Хроматографические методы исследования

Схема анализа и измерение результатов.

Анализ пищевых продуктов сводится к отработке трех основных этапов.

1 этап – Отбор проб.

Обычно приходится иметь дело с большими количествами сырья, полуфабрикатов или готовой продукции. Поэтому очень важно, чтобы химический состав отбираемой для анализа средней пробы в точности соответствовал среднему химическому составу всей партии анализируемого продукта.

Сначала необходимо правильно отобрать среднюю пробу от всей массы продукта, а затем эту пробу разделить на пробы, требуемые для анализа.

При отборе проб руководствуются правилами, описанными в ТУ, ГОСТах, методических указаниях по анализу продуктов.

Из подготовленной средней пробы берут точную навеску для анализа.

2 этап – Подготовка образцов к анализу.

На этом этапе сначала производят растворение или разложение пробы.

При этом проба обрабатывается либо каким-то растворителем, например кислотой (мокрый способ), либо с помощью высоких температур, например в муфельной печи (сухой способ). Затем осуществляется очистка веществ от примесей путем осаждения, отгонки, экстракции, хроматографии и т.д.

3 этап – Измерение результатов анализа и их расчет.

При проведении измерений сначала производится установка приборов. Она подразумевает их правильное размещение (в пространстве) или правильное расположение (последовательность) нескольких приборов для измерения.

При этом важно определить влияние различных внешних факторов на приборы (температура, давление, освещенность, электрическое или магнитное поле).

Затем следует непосредственное наблюдение. Например, требуется определить момент появления или исчезновения какого-то явления, определить момент наибольшего значения, довести до полного совпадения две точки и т.д.

Затем производится отсчет какого-то параметра. Результаты отсчета используются для определения измеряемой величины.

Каждый результат измерения имеет свою ошибку определения. Причины возникновения ошибок могут быть самыми разными, но в основном они связаны с неправильными или недостаточно точными показаниями приборов, с влиянием внешних условий, потерей вещества.

Различают следующие группы ошибок: систематические, случайные и промахи.

Систематические ошибки появляются при повторных измерениях и могут быть вызваны неисправностью приборов, ошибкой метода, ошибкой исследователя.

Например, при смещении первоначального положения стрелки прибора относительно нуля получится систематическая ошибка, исправить которую можно, сравнив показания неисправного прибора с показаниями заведомо правильного и внеся соответствующую поправку.

Величина систематической ошибки всегда имеет определенный знак, т.е. односторонне влияет на результаты измерений.

Случайные ошибки возникают при самых разных причинах (изменение напряжения в сети, температуры в процессе измерений, неудобного расположения прибора, плохого освещения шкалы прибора, состояния работающего и т.д.)

Такие ошибки не имеют постоянного знака, т.е. могут как увеличивать, так и уменьшать значение измеряемой величины.

Промахи (грубые ошибки) связаны с неверными отсчетами или с недостаточной тщательностью в работе. При обработке результатов испытаний эти данные отбрасывают.

Основы хроматографии.

Хроматография позволяет обнаруживать количества вещества до 10^-12г. А для полного анализа достаточно нескольких миллиграммов смеси. В последнее время с большим успехом применяется при оценке пищевых продуктов, имеющих очень сложный химический состав. Они позволяют проводить разделения, невыполнимые другими методами, при высокой степени точности и быстроте проведения анализа.

Метод хроматографии был создан в 1903г. русским ученым-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом. Ему удалось разделить хлорофилл на ряд составляющих окрашенных веществ.

Профессор насыпал в стеклянную трубку тонко измельченных порошок чистого мела, смочил его бензолом, налил сверху немного раствора хлорофилла, извлеченного из свежего листа, и стал медленно, по каплям подливать в трубочку с мелом бензол. По мере того, как окрашенный слой промывался бензолом, зеленое колечко вслед за растворителем начало передвигаться вниз по трубке. Потом оно стало постепенно разделяться. Появилась узкая желтая полоска, она двигалась по трубке наиболее медленно, ее опередила желто-зеленая полоса, перед которой шла широкая зелено-синяя полоса, две желтые и в самом низу двигалась еще одна полоса, тоже желтого цвета. Анализ показал, что над верхней желтой полоской располагалась еще одна – бесцветная. Своим опытом Цвет доказал, что хлорофилл имеет сложное строение. И эта работа легла в основу новой науки. Компоненты вещества, подобно световым лучам в спектре, расположились друг за другом в столбе порошка в виде окрашенных полос.

Это явление было названо хроматограммой, а сам метод исследования – хроматографией, от греческих слов «хроматос» – окраска, «грамма» – считывание и «графия» – запись.

Все хроматографические методы основаны на различиях в поведении разделяемых компонентов смеси при их непрерывном перераспределении между двумя несмешивающимися фазами. Одна из фаз неподвижна и омывается другой фазой – подвижной.

Неподвижная фаза – это твердое вещество или жидкость, адсорбированная на твердом веществе, которое называют носителем.

Подвижная фаза – это жидкость (раствор анализируемой смеси веществ) или газ (смесь газов или паров веществ).

Хроматографический процесс заключается в перемещении подвижной фазы, содержащей компоненты разделяемой смеси, относительно неподвижной.

При движении подвижной фазы вдоль неподвижной компоненты смеси сорбируются на неподвижной фазе. Каждый компонент сорбируется в соответствии со сродством к материалу неподвижной фазы. Поэтому неподвижную фазу называют также сорбентом. Захваченные сорбентом молекулы могут перейти в подвижную фазу и продвигаться вместе с ней дальше, затем снова сорбироваться. Таким образом происходит распределение молекул каждого компонента между двумя фазами. Чем сильнее сродство компонента к неподвижной фазе, тем сильнее он сорбируется и дольше задерживается на сорбенте, тем медленнее его продвижение вместе с подвижной фазой. Так как компоненты смеси обладают разным сродством к сорбенту, при перемещении смеси вдоль сорбента произойдет разделение: одни компоненты задержатся в начале пути, другие продвинутся дальше.

Таким образом, хроматографические методы всегда связаны с движением газообразной или жидкой фазы, содержащей смесь разделяемых веществ, через неподвижный слой сорбента. Благодаря различному распределению компонентов смеси между неподвижной и подвижной фазами происходит их разделение.

Дата добавления: 2014-01-04