HPLC-Integration: Arbeitsblatt

Auflösung berechnen, Integrationsgrenzen vergleichen und eine bekannte Detektorantwort berücksichtigen.

40–50 Minuten · Analytische Chemie im Grundstudium

Synthetisches Lehrmodell. Keine Labormessung und keine Aussage über eine reale Probe.

Modell und Ausgangswerte

Laden Sie die drei CSV-Dateien mit Detektorsignalen. Komponente 1 eluiert früher, Komponente 2 später. Jede Gauß-Kurve hat die Standardabweichung σ = 0,35 min. Das Summensignal enthält eine konstante Basislinie von 0,040 AE. Der Antwortfaktor k ist das integrierte Signal pro Nanomol einer Komponente. Die Stoffmengen beider Komponenten sind in allen drei Fällen gleich.

Vorgegebene Modellparameter

1. Signale darstellen und Auflösung berechnen

Erstellen Sie für jeden Fall ein XY-Diagramm: Zeit in min und Detektorsignal in AE. Verwenden Sie dieselben Achsengrenzen. Notieren Sie, wie viele Maxima im Summensignal erkennbar sind. Berechnen Sie die Modell-Basisbreiten und Rₛ aus den vorgegebenen Retentionszeiten der Komponenten.

w = 4σ
Rₛ = 2(tR,2 − tR,1) / (w₁ + w₂)

Erklären Sie, warum Fall B zwei Modellkomponenten enthalten kann, obwohl im Summensignal weniger als zwei getrennte Maxima erkennbar sind.

2. Die Integrationsgrenze prüfen

Ziehen Sie von jedem Signalwert 0,040 AE ab. Summieren Sie die Trapezflächen in zwei Fenstern: von 0,00 min bis zur Teilungsgrenze und von dort bis 8,00 min. Die Grenze ist ein gemeinsamer Endpunkt. Zählen Sie jedes Zeitintervall genau einmal.

Fläche eines Intervalls = (tᵢ₊₁ − tᵢ) × (yᵢ + yᵢ₊₁) / 2; y ist das basislinienkorrigierte Signal.

Bei Überschriften in Zeile 1 und Rohdaten in Spalten A und B: in C2 =B2-0,040 eingeben und bis C802 ausfüllen. In D3 =(A3-A2)*(C2+C3)/2 eingeben und bis D802 ausfüllen. Jede D-Zeile enthält die Fläche des Intervalls, das zur Zeit dieser Zeile endet. Links bis einschließlich der Zeile an der Teilungsgrenze summieren; rechts mit der nächsten Zeile beginnen. Das Dezimaltrennzeichen muss zur Einstellung der Tabellenkalkulation passen.

Für A bei 4,05 min teilen; für B einmal bei 3,30 und einmal bei 3,50 min. Notieren Sie linke und rechte Fläche, Gesamtfläche und linken Flächenanteil.

Ergebnisse der Integration

Um wie viele Prozentpunkte verändert sich der linke Anteil zwischen den beiden Grenzen in B? Warum bleibt die Gesamtfläche gleich? Wie sollten die beiden Teilflächen bei überlappenden Peaks bezeichnet werden?

3. Die Detektorantwort korrigieren

Integrieren Sie Fall C mit einer Teilungsgrenze bei 4,05 min. Vergleichen Sie den linken Flächenanteil mit A. Schätzen Sie mit den bekannten Antwortfaktoren die Stoffmenge in jedem Fenster und den Stoffmengenanteil von Komponente 1. In den getrennten Signalen behandeln Sie die Fensterflächen näherungsweise als Flächen der jeweiligen Komponente.

Geschätzte Stoffmenge nᵢ = zugeordnete Fläche / kᵢ. Geschätzter Stoffmengenanteil der Komponente 1 = n₁ / (n₁ + n₂).

Geben Sie den unkorrigierten linken Flächenanteil und den antwortkorrigierten Stoffmengenanteil in Prozent an. Was wäre bei einer realen Probe zusätzlich nötig, bevor Sie Menge oder Zusammensetzung berichten?

4. Eine Ergebnisnotiz schreiben

Geben Sie Diagramme, Integrationstabelle und eine Notiz mit zwei bis drei Sätzen ab. Nennen Sie Basislinie und Teilungsgrenze, beschreiben Sie die Bedeutung des Ergebnisses in B und die Kalibrierungs- und Trennannahmen hinter dem geschätzten Stoffmengenanteil in C.

Quellen und Nachnutzung

IUPAC: Peakauflösung und Peakbreiten · NIST: Principles of Quantitation

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