Analytische chemie/Chromatografie - kwantitatieve analyse

In de chromatografische kwantitatieve analyse spelen twee belangrijke problemen een rol:

• Als er naar verschillende stoffen gekeken wordt, dan is niet zonder meer waar dat de gebruikte detector op alle stoffen even goed reageert. Bovendien, waar reageert de detector op? De massa van de stof? Het aantal deeltjes van de stof?
• In de huidige analyse-apparatuur kan met zeer kleine monsters gewerkt worden. Het gevolg is dat een monster vaak niet groter is dan 0.1 μl. Dat wil zeggen één tiende deel van een kubieke milimeter. Op deze schaal is het heel moelijk om steeds gelijke hoeveelheden monster te analyseren. Een groter monster-volume betekent ook een groter signaal van de detector, maar aan het signaal is niet te zien of het twee keer zo groot is door een twee keer zo grote hoeveelheid stof in het monster of door een twee keer zo groot monster (en uiteraard elke mogelijke combinatie van die twee).

100% methode

= Verbeterde 100% methode

Interne standaard

In het volgende voorbeeld wordt, om een wat concreter beeld dan "monster" en "interne standaard" te gebruiken, een voorbeeld besproken waarbij octaan de te bepalen stof is en decaan de gebruikte interne standaard. Het voorbeeld is beschreven voor een gaschromatografische analyse, maar is net zo goed toepasbaar in de HPLC-analyse. Om de concentratie octaan in een monster te bepalen wordt de volgende procedure gevolgd:

In 6 maatkolven van 100 ml wordt achtereenvolgens 0, 2, 4, 6, 8, en 10 ml octaan gedaan. Vervolgens wordt in alle maatkolfjes 5 ml decaan gedaan. Daarna worden alle maatkolven met aceton tot 100 ml aangevuld. Van de oplossing met de onbekende concentratie octaan wordt 10 ml in een maatkolf van 100 ml gedaan, er wordt 5 ml decaan toegevoegd en vervolgens wordt ook deze maatkolf aangevuld met aceton tot 100 ml.

In onderstaande tabel zijn de samenstellingen van de verschillende oplossingen weergegeven, evenals de oppervlakken voor de verschillende componenten.

Nr maatkolf	octaan (ml)	decaan (ml)	aceton (ml)	Opp.Aceton	Opp.Octaan	Opp.Decaan	Octaan / Decaan
1	0	5	95	129456	0	2056	0
2	2	5	93	103452	420	1678	0.2503
3	4	5	91	80534	630	1256	0.5016
4	6	5	89	90389	1151	1451	0.7932
5	8	5	87	110328	1701	1671	1.0180
6	10	5	85	50014	847	675	1.2548
monster	10	5	85	187357	1978	2273	0.8702

Het totale volume in alle maatkolven is steeds 100 ml. Nu wordt van alle oplossingen in de maatkolven een gaschromatogram gemeten. In alle gaschromatogrammen komen drie pieken voor. De grootste piek zal van aceton zijn, het oplosmiddel. De grootte hiervan is niet belangrijk.

De verschillen in grootte in de kolom van octaan is deels toe te schrijven aan de wisselende concentratie van de stof, deels aan de (niet bedoelde, maar wel echte) verschillen in geïnjecteerd volume.

De verschillen in grootte in de kolom van decaan zijn alleen te wijten aan de verschillen in monstergrootte. Door voor alle monster het signaal voor decaan op 1 te brengen, en het signaal voor octaan daar vervolgens ook op aan te passen vinden we voor de tweede maatkolf:

decaan / decaan = 1678 / 1678 = 1.0000

Het signaal voor octaan delen we ook door 1678 en we vinden:

octaan / decaan = 420 / 1678 = 0.2503

De derde maatkolf levert:

decaan / decaan = 1256 / 1256 = 1.0000

octaan / decaan = 630 / 1256 = 0.5016

En zo verder. Als de waarden in de kolom octaan / decaan worden uitgezet tegen het aantal mililiters gebruikte octaan dan vinden we de vergelijking:

(signaal octaan/decaan) = 0.1267 * (ml octaan) + 0.0028

Invullen van de waarde die gevonden wordt voor de onbekende stof in de vergelijking leidt tot de conclusie dat de hoeveelheid octaan in de meetoplossing overeenkomt met 6.846 ml octaan. Deze hoeveelheid zat in 10 ml monster. Dat wil dus zeggen dat het monster voor (6.846 / 10) * 100% = 68.46% uit octaan bestond.