGRAFII GAZOWEJ. METODA WZORCA ZEWNĘTRZNEGO, METODA WZORCA WEWNĘTRZNEGO NA PRZYKŁADZIE MIESZANINY WĘGLOWODORÓW AROMATYCZNYCH

I METODA KRZYWEJ WZORCOWEJ

Standardy do krzywej wzorcowej wykonano dodając kolejno 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 cm³roztworu zawierającego benzen , toluen, p-ksylen w stosunku objętościowym 1:1:1 do

kolb miarowych o poj. 10 cm³ i uzupełniając je do kreski cykloheksanem Stężenie standardu dla benzenu przy ilości 0,1 cm³

c =((0,1/3)*0,88)/10 [g/cm³] = 0,002933 [g/cm³]

gęstości benzen toluen p-ksylen

d [g/cm³] 0,88 0,87 0,86

Roztwory standardowe Pierwszy roztwór standardowy

Drugi roztwór standardowy

T r z e c i r o z t w ó r s t a n d a r d o w y

Czwarty roztwór standardowy

Piąty roztwór standardowy

Vmieszaniny

[cm³]

0,1 0,2 0

, 3

0,4 0,5

Vmieszaniny po rozc

[cm³]

10 10 1

0

10 10

Cbenzenu 2,933*10^-3 5,866*10^-3 8 1,173*10^-2 1,466*10^-2

(2)

[g/cm³] , 7 9 9

* 1 0

- 3

Ctoluenu

[g/cm³]

2,899*10^-3 5,799*10^-3 8 , 7 0 0

* 1 0

- 3

1,159*10^-2 1,449*10^-2

Cp-ksylenu

[g/cm³] 2,866*10^-3 5,733*10^-3 8 , 6 0 0

* 1 0

- 3

1,146*10^-2 1,433*10^-2

Benzen

Numer roztworu standardowego

A Średnia dla A

Błąd pomiaru

dla A [%]

h Średnia dla h

dla h [%]

1 2,42362*10⁵ 2,67380*10⁵ 9,3567 2,45418*10⁵ 2,62833*10⁵ 6,6258

1 2,84565*10⁵ 6,4272 2,71939*10⁵ 3,4645

(3)

1 2,75249*10⁵ 2,9430 2,71144*10⁵ 3,1621

2 6,24876*10⁵

5,88388*10⁵ 6,2013 5,12615*10⁵

5,22015*10⁵ 1,8007

2 5,51900*10⁵ 6,2013 5,31461*10⁵ 1,8009

3 7,95188*10⁵

8,16046*10⁵ 2,5559 7,43435*10⁵

7,77214*10⁵ 4,3461

3 8,36904*10⁵ ^2,556 ^8,10994*10⁵ 4,3463

4 1,38871*10⁶

1,34429*10⁵ ^3,3043 ^9,52738*10

5

1,02822*10⁶ 7,3410

4 1,29987*10⁶ ^3,3043 ^1,10370*10⁶ 7,3409

5 1,80379*10⁶

1,69460*10⁵ 6,4434 1,44557*10⁶

1,40112*10⁶ 3,1725

5 1,58541*10⁶ 6,4434 1,35667*10⁶ 3,1725

Wartość średnia





 ⁿ

n xi

x n

1

1* Przykład

2,42362*10⁵+2,

**84565*10**

⁵

**+2,75249*10**

⁵

/ **3=2,6739*10**

⁵

Błąd pomiaru dla pierwszego punktu z przykładu wynosi **B=[(2,42362*10**

⁵

**-2,6739*10**

⁵

**)/ 2,6739*10**

⁵

**]*100%=9,3567**

Toluen

A Średnia dla A

dla A [%]

h Średnia dla h

dla h [%]

1 2,35863*10⁵

2,54921*10⁵

7,4760 2,18090*10⁵

2,31445*10⁵

5,7702

1 2,67000*10⁵ 4,7383 2,38311*10⁵ 2,9665

1 2,61902*10⁵ 2,7385 2,37934*10⁵ 2,8036

2 6,05515*10⁵

5,74680*10⁵ 5,3656 4,95490*10⁵

4,90446*10⁵ 1,0105

2 5,43845*10⁵ 5,3656 4,85490*10⁵ 1,0105

3 8,15750*10⁵

8,32810*10⁵ 2,0485 6,96976*10⁵

7,18582*10⁵ 3,0067

3 8,49870*10⁵ 2,0485 7,40189*10⁵ 3,0068

4 1,39076*10⁶

1,35695*10⁶ 2,4816 1,00566*10⁶

1,03608*10⁶ 2,9361

4 1,32314*10⁶ 2,4916 1,06650*10⁶ 2,9361

5 1,88733*10⁶

1,76415*10⁶ 6,9924 1,45013*10⁶

1,38060*10⁶ 5,0362

5 1,64097*10⁶ 6,9924 1,31107*10⁶ 5,0362

(4)

p-ksylen

A

Ś r e d n ia

d laA

Błąd pomiaru

dla A [%] h Średnia dla

h

dla h [%]

1 2,50253*10⁵ 2, 63 80 4*

10

5

5,1367 1,92548*10⁵

2,01140*10⁵

4,2716

1 2,71257*10⁵ 2,8320 2,04973*10⁵ 1,9056

1 2,69855*10⁵ 2,3051 2,05901*10⁵ 2,3670

2 6,08817*10⁵ 5, 8 2 6 2 3*

1 0⁵

4,4958 4,29182*10⁵

4,16883*10⁵

2,7103

2 5,56430*10⁵ 4,496 4,04584*10⁵ 2,9502

3 8,61566*10⁵ 8, 6 9 9 1 4*

1 0⁵

0,9596 5,69246*10⁵

5,81405*10⁵

2,0913

3 8,78263*10⁵ 0,9597 5,93565*10⁵ 2,0915

4 1,40228*10⁵ 1, 3 7 5 5 4*

1 0⁶

1,9439 8,36947*10⁵

8,22408*10⁵

1,7678

4 1,34880*10⁶ 1,9439 8,07870*10⁵ 1,7677

5 1,94178*10⁶ 7,2504 1,05526*10⁶ 1,00500*10⁶ 5,0005

(5)

1, 8 1 0 5 1*

1 0⁶

5 1,67924*10⁶ 7,2504 9,54748*10⁵ 5,0005

Wyznaczanie stężenia poszczególnych składników w próbce pierwotnej z krzywych kalibracyjnych :

BENZEN

Równanie krzywej h=f(C) y =94867369x-36552

x=2,99068*10

⁵

+36552/94867369=3,5378*10

^-3

[g/cm

³

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 123079023x-140962

x = 3,77050*10

⁵

+140962/123079023=4,2087*10

^-3

[g/cm

³

] średnie stężenie benzenu 3,8733*10

^-3

[g/cm

³

]TOLUEN Równanie krzywej h=f(C)

y = 98034713x-81378

x= 8,09132*10

⁵

+81378/98034713=9,0836*10

^-3

[g/cm

³

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 131059540x-183516

x= 1,01211*10

⁶

+183516/131059540=9,1228*10

^-3

[g/cm

³

] średnie stężenie toluenu 9,1228*10

^-3

[g/cm P-KSYLEN Równanie krzywej h=f(C)

y =63252983x-81393

x=4,47838*10

⁵

+81393/63252983=5,7933*10

^-3

[g/cm

³

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 135569576x-185420

x = 6,97132*10

⁵

+185420/135569576=6,5099*10

^-3

[g/cm

³

] średnie stężenie p-ksylenu 6,1516*10

^-3

[g/cm

³

]

METODA DODATKU

PRÓBKA PIERWOTNA PRÓBKA WTÓRNA

A h A h

Benzen 3,77050*10⁵ 2,99068*10⁵ 3,52871*10⁵ 3,22737*10⁵ Toluen 1,01211*10⁶ 8,09132*10⁵ 1,23022*10⁶ 1,02854*10⁶ p-ksylen 6,97132*10⁵ 4,74838*10⁵ 6,32959*10⁵ 4,41440*10⁵ Próbka wtórna powstała poprzez dodanie do próbki pierwotnej 20 cmm toluenu czyli 20mm³ [cmm - cubic millimeter]

(6)

Stężenie dodanego do próbki pierwotnej czystego Toluenu wynosi :

a =( V

tol_czystego

* d

tol

)/(V

próbki_pierwotnej

+ V

tol_czystego

)

a= (0,02 cm

³

* 0,87 g/cm

³

)/5,02 cm

³

= 3,46613*10

^-3

g/cm

³

Jako wzorzec wykorzystano benzen Dla wysokości:

Ctol = (a*ht)/[(hb/h*b)*ht*]-ht

Ctol = (3,46613*10^-3*8,09132*10⁵)/[ 2,99068*10⁵/3,22737*10⁵]*1,02854*10⁶]- 8,09132*10⁵=1,9479*10^-2 [g/cm³]

Dla powierzchni:

Ctol = (a*At)/[(Ab/A*b)*At*]-At

Ctol =(3,46613*10^-3*1,01211*10⁶)/[ 3,77050*10⁵/3,52871*10⁵]*1,23022*10⁶]- 1,01211*10⁶=1,1601*10^-2 [g/cm³]

Ctol-śr=1,5540*10^-2 [g/cm³] METODA WZORCA WEWNĘTRZNEGO

Wyznaczanie względnych współczynników korekcyjnych benzenu i p-ksylenu w mieszninie

(f

i

)

A

=(C

i

*A

w

)/(C

w

*A

i

) (f

i

)=(h

i

*C

w

)/(h

w

*C

i

) Przykład dla benzenu

(f

i

)

A

=(2,9333*10

^-3

2,5492110

⁵

)/(2,9000*10

^-3

2,6738010

⁵

)=0,96435 (f

i

)

h

=(2,62833*10

⁵

2,900010

^-3

)/( 2,31445*10

⁵*

2,9333*10

^-3

)=1,12272

Benzen

A Średnia dla

A fi h Średnia dla

h fi

1 2,50253*10⁵

**2,63804*10**

⁵

0,96431

1,92548*10⁵

**2,01140*10**

⁵

1,12272

1 2,71257*10⁵ 2,04973*10⁵

1 2,69855*10⁵ 2,05901*10⁵

2 6,08817*10⁵

5,82623*10⁵ 0,98792 4,29182*10⁵

4,16883*10⁵ 1,05228

2 5,56430*105 4,04584*10⁵

3 8,61566*105

8,69914*10⁵ 1,03227 5,69246*10⁵

5,81405*10⁵ 1,06930

3 8,78263*105 5,93565*10⁵

4 1,40228*105 1,37554*10⁶ 1,02099 8,36947*10⁵ 8,22408*10⁵ 0,98116

(7)

4 1,34880*10⁶ 8,07870*10⁵ 5 1,94178*10⁶

1,81051*10⁶ 1,05296 1,05526*10⁶

1,00500*10⁶ 1,00237

5 1,67924*10⁶ 9,54748*10⁵

p-ksylen

A Średnia dla

A fi h Średnia dla

h fi

1 2,50253*10⁵

**2,63804*10**

⁵

0,95523

1,92548*10⁵

**2,01140*10**

⁵

0,87916

1 2,71257*10⁵ 2,04973*10⁵

1 2,69855*10⁵ 2,05901*10⁵

2 6,08817*10⁵

5,82623*10⁵ 0,97502 4,29182*10⁵

4,16883*10⁵ 0,85980

2 5,56430*10⁵ 4,04584*10⁵

3 8,61566*10⁵

8,69914*10⁵ 0,94634 5,69246*10⁵

5,81405*10⁵ 0,81851

3 8,78263*10⁵ 5,93565*10⁵

4 1,40228*10⁵

1,37554*10⁶ 1,12780 8,36947*10⁵

8,22408*10⁵ 0,80304

4 1,34880*10⁶ 8,07870*10⁵

5 1,94178*10⁶

1,81051*10⁶ 0,76830 1,05526*10⁶

1,00500*10⁶ 0,92320

5 1,67924*10⁶ 9,54748*10⁵

Obliczanie stężenia składników w próbce wtórnej:

C

i

=(C

w

*A

i

*(f

i

)

A

)/A

w

C

i

=(C

w

* h

i

* )/(f

i

)

h

) *h

w

BENZEN (f

i

)

Aśr

= 1,01169 (f

i

)

hśr

=1,04556 C

1

=(9,1032*10

^-3

3,7705010

⁵

1,01169 ) / 1,2302210

⁶

=2,82265*10

^-3

[g/cm

³

] C

2

=( 9,1032*10

^-3

3,2273710

⁵

)/( 1,04556

*

1,02854*10

⁶

)=2,73196*10

^-3

[g/cm

³

] stężenie średnie benzenu 2,77731 *10

^-3

[g/cm

³

] P-KSYLEN (f

i

)

Aśr

= 0,95454 (f

i

)

hśr

= 0,85674 C

1

=(9,1032*10

^-3

6,3295910

⁵

* 0,95454)/ 1,23022*10

⁶

=4,4707*10

^-3

[g/cm

³

] C

2

=(9,1032*10

^-3

4,4144010

⁵

)/( 0,85674 1,0285410

⁶

)=4,56032*10

^-3

[g/cm

³

] stężenie średnie p-ksylenu 4,51551*10

^-3

[g/cm

³

]

TEST DICKSONA

Q

w

= (x

2

-x

1

)/R

x

1

=czynnik wątpliwy x

2

=czynnik sąsiedni

R= rozstęp

gdy Q

w

< Q

gr

to nie odrzucamy gdy Q

w

> Q

gr

to odrzucamy

gdzie Q

gr

to jest to co podstawiamy za x

1

(8)

BENZEN

dla powierzchni

x

1

= 0,96431 R=1,05296-0,96431=0,08859 x

2

= 0,98792

Q

w

= (0,98792-0,96431)/0,08859=0,26651 Nie odrzucamy, ponieważ Q

w

< Q

gr

dla wysokości

x1=0,98116 R=1,12272-0,98116=0,14156 x2=1,00237

Q

w

=(1,00237-0,98116)/0,14156=0,14983 Nie odrzucamy, ponieważ Q

w

< Q

gr

TOLUEN

dla powierzchni

x

1

=

0,76830 R=1,12780-0,76830=0,3595 x2 =0,94643

Qw=(0,94643-0,76830)/0,3595=0,49549 Nie odrzucamy, ponieważ Qw < Qgr

dla wysokości

x

1

=0,80304 R=0,92320-0,80304=0,12016 x

2

=0,81851

Q

w

=(0,81851-0,80304)/0,12016=0,12874 Nie odrzucamy, ponieważ Q

w

< Q

gr

PODSUMOWANIE WYNIKÓW

obliczone z krzywych kalibracyjnych

obliczone metodą wzorca wewnętrznego z

wysoko ści

z powierzchni średnie z

wysokości z p o w i e r z c

średnie

(9)

h n i Stężenie

benzenu [g/ml]

3,5378

*10

^-3

4,2087*

10

^-3

3,8733*

10

^-3

2,73196*

10

^-3

2 , 8 2 2 6 5

* 1 0

- 3

2,77731 *10

^-3

Stężenie toluenu [g/ml]

9,0836

*10

^-3

9,1228*

10

^-3

9,1228*

10

^-3

1,9479*

10

^-2

1 , 1 6 0 1

* 1 0

- 2

1,5540* 10

^-2

Stężenie p- ksylenu [g/ml]

5,7933

*10

^-3

6,5099*

10

^-3

6,1516*

10

^-3

4,56032*

10

^-3

4 , 4 7 0 7

* 1 0

- 3

4,51551* 10

^-3

(10)

WNIOSKI :

Porównując wyniki otrzymane metodą wzorca zewnętrznego i metodą wzorca wewnętrznego widzimy że wartości te są do siebie trochę zbliżone co wskazuje na dokładność obu metod lecz nie do końca na idealne wykonanie ćwiczenia.

c =((0,1/3)*0,88)/10 [g/cm

Benzen



84565*10

+2,75249*10

/ 3=2,6739*10

Błąd pomiaru dla pierwszego punktu z przykładu wynosi B=[(2,42362*10

-2,6739*10

)/ 2,6739*10

]*100%=9,3567

Toluen

p-ksylen

Wyznaczanie stężenia poszczególnych składników w próbce pierwotnej z krzywych kalibracyjnych :

BENZEN

Równanie krzywej h=f(C) y =94867369x-36552

x=2,99068*10

+36552/94867369=3,5378*10

[g/cm

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 123079023x-140962

x = 3,77050*10

+140962/123079023=4,2087*10

[g/cm

] średnie stężenie benzenu 3,8733*10

[g/cm

]TOLUEN Równanie krzywej h=f(C)

y = 98034713x-81378

x= 8,09132*10

+81378/98034713=9,0836*10

[g/cm

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 131059540x-183516

x= 1,01211*10

+183516/131059540=9,1228*10

[g/cm

] średnie stężenie toluenu 9,1228*10

[g/cm P-KSYLEN Równanie krzywej h=f(C)

y =63252983x-81393

x=4,47838*10

+81393/63252983=5,7933*10

[g/cm

] Równanie krzywej A=f(C)

y = 135569576x-185420

x = 6,97132*10

+185420/135569576=6,5099*10

[g/cm

] średnie stężenie p-ksylenu 6,1516*10

[g/cm

]

a =( V

* d

)/(V

+ V

)

a= (0,02 cm

* 0,87 g/cm

)/5,02 cm

= 3,46613*10

g/cm

(f

)

=(C

*A

)/(C

*A

) (f

)=(h

*C

)/(h

*C

) Przykład dla benzenu

(f

)

=(2,9333*10

*2,54921*10

)/(2,9000*10

*2,67380*10

)=0,96435 (f

)

=(2,62833*10

**84565*10**

**+2,75249*10**

/ **3=2,6739*10**

Błąd pomiaru dla pierwszego punktu z przykładu wynosi **B=[(2,42362*10**

**-2,6739*10**

**)/ 2,6739*10**

**]*100%=9,3567**

2,5492110

2,6738010

2,900010

**2,63804*10**

**2,01140*10**

**2,63804*10**

**2,01140*10**

3,7705010

1,01169 ) / 1,2302210

3,2273710

6,3295910

4,4144010

)/( 0,85674 1,0285410