Презентация автоматизация-12

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: 1. Аналитическая химия. Т. 3. Химический анализ. под. ред. Л. Н. Москвина. М. : Академия, 2010. 368 с. 2. Г. Кристиан. Аналитическая химия. Т. 2. М. : БИНОМ, Лаборатория знаний, 2009. 504 с. 3. Основы аналитической химии. Т. 2. Методы химического анализа. Под. ред. Ю. А. Золотова. М. : высшая школа, 2004. 503 с. 4. Мак-Махон Дж. Аналитические приборы. Спб. : Профессия, 2009. 352 с. 5. Шпигун Л. К. // Журнал аналитической химии. 1990. Т. 45. №. 6. С. 1056. 4. Москвин А. Л. , Москвин Л. Н. Успехи химии. 2005. Т. 2. С. 155. 6. Л. Н. Москвин, А. В. Булатов, А. Л. Москвин. «Проточные методы анализа» ,

http: //www. flowinjection. com FIAlab Instruments, США www. globalfia. com Global FIA, США http: //www. skalar. com Skalar Analytical BV, Нидерланды Japanese Association for Flow Injection Analysis http: //aitech. ac. jp

Хроматограф поточный ИНТЕРХРОМ-

Лабораторный робот, используемый для контроля качества лекарственных средств

Автоматический потенциометрический титратор: 1 – титриметрическая ячейка; 2 – бутыль для раствора титранта; 3 – автоматическая бюретка; 4 – поршень бюретки; 5 – привод бюретки; 6 – дозирующая трубка; 7 – электроды.

Кривые потенциометрического титрования сероводорода, меркаптанов и дисульфидов при их определении в светлых нефтепродуктах

Кулонометрический титратор для определения содержания воды методом К. Фишера: 1 – титриметрическая ячейка; 2 – анодная часть с платиновым электродом; 3 – полимерная мембрана для ввода пробы; 4 – электроды; 5 – трубка с осушителем (молекулярные сита).

Кулонометрический титратор для определения содержания воды методом К. Фишера: 1 – титриметрическая ячейка; 2 – анодная часть с платиновым электродом; 3 – полимерная мембрана для ввода пробы; 4 – электроды; 5 – трубка с осушителем (молекулярные сита).

Схема определения содержания воды в твердофазных пробах методом кулонометрического титрования: 1 – печь; 2 – осушитель газа (силикагель и молекулярные сита); 3 – расходомер; 4 – редуктор; 5 – титриметрическая ячейка

Схема формирования (А) и измерения (Б) аналитического сигнала в ПИА в режиме остановленного потока.

Форма пика в ПИА определяется общей дисперсией σ , которая складывается из трех слагаемых: где σ и – дисперсия пробы при вводе в систему; σ т – дисперсия пробы в процессе транспортирования по каналу системы; σ д – дисперсия пробы в детекторе. 2222 дти

Схема ПИА для фотометрического определения фосфат-ионов в водных средах

2/1 21 1V Vs

V s = πr 2 Θ

31 22 ww w p

Хроматограмма раствора аминокислот

Аналитическая характеристика ВЭЖХ SIC Возможность разделения аналитов + + Поток мобильной фазы непрерывный дискретный Направление потока мобильной фазы одно реверсивное, возможность остановки потока Скорость мобильной фазы постоянная/переменная Расход мобильной фазы большой маленький Возможность проведения реакций дериватизации — + Стоимость оборудования высокая низкая (в 2 раза ниже ВЭЖХ) Портативность — +

Схема SIA со смесительной камерой (4): 1 – реверсивный насос; 2 – удерживающая спираль; 3 – многоходовой кран-переключатель (а, б, в, г – каналы подачи носителя, пробы и растворов реагентов, соответственно); 5 – реакционная спираль; 6 – проточный детектор; д, е – сброс.

Схема FB для определения железа в бензанолах: 1 – кран-переключатель; 2 – смесительная спираль; 3 – перистальтический насос; 4 – смесительная камера; 5- клапан; 6 – пламенный ААС; 7 – ПК; линии подачи воздуха (а), стандартный спиртовой раствор аналита (б), деионизованной воды (в, ж, з), пробы (г); д – сброс.

ЦИ-определение Fe(II, III) в водных средах

ПИ-определение Fe(II, III) в водных средах

ЦИ-определение фосфат-ионов в моче « методом стандартных добавок » 56№ Объем, мл Комментарий пробы раствора фосфат-ионов дистиллирова нной воды раствора реагента Морфи-Райл и 1 0, 5 0 2 0, 5 проба 2 0, 5 1 1 0, 5 проба с первой добавкой 3 0, 5 2 0 0, 5 проба со второй добавкой

ЦИ-определение нитрат- и нитрит-ионов

МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ Для повышения чувствительности и селективности определения веществ реализованы различные методы концентрирования и разделения Фазы, между которыми происходит массоперенос Метод Жидкость-газ Газовая диффузия Хроматомембранный метод Жидкость-жидкость Жидкостная экстракция, Диализ, Хроматомембранный метод Жидкость-твердое тело Сорбция, Твердофазная экстракция

ГАЗОВАЯ ДИФФУЗИЯ растворенный газ (О 2, О 3, С 12) или газ, образующийся в результате химической реакции прямо в потоке ( SO 2, СО 2, HCN , NH 3, H 2 Se , As. H 3, Sb. H 3), диффундирует из донорного потока (1) через гидрофобную газопроницаемую мембрану (полипропилен, политетрафторэтилен) (2) в принимающий поток (3), который прокачивается через проточную ячейку детектора.

СХЕМА ПИА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В КРОВИ

Схема проточно-инжекционного определения сульфид-ионов с газодиффузионным выделением: 1 – перистальтический насос; 2 – кран-дозатор; 3 – смесительная спираль; 4 – газодиффузионная ячейка, 5 – электрохимическая ячейка; а, б, в – потоки носителя, пробы, акцепторного раствора, соответственно; г, д, е – сброс пробы, донорного и акцепторного растворов, соответственно.

Генерация гидридов Перевод мышьяка , сурьмы , селена, висмута, теллура, германия, серы в их летучие гидриды — это важнейший способ концентрирования этих элементов. Метод генерации гидридов позволяет достичь высоких коэффициентов концентрирования. Для восстановления соединений мышьяка и сурьмы атомарным водородом используется боргидрид натрия или калия. Боргидрид натрия обеспечивает быстрое и количественное восстановление мышьяка до его гидрида по реакции:

СХЕМА ПИА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРИДОРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ДИАЛИЗ

Схема проточно-инжекционного фотометрического определения винной кислоты в винах: а – дистиллированная вода; б – раствор уксусной кислоты; в – смешанный щелочной раствор ванадата и тартрата натрия.

ЭКСТРАКЦИЯ в сегментированных потоках

СХЕМА ПИА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАВ

ЭКСТРАКЦИЯ на хроматографической колонке

ЭКСТРАКЦИЯ в реакционной емкости ЦИА

Схема SIA с «капельной» экстракцией

Сорбционные методы

Сорбенты Выделяемые аналиты Элюент с хелатообразующими функциональными группами металлы кислоты анионит анионы — катиониты катионы — октадецилсиликагель органические молекулы с низкой полярностью 80 % метанол. Сорбенты, используемые в проточных методах анализа

ХРОМАТОМЕМБРАННЫЙ МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

Проточная система с хроматомембранной жидкостной экстракцией

Проточная система с хроматомембранной газовой экстракцией

Узел схемы НПА ПИА SIA MC ZF CIA FB ЦИА Насос + + + + Кран-переключатель (п)/дозатор (д) — +(д) +(п) — +(п) Проточный детектор + + + — + Смесительная (реакционная) спираль + + — + — — Смесительная камера (реакционная емкость) — — — + + Удерживающая спираль — — + + + — CIA- ячейка — — — + — — Блок управления + + + +СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ПРОТОЧНЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА

Насос. Покачивание пробы и растворов реагентов по каналам гидравлической системы в соответствующих объемных отношениях и с фиксированной скоростью осущест вляется с помощью насосов различных типов: перистальтических или шприцевых. Основные требования к конструкции насосной системы – обеспечить строгое постоянство скорости и равномерность потока. Обычно срок службы шлангов для перистальтических насосов составляет от 170 до 400 непрерывной работы

Многоканальные перистальтические насосы с низким рабочим давлением (не более 0, 1 МПа), которые могут одновременно обеспечить различную скорость покачивания в разных каналах системы за счет варьирования диаметра используемых в насосе шлангов. Они относительно недороги и удобны в эксплуатации. Основной их недостаток – возникновение пульсаций, особенно при высоких скорос тях потока, и необходимость использования гибких шлангов из инертных материалов, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, что приводит к изменению скоростей потоков.

Материал Совместимость Несовместимость Поливинилхлорид Водные растворы, разбавленные кислоты и щёлочи Концентрированные кислоты и щёлочи, органические растворители Модифицированны й поливинилхлорид Спирты, алифатические углеводороды, четырёххлористый углерод, циклогексан Эфиры, альдегиды, кетоны, ароматические углеводороды, хлороформ, кислоты, основания Силикон Спирты, ацетон, разбавленные кислоты и щёлочи, уксусная кислота Эфиры, концентрированные кислоты и щёлочи Фторсодержащие полимеры Концентрированные кислоты и щёлочи, ароматические углеводороды Кетоны, метанол, диоксан, тетрагидрофуран

Преодолеть вышеуказанные недостатки позволяет использование шприцевого насоса , который нашел широкое применение в методе SIA. Дополнительным преимуществом шприцевого насоса является возможность автоматизации методик предполагающих использование органических растворителей, так как эластичные шланги, используемые в перистальтических насосах как правило набухают в последних.

Кран (переключатель/дозатор). Кран главным образом используется для дозирования пробы и растворов реагентов в гидравлическую систему. К крану предъявляются следующие основные требования: 1. вводимые объемы пробы и растворов реагентов должны быть воспроизводимы; 2. отсутствие дисперсии пробы в момент его ввода в поток носителя (для крана-дозатора в ПИА); 3. ввод пробы не должен нарушать ламинарность потока и изменять скорость его движения (для крана-дозатора в ПИА); 4. возможность работы под контролем компьютера.

Смесительная (реакционная) спираль. Для проведения аналитических реакций в проточных методах наибольшее распространение нашли горизонтальные спирали. Длина спирали определяется с одной стороны скоростью протекания реакции, а с другой – дисперсией пробы. Реакционные спирали изготавливают из гибких полимерных трубок (политетрафторэтилен, полиэтилен, тайгон), материал которых не сорбирует компоненты из протекающих в них растворов. При необходимости реакционные спирали могут снабжаться средствами термостатирования.

СПОСОБЫ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ К идеальному детектору в проточных методах анализа предъявляются весьма жесткие требования: 1. быстродействие; 2. селективность; 3. низкие шумы и высокая чувствительность; 4. независимость сигнала от колебаний температуры, скорости потока и других факторов; 5. воспроизводимость и стабильность отклика; 6. линейная зависимость сигнала от концентрации аналита; 7. миниатюрность; 8. простота конструкции.

Оптические детекторы Наиболее распространенным способом детектирования в проточных методах анализа является фотометрия. Схема фотометрического детектирования: 1 – источник света; 2 – фотоприемник; 3, 4 – ввод и выход раствора; 5 – проточная кювета.

“ Analogous to an optical fiber, a typical LCW is a tube (cladding) with a refractive index (RI) lower than the RI of the fluid (core) inside it. Light propagates through the fluid core by total internal reflection The cladding can be altered by gases and chemicals absorbed into it, thereby degrading the optical performance. ” “ The light transfer is probably due to specular reflectance, although the tube may also serve as a collimator. Since PEEK is opaque, no stray light will reach the detector. ” Up to 50cm @ I. D. 0. 5 mm Coiled or bent. Straight. 430-950nm

Электрохимические детекторы Чувствительными и селективными в гидродинамических условиях являются электрохимические детекторы. Благодаря их многочисленным достоинствам (относительная простота и надежность конструкций, низкая стоимость, широкий диапазон определяемых содержаний, быстродействие) электрохимические детекторы широко используются в проточных методах анализа. Наиболее распространенными способами детектирования являются вольтамперометрия, амперометрия и ионометрия.