gdzie m w określa masę węglowodoru, a m r masę całego roztworu. Wyniki zanotować w tabeli. cpods

Transkrypt

1 Oznaczanie węglowodorów ropopochodnych w wodach i ściekach z zastosowanie techniki analizy fazy nadpowierzchniowej i chroatografii gazowej (Headspace-CG-MS) Wykonanie ćwiczenia Materiały, przyrządy i odczynniki: o pojeności 20 c 3 pipeta autoatyczna o objętości 0,200 1,00 c 3 strzykawka Zierana o objętości 40 L pipeta jednoiarowa o objętości 10 c 3 (do odierzania próbek wody) pipety wieloiarowe o objętości 10 c 3, 5 c 3, 1 c 3 (do odierzania roztworów wzorcowych) biureta z lejkie (do dozowania etanolu) kolba o pojeności 0,5 d 3 ieszadło agnetyczne waga analityczna, dokładność 0,0001 g wzorce chroatograficzne: u, u, etylou, u, o-ksylenu, butylou woda dwukrotnie destylowana etanol o czystości HPLC Przebieg ćwiczenia I. Sporządzenie roztworów wzorcowych. II. Analiza chroatograficzna roztworu wzorcowego w trybie SCAN i wybranie najintensywniejszych jonów do trybu SIM. III. Analiza roztworów wzorcowych o różnych stężeniach i obliczenie współczynników kalibracyjnych dla poszczególnych związków. IV. Analiza próbek wody zanieczyszczonej BTEX. Ad. I. Sporządzenie roztworów wzorcowych Do przeprowadzenia kalibracji układu analitycznego potrzebne są roztwory wzorcowe zawierające węglowodory BTEX w stężeniach rzędu g/d 3. Roztwory o taki stężeniu najlepiej sporządzić etodą kolejnych rozcieńczeń (tu nazwane: roztwór podstawowy, pośredni i roboczy o najwyższy stężeniu). Ze względu na ograniczoną rozpuszczalność BTEX w wodzie, najpierw sporządza się roztwory w etanolu a w końcowy etapie roztwory wodne. Wzorzec podstawowy: 1. Zważyć na wadze analitycznej fiolkę z zakrętką. Do dodać z biurety 10 l etanolu i ponownie zważyć. 2. Nie otwierając, przez septę zakrętki do etanolu dodawać kolejno po 40 l następujących węglowodorów:,, etylo, -ksylen, o-ksylen, n-butylo. Po dodaniu każdego (!) węglowodoru fiolkę zważyć. Węglowodory dodawać przy użyciu ikrostrzykawki przepłukując ją wcześniej kilkakrotnie każdy z nich. Wyniki ważenia zanotować w poniższej tabeli. Obliczyć asę etanolu i poszczególnych węglowodorów w roztworze podstawowy, a także asę całego roztworu. Następnie obliczyć stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu podstawowy (c pods), wyrażone w graach na gra roztworu, z następującego wzoru: w cpods, gdzie w określa asę węglowodoru, a r asę całego roztworu. Wyniki zanotować w tabeli. r 1

2 Wzorzec podstawowy asa łączna, g asa etanolu / węglowodoru, g stężenie, c pods g/g fiolka z zakrętką X X Objętość węglowodoru *) + etanol X etylo + + o-ksylen + n-butylo asa roztworu, r g X X Objętość węglowodoru *) - obliczyć na podstawie gęstości węglowodorów Wzorzec pośredni: 3. Zważyć na wadze analitycznej fiolkę z zakrętką. Do dodać z biurety 10 l etanolu i ponownie zważyć. 4. Nie otwierając, przez septę zakrętki do etanolu dodać 40 l wzorca podstawowego. Przed pobranie wzorca podstawowego przepłukać ni kilkakrotnie strzykawkę. Wyniki ważenia zanotować w poniższej tabeli. Obliczyć asę etanolu i dodanego wzorca podstawowego, a także asę całego roztworu wzorca pośredniego. fiolka z zakrętką + etanol + wzorzec podstawowy asa łączna, g asa etanolu / wzorca podstawowego, g X asa roztworu, rpośr g X 5. Obliczyć ilości poszczególnych węglowodorów we wzorcu pośredni ( pośr), wyrażone w graach, z następującego wzoru: c pods gdzie pods określa asę wzorca podstawowego we wzorcu pośredni, a c pods stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu podstawowy. Wyniki zanotować w poniższej tabeli. Obliczyć stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu pośredni (c pośr), wyrażone w graach na gra roztworu, z następującego wzoru: c gdzie pośr oznacza asę węglowodoru we wzorcu pośredni, a rpośr asę wzorca pośredniego. Wyniki obliczeń zapisać w tabeli: pods r asa węglowodoru, pośr, g c pośr, g/g 2

3 etylo -ksylen n-butylo Wzorzec roboczy o najwyższy stężeniu (WRN): 6. Kolbę iarową o pojeności 0,5 d 3 napełnić wodą destylowaną do kreski. Wprowadzić ieszalnik agnetyczny (czysty i suchy), ustawić na ieszadle agnetyczny i wyregulować obroty tak, aby w szyjce kolby widoczny był lej wodny. Zapewni to dokładne ieszanie sporządzanego roztworu w całej objętości kolby. Przy użyciu pipety autoatycznej pobrać 0,5 c 3 roztworu wzorca pośredniego i wprowadzić pod powierzchnię wody destylowanej do kolby iarowej nie zaburzając ieszania. Pozostawić do ieszania na kilka inut. 7. Uwzględniając objętość i gęstość substancji obliczyć asę wody oraz asę wzorca pośredniego we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu ( pośrwrn), a także całkowitą asę roztworu wzorca roboczego o najwyższy stężeniu ( rwrn). Jako gęstość wody przyjąć wartość 9,982 g/c 3 dla teperatury 20 C, natoiast za gęstość wzorca pośredniego przyjąć gęstość etanolu 0,7918 g/c 3. Wyniki obliczeń zestawić w tabeli: gęstość, g/c 3 objętość, c 3 asa, g woda wzorzec pośredni asa roztworu, rwrn g X X 8. Obliczyć ilości poszczególnych węglowodorów we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu ( WRN), wyrażone w graach, z następującego wzoru: c WRN WRN gdzie pośrwrn określa asę wzorca pośredniego we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu, a c pośr stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu pośredni. Wyniki zanotować w poniższej tabeli. Obliczyć stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu (c WRN), wyrażone w graach na gra roztworu, z następującego wzoru: WRN c WRN gdzie WRN oznacza asę węglowodoru we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu, a rwrn asę całego roztworu wzorca roboczego o najwyższy stężeniu. Wyniki obliczeń zapisać w tabeli: rwrn asa węglowodoru, WRN, g c WRN, g/g etylo -ksylen n-butylo 3

4 Ad. II. Analiza chroatograficzna roztworu wzorcowego w trybie SCAN i wybranie najintensywniejszych jonów do trybu SIM. 9. Do czystej pobrać 10 c 3 roztworu wzorca roboczego o najwyższy stężeniu, uieścić w podajniku Headspace i wykonać analizę chroatograficzną w trybie SCAN. Po zarejestrowaniu chroatograu zidentyfikować piki chroatograficzne porównując zarejestrowane wida asowe z biblioteką wid i wybrać najintensywniejsze wartości /z dla poszczególnych związków. Zapisać najistotniejsze paraetry analizy oraz wybrane wartości /z: Czas wygrzewania w dozowniku HeadSpace: Teperatura wygrzewania : Czas analizy chroatograficznej: Teperatura analizy chroatograficznej: Czas retencji [in] Najintensywniejsze wartości /z etylo -ksylen n-butylo Ad. III. Analiza roztworów wzorcowych o różnych stężeniach i obliczenie współczynników kalibracyjnych dla poszczególnych związków. 10. Sporządzić kalibracyjne wzorce robocze: ponuerować i zważyć pięć fiolek z zakrętkai. Do 4 fiolek odpipetować następujące objętości wody destylowanej: 9 c 3, 8 c 3, 6 c 3, 4 c 3. Fiolki ponownie zważyć, a wyniki ważenia zapisać w poniższej tabeli. Za poocą pipety dodać do fiolek takie objętości roztworu roboczego o najwyższy stężeniu, aby całkowita objętość roztworów wynosiła po 10 c 3. Do piątej pobrać 10 c 3 roztworu roboczego o najwyższy stężeniu (bez rozcieńczania). Fiolki zważyć, wyniki zebrać w tabeli. Obliczyć asę wzorca roboczego o najwyższy stężeniu w kalibracyjnych wzorcach roboczych. nuer asa, g objętość wody, c 3 asa z wodą, g asa wody, g objętość roztworu WRN, c 3 asa z wodą i WRN, g asa WRN, WRNkal, g asa całego roztworu, rkal g 4

5 11. Obliczyć ilości poszczególnych węglowodorów we wszystkich pięciu kalibracyjnych wzorcach roboczych ( kal), wyrażone w graach, z następującego wzoru: kal WRNkal gdzie WRNkal określa asę wzorca roboczego o najwyższy stężeniu w kalibracyjny wzorcu roboczy, a c WRN stężenia poszczególnych węglowodorów we wzorcu roboczy o najwyższy stężeniu. Wyniki obliczeń zebrać w poniższych tabelach. Następnie z uzyskanych wartości kal (dla każdego węglowodoru) obliczyć stężenia poszczególnych węglowodorów we wszystkich kalibracyjnych wzorcach roboczych (c kal), wyrażone w graach na gra roztworu, z następującego wzoru: kal c kal rkal gdzie kal oznacza asę węglowodoru w kalibracyjny wzorcu roboczy, a rkal asę całego roztworu kalibracyjnego wzorca roboczego. Wyniki obliczeń wpisać do tabel: c WRN nuer asa węglowodoru, kal, g BENZEN c kal, g/d 3 in nuer asa węglowodoru, kal, g TOLUEN c kal, g/d 3 in nuer asa węglowodoru, kal, g ETYLOBENZEN c kal, g/d 3 in nuer asa węglowodoru, kal, g p-ksylen c kal, g/d 3 in 5

6 nuer asa węglowodoru, kal, g o-ksylen c kal, g/d 3 in nuer asa węglowodoru, kal, g n-butylobenzen c kal, g/d 3 in 12. Wykonać analizę chroatograficzną przygotowanych wzorców kalibracyjnych w trybie SIM. 13. Z poocą oprograowania do obsługi chroatografu scałkować piki, a uzyskane powierzchnie zapisać w powyższych tabelach. Sporządzić krzywe kalibracyjne dla każdego węglowodoru będące zależnością powierzchni od stężenia. Ad. IV. Analiza próbek wody zanieczyszczonej BTEX. 14. Wykonać analizę dla próbki testowej przygotowanej przez asystenta. Zapisać czasy retencji poszczególnych węglowodorów w poniższej tabeli. Następnie scałkować piki, a ich powierzchnie również zapisać w poniższej tabeli. 15. Obliczyć stężenia poszczególnych węglowodorów w próbce testowej w oparciu o krzywe kalibracyjne oraz oszacować niepewność wyników oznaczeń. Wyniki zebrać w tabeli: próbka testowa [in] równanie krzywej kalibracyjnej stężenie [ g/g] niepewność [ g/g] etylo -ksylen n-butylo 6