Определение качественного и количественного состава многокомпонентной смеси органических растворителей
Проведение идентификации неизвестного вещества по ИК-спектру, которая заключается в сопоставлении спектра вещества с эталонным спектром, приведенным в атласе. Особенности люминесцентного анализа и хроматографического исследования, их результаты.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.12.2012 |
Размер файла | 321,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Список условных обозначений и сокращений
- Введение
- Спектральные методы исследования
- Люминесцентный анализ
- Хроматографическое исследование
- Список используемых источников
- Приложения
- Отчет анализа
Список условных обозначений и сокращений
ИК - инфракрасное излучение
ПИД - пламенно-ионизационный детектор
С - концентрация
?С - погрешность концентрации
Введение
Данная курсовая работа основывается на физико-химических методах анализа (может быть зафиксировано какое-нибудь физическое или химическое изменение величин).
При выполнении курсовой работы, я освоил работу на таком оборудовании, как ИК-спектрометр с Фурье преобразованием, спекрофлуориметр, газовый хроматограф. Выбор данного аналитического оборудования основан на том, что именно оно наиболее часто применяется при проведении экспертных исследований, в частности при проведении пожарно-технической экспертизы.
Задачами выполнения курсовой работы являются: приобретение и закрепление навыков работы на современном аналитическом оборудовании, освоение методов обработки результатов анализа. Также выполнение курсовой работы способствует систематизации, закреплению и углублению теоретических знаний. Выработка навыков работы на аналитическом оборудовании и обработка полученных результатов необходима в практической деятельности эксперта, развитию навыков самостоятельной научно-исследовательской работы.
Объектами экспертизы, исследование которых ведется методами аналитической химии, могут быть вещества неизвестной природы в любом агрегатном состоянии. Поэтому они использовались при выполнении курсовой работы (т.к. мне была представлена смесь органических веществ неизвестного состава). К методам, применяемым при производстве судебных экспертиз, предъявляются дополнительные требования:
· максимальная сохранность вещественных доказательств;
· возможность решения задачи, поставленной следователем или судом;
эталонный спектр хроматографический органический
· пределы обнаружения используемых методов должны быть достаточно низкими с учетом поступающих на экспертизу микроколичеств объектов;
· методы должны быть экспрессными, т.к. сроки производства экспертизы ограничены;
· для внедрения в экспертную практику методы должны пройти экспериментальную апробацию;
· информация, получаемая при реализации аналитического метода, должна быть понятна для всех участников уголовного (гражданского) процесса.
Поэтому, требуется правильный выбор метода, способа отбора и подготовки пробы для анализа, что и является основными этапами аналитического определения.
Спектральные методы исследования
ИК-спектроскопия.
Целью выполнения данного раздела курсовой работы является идентификация неизвестного вещества по ИК-спектру, которая заключается в сопоставлении спектра исследуемого вещества с эталонным спектром, приведенным в атласе.
При выполнении курсовой работы использовался Инфракрасный Фурье-спектрометр "ИнфраЛЮМ ФТ-02". Он предназначен для регистрации спектров поглощения или пропускания жидких, твердых и газообразных веществ в средней инфракрасной области (400-7500 см-1).
Для анализа представленной мне смеси органических веществ неизвестного состава использовалась кювета толщиной 0,02 мм. Заполнение осуществлялось стеклянным шприцем объемом 2 мл через два специальных отверстия, расположенных на металлическом корпусе кюветы. При наполнении кювета держалась так, чтобы отверстия были установлены друг над другом. После наполнения верхнее отверстие закрывалось пробкой. Затем шприц вынимался, и нижнее отверстие тоже закрывалось.
Анализ на Инфракрасном Фурье-спектрометре осуществлялся под контролем преподавателя в соответствии с руководством по эксплуатации прибора при следующем режиме измерения:
Границы диапазона:
· Верхняя 400 см-1
· Нижняя 4000 см-1
· Разрешение 4 см-1
· Время накопления 60с
· Количество сканов 40
После проведения исследования смеси неизвестного состава был получен спектр, который приведен в "ПРИЛОЖЕНИИ 1". На нем отмечены характеристические полосы поглощения, по ним были определены функциональные группы, имеющиеся в изучаемом образце, которые приведены в таблице 1.
Таблица 1: Результаты спектрального анализа
Волновое число, см-1 |
Интенсивность аналитической линии |
Тип Колебания |
Классы соединений |
|
1140 |
Средняя |
С-О |
Спирты |
|
1170 |
Средняя |
С-О |
Спирты |
|
1390 |
Средняя |
-СН3 - |
Алканы |
|
1480 |
Средняя |
-СН2-; |
Алканы; ароматика |
|
1530 |
Средняя |
Ароматика |
||
2860 |
Сильная |
-СН3 - |
Алканы |
|
2920 |
Сильная |
-СН2 - |
Алканы |
|
2960 |
Сильная |
-СН3 - |
Алканы |
Вывод: на основе полученных данных можно сделать вывод, что в анализируемом образце содержатся молекулярные группировки таких соединений, как: алканы, ароматические углеводороды и спирты.
Люминесцентный анализ
При выполнении данного раздела курсовой работы был использован флуоресцентный спектрометр "Флюорат-02 Панорама", который предназначен для измерения массовой концентрации неорганических и органических примесей в различных средах.
Основной целью проведения люминесцентного анализа было определение наличия в образцах ароматических соединений и попытка распознать их по спектрам флуоресценции.
С помощью шприца анализируемый образец был помещен в кварцевую кювету, после чего ее поместили в спектрометр.
Работа на приборе осуществлялась согласно руководству по эксплуатации и в присутствии преподавателя.
Спектры флуоресценции снимались при следующем режиме измерения:
· Синхронное сканирование
· Диапазон длин волн возбуждения 180-470 нм
· Смещение 30 нм
· Число вспышек 10
· Шаг 1нм
· Коррекция - по опорному каналу
· Чувствительность ФЭУ - минимальная.
Полученные спектры приведены в "ПРИЛОЖЕНИИ 2"
Вывод: по результатам люминесцентного анализа граница прозрачности для компонентов, содержащихся в пробе составляет 270-290 нм, а максимум фруоресценции попадает в эту область, поэтому можно сделать вывод о наличии в пробе n-ксилола.
Хроматографическое исследование
Хроматография является эффективным методом разделения и анализа, сложных по составу газообразных и жидких смесей (а твердые вещества могут быть проанализированы после перевода их в жидкое или газообразное состояние).
При выполнении данного раздела курсовой работы применялись следующее оборудование и материалы:
· газовый хроматограф Кристалл 5000.1 с программным обеспечением Хроматэк аналитик 2,5/1,5, с детектором ПИД или аналогичный ему;
· колонка газохроматографическая капиллярная длиной 25 м, внутренним диаметром 0,2 мм с неподвижной фазой OV-101, установленная в газовый хроматограф;
· шприц газохроматографический 1 мкл;
· гексан марки "ХЧ" для промывки шприца;
· образцы для калибровки (стандартные образцы).
Хроматограммы снимались в следующих условиях:
· газ носитель - азот;
· скорость потока газа-носителя 1,5 мл/мин;
· сброс потока газа-носителя 1: 22,7;
· режим линейного программирования температуры термостата от 40 до 160 оС со скоростью подъема 4 градуса в минуту;
· температура испарителя 300 оС;
· детектор ионизационно-пламенный (ПИД);
· температура детектора 300 оС;
· скорость потока водорода на детектор 35 мл/мин;
· скорость потока воздуха на детектор 300 мл/мин;
· объем пробы 1 мкл.
С помощью газохроматографического шприца была взята проба в количестве 0,5 мкл и введена через испаритель в колонку газового хроматографа.
Хроматограмма (Приложение 2) снималась два разаи по двум хроматограмм взяли среднее значение.
Расчет погрешностей концентраций:
· Для изопропанола:
?С = = 2%
· Для октана:
?С = = 1%
· Для n-ксилола:
?С = = 1%
Результаты анализа приведены в таблице 2.
Таблица 2
Компонент |
Содержание в пробе,% |
СКО, % |
Концентрация, % |
|
изопропанол |
17.434 |
9,67 |
17 ± 2 |
|
октан |
34.463 |
2,08 |
34 ± 1 |
|
n-ксилол |
23.362 |
2,44 |
23 ± 1 |
Вывод: Исследуемое вещество содержит:
· Изопропанол: С= 17 2
· Октан: С=34 ± 1
· n-ксилол: С=23 ± 1
Суммарная концентрация составляет 74%
Вывод по курсовой работе
По результатам ИК-спектроскопии, люминесцентного анализа и хроматографического исследования получилось, что в исследуемой пробе содержатся молекулярные группировки таких соединений, как:
· Алканы:
октан: С=34± 1 %
· Ароматические соединения:
n-ксилол: С= 23 ± 1 %
· Спирты:
Изопропанол: С=17 ± 2 %
Суммарное количество 74%
Так как в результате хроматографического соединения суммарная концентрация составляет 74%, то можно сделать вывод, что часть изопропанола испарилась, поскольку данное вещество является летучим.
Список используемых источников
1. Ловчиков В.А., Бельшина Ю.Н., Дементьев Ф.А., Физико-химические методы экспертного исследования, Методические указания по выполнению курсовой работы, СПб, СПб УГПС МЧС России, 2010.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 книгах. Кн.2: Физико-химические методы анализа. Учебник. - М.: Дрофа, 2009. - 383с.
3. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учебное пособие для вузов. - М.: Логос, 2009. - 384 с.
4. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. - М.: Мир, 2006. - 683 с.
5. Шмидт В. Оптическая спектроскопия для химиков и биологов. - М.: Техносфера, 2007. - 368 с.
6. Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 2 томах. Том 1.4-е изд. стер. - СПб.: Лань, 2003. - 656 с.
7. Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 2 томах. Том 2.4-е изд. стер. - СПб.: Лань, 2003. - 688 с.
8. Отто М. Современные методы аналитической химии. Изд.2-е, исправленное. - М.: Техносфера, 2006. - 416 с.
9. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных/ Э. Преч, Ф. Бюльманн, К. Афольтер - Пер. с англ. - М.: Мир; БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006 - 438с.
Приложения
Приложение 1
ИК-спектр
Приложение 2
Спектр флуоресценции
Приложение 3
Отчет анализа
Паспорт анализа
Проект: |
ЛАБА оргрстворители |
Колонка: |
капиллярная |
|
Название метода: |
калибровка 10 |
Пpоба: |
Вариант 6 |
|
Номер анализа: |
80 |
Метод расчета: |
Абсолютная градуировка |
|
Оператор: |
Дементьев |
Объем, мкл: |
0.5 |
|
Разведение: |
1 |
|||
Количество хроматограмм: |
2 |
|||
22.11.2012 17: 19: 26 №80.1; 23.11.2012 10: 04: 59 №80.2; |
Компоненты
Время, мин |
Название |
Окно, % |
Концентрация |
Ед. концентрации |
Отклик |
Группа |
K1 |
Детектор |
|
9.940 |
о-ксилол |
15 |
% |
Площадь |
ароматика |
4.480e-05 |
ПИД-1 |
||
1.668 |
ацетон |
3 |
% |
Площадь |
кетоны |
6.304e-05 |
ПИД-1 |
||
5.018 |
п-ксилол |
10 |
% |
Площадь |
ароматика |
2.119e-05 |
ПИД-1 |
||
4.700 |
декан |
10 |
% |
Площадь |
алканы |
3.577e-05 |
ПИД-1 |
||
2.190 |
1,2-дихлорэтан |
5 |
% |
Площадь |
хлоралканы |
4.560e-05 |
ПИД-1 |
||
1.400 |
пентан |
5 |
% |
Площадь |
алканы |
3.889e-05 |
ПИД-1 |
||
2.650 |
толуол |
10 |
% |
Площадь |
ароматика |
2.130e-05 |
ПИД-1 |
||
1.765 |
гептан |
10 |
% |
Площадь |
алканы |
3.575e-05 |
ПИД-1 |
||
2.761 |
октан |
5 |
% |
Площадь |
алканы |
3.429e-05 |
ПИД-1 |
||
3.200 |
нонан |
10 |
% |
Площадь |
алканы |
3.154e-05 |
ПИД-1 |
||
1.927 |
изопропанол |
3 |
% |
Площадь |
спирты |
4.572e-05 |
ПИД-1 |
Градуировка компонента: "о-ксилол", y = [4.480e-05] *x, СКО: 8.33 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
1116367.010 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1200273.385 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1015972.356 |
Градуировка компонента: "ацетон", y = [6.304e-05] *x, СКО: 7.04 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
637433.230 |
|
2 |
0.5 |
100 |
730912.114 |
|
1 |
0.5 |
100 |
840773.860 |
|
2 |
0.5 |
100 |
799999.614 |
Градуировка компонента: "п-ксилол", y = [2.119e-05] *x, СКО: 2.44 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
2 |
0.5 |
100 |
2398092.692 |
|
1 |
0.5 |
100 |
2385631.448 |
|
2 |
0.5 |
100 |
2292818.858 |
Градуировка компонента: "декан", y = [3.577e-05] *x, СКО: 3.68 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
2 |
0.5 |
100 |
1404456.823 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1443839.157 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1341850.835 |
Градуировка компонента: "1,2-дихлорэтан", y = [4.560e-05] *x, СКО: 6.73 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
3 |
0.2 |
100 |
445258.130 |
|
2 |
0.2 |
100 |
416102.508 |
|
1 |
0.1 |
100 |
245416.667 |
Градуировка компонента: "пентан", y = [3.889e-05] *x, СКО: 13.87 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
2 |
0.5 |
100 |
1308110.172 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1078585.582 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1422281.799 |
Градуировка компонента: "толуол", y = [2.130e-05] *x, СКО: 2.04 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
2 |
0.5 |
100 |
2291757.659 |
|
1 |
0.5 |
100 |
2370490.316 |
|
2 |
0.5 |
100 |
2377976.328 |
Градуировка компонента: "гептан", y = [3.575e-05] *x, СКО: 8.54 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
1060742.390 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1316567.600 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1330618.619 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1528653.587 |
Градуировка компонента: "октан", y = [3.429e-05] *x, СКО: 2.08 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
1436489.256 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1479426.178 |
Градуировка компонента: "нонан", y = [3.154e-05] *x, СКО: 2.42 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
1585181.117 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1622594.936 |
|
1 |
0.5 |
100 |
1546043.144 |
Градуировка компонента: "изопропанол", y = [4.572e-05] *x, СКО: 9.67 %
№ |
Объем |
Концентрация |
Отклик по площади |
|
1 |
0.5 |
100 |
900389.550 |
|
2 |
0.5 |
100 |
1162911.183 |
|
3 |
0.5 |
100 |
1014331.440 |
Расчет по компонентам
Время, мин |
Компонент |
Площадь |
Высота |
Концентрация |
Ед. концентрации |
Сходимость, % |
Количество |
|
1.934 |
изопропанол |
190675.103 |
122377.260 |
17.434 |
% |
0.851 |
2 |
|
2.770 |
октан |
502563.409 |
92173.485 |
34.463 |
% |
3.179 |
2 |
|
5.027 |
п-ксилол |
551283.382 |
53064.120 |
23.362 |
% |
4.117 |
2 |
Расчет по группам
Группа |
Площадь |
Высота |
Концентрация |
Ед. концентрации |
Кол-во компонентов |
|
алканы |
502563.409 |
92173.485 |
34.463 |
% |
1 |
|
ароматика |
551283.382 |
53064.120 |
23.362 |
% |
1 |
|
спирты |
190675.103 |
122377.260 |
17.434 |
% |
1 |
Хроматограмма
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Исследование качественного и количественного состава сточных вод, поступающих на очистку, и сбрасываемых в водоем. Определение показателей реки Сухона в связи со спуском в нее сточных вод г. Тотьма. Анализ технологических процессов очистки сточных вод.
дипломная работа [89,8 K], добавлен 12.06.2010Назначение и конструкция детали "Вал ведущий" 7821–4202026. Порядок проведения качественного и количественного анализа технологичности конструкции данной детали. Определение типа производства, его обоснование. Расчет и назначение припусков на обработку.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.04.2011Назначение и принцип работы термокондуктометрических, термохимических и оптических газоанализаторов. Использование измерительного прибора для определения качественного и количественного состава смесей газов. Область применения кондуктометра жидкости.
презентация [266,5 K], добавлен 04.11.2014Изменение физико-механических свойств обрабатываемого материала без нарушения структуры и химических свойств древесинного вещества. Определение парциального давления смеси воздуха. Расчет механизированного бассейна для тепловой обработки фанерных кряжей.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 23.11.2011Материальный расчет абсорбера, плотность и массовый расход газовой смеси на входе в аппарат, расход распределяемого компонента и инертного вещества. Определение диаметра, высоты абсобера, характеристика стандартной тарелки. Гидравлический расчет колонны.
курсовая работа [105,2 K], добавлен 06.05.2010Принцип действия прибора для определения качественного и количественного состава смесей газов. Назначение термохимических газоанализаторов. Диапазоны измерений кондуктометра. Измерение характеристик водных и неводных растворов химических веществ.
презентация [260,2 K], добавлен 09.04.2017Основные характеристика и требования к качеству кирпича, изготовляемого на современном этапе. Его разновидности и особенности применения. Определение факторов, влияющих на качество изделия. Технология изготовления кирпича, расчет состава силикатной смеси.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 18.08.2010Разработка и обоснование номенклатуры готовой продукции. Составление структурной и принципиальной технологической схем разделения углеводородной газовой смеси. Проведение расчета материального баланса колонны деметанизации, деэтанизации и депропанизации.
курсовая работа [206,8 K], добавлен 07.03.2013Принцип поляриметрического метода. Состав, химические и физические свойства, токсикологическое воздействие сахара. Характеристика методов анализа вещества: рефрактометрический, антроновый, газохроматографический. Оценивание погрешности измерений.
курсовая работа [446,4 K], добавлен 29.02.2016Изучение технологии изготовления бетона - искусственного камня, получаемого в результате формования и твердения рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды и заполнителей (песка и щебня или гравия). Классификация бетона и требования к нему.
реферат [25,2 K], добавлен 10.04.2010