CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Reaktiotekniikan laboratoriotyö Työohje laboratoriotyöhön Kevät 2017

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Reaktiotekniikan laboratoriotyö Työohje laboratoriotyöhön Kevät 2017

1 Ennen laboratorioon tuloa: - lue työohje - lue käyttöturvallisuustiedotteet - vastaa alkukuulustelun kysymyksiin MyCourses-työtilassa - katsoma seuraavat videot: o Reaktorin pakkaaminen: https://aalto.cloud.panopto.eu/panopto/pages/viewer.aspx?id=060cc9f0-1022-49ae-8169-6ab4fe99c6ed o Reaktorin käyttö: https://aalto.cloud.panopto.eu/panopto/pages/viewer.aspx?id=15b53fe2-fe00-45ef-91d0-7c28de0310f8 - ota mukaan laboratoriotakki ja -lasit Työskentely alkaa tasatunnilla (9.00 tai 13.00), kokoontuminen teknillisen kemian ja polymeeriteknologian aulassa, 4. kerros, D/E/F-siipien välinen aula, punaiset sohvat (kaksi kerrosta talon lounasravintolasta ylöspäin). Työ tehdään laboratoriossa E429. 2 Johdanto Työssä tehdään etanolista ja etikkahaposta etyyliasetaattia. Etyyliasetaattia tuotetaan teollisuudessa suuria määriä, koska sitä käytetään liuottimena useissa sovelluksissa. Systeemissä tapahtuva esteröitymisreaktio on esitetty kuvassa 1, ja reaktiossa etikkahappo reagoi etanolin kanssa. Työn tarkoituksena on määrittää panosreaktorikokeella esteröitymisen reaktionopeus sekä reaktionopeusvakion arvo. Kuva 1. Etanolin ja etikkahapon reaktiokaavio etyyliasetaatiksi. Työturvallisuudesta: Etanoli ja etikkahappo ovat helposti haihtuvia, joten kaikkia reaktioseoksia tulee käsitellä avonaisina vain vetokaapissa. Sulje myös näytepullot vetokaapissa! Tutustu käytettävien kemikaalien käyttöturvallisuustiedotteisiin ennen kuin tulet suorittamaan laboratoriotyötä. 1

3 Työn suoritus Työ suoritetaan vetokaappiin sijoitetussa 80 ml:n panosreaktorissa ja työssä käytetään katalyyttinä Amberlyst 15 -ioninvaihtohartsikatalyyttiä. Systeemiä lämmitetään vesihauteella. Reaktioseos sisältää etikkahappoa ja etanolia sekä sykloheksaania (C 6H 12) liuottimena. Liuotin ei reagoi käytetyissä olosuhteissa. Reaktioseoksen tarkemman koostumuksen saat laboratorion ovesta. Työn aikana täytetään mittauspöytäkirjaa (yksi pöytäkirja per ryhmä, pohjan saa työn ohjaajalta), jotta kaikki tarvittavat tiedot tulevat kirjattua. Kirjaa myös kaikki outoudet, sähläykset ja muut huomiot. Tuloksiin vaikuttavat virheet tulee raportoida työselostuksessa. 4 Työn aloitus Työ aloitetaan laittamalla lämpöhaude päälle napsauttamalla Lauda-ohjausyksikön päävirtakatkaisin ONasentoon ja asettamalla oikea lämpöhauteen asetusarvo nuolinäppäimillä. Mahdolliset alhaisen vedenpinnan hälytykset voi kuitata pyöreästä napista veden lisäyksen jälkeen. Lämpöhauteessa käytetään tislattua vettä. Harjoittele reaktorin paineistusta ja näytteenottoa harjoitusreaktorilla, joka sisältää vettä ja on paineistettu paineilmalla. Tarkemmat ohjeet löytyvät harjoitusreaktorin luota. Lisää reaktoriin sekoitusmagneetti. Aseta katalyyttikori yläreunan taitteestaan roikkumaan virtauksen estolevyn päälle. Laita virtauksen estolevy reaktoriin katalyyttikoreineen mahdollisimman lähelle reaktorin yläreunaa. Punnitse täysi lähtöainepullo, kaada lähtöaineseosta reaktoriin vetokaapissa siten, että reaktorin yläreunaan jää noin 10 mm tyhjää. Sulje pullo ja reaktori välittömästi. Punnitse pullo määrittääksesi, kuinka paljon lähtöaineseosta laitettiin reaktoriin. Reaktoria suljettaessa huomaa, ettet käytä liikaa voimaa, sillä tiivisteenä käytettävä teflonrengas menee helposti pilalle. Reaktori suljetaan kiinnittämällä ruuvit sormikireydelle pareittain vastakkaisilta puolilta (klo 12 klo 6, klo 3 klo 9, jne.). Ruuvit kiristetään työn ohjaajalta saatavalla kuusiokoloavaimella kevyesti, n. 1/8 kierroksen verran ( kello käy kiinni, eli myötäpäivään ruuvin kannasta katsottuna kiristyy). Aseta reaktori lämpimään vesihauteeseen ja näytteenottolinja jäähauteeseen. Käynnistä kello sillä hetkellä, kun reaktori upotetaan lämpöhauteeseen altaan pohjaan piirretyn ympyrän kohdalle. Käynnistä magneettisekoittaja sen virtakatkaisijasta ja säädä sekoitusnopeus arvoon 1000 rpm (rounds per minute, kierrosta minuutissa). Kuuntele, että magneettisekoittaja pyörii osumatta reaktorin seiniin, siirrä reaktoria tarvittaessa. Varmista työn ohjaajalta, että typpipullo ja pullolta reaktoriin tuleva typpilinja ovat auki. Paineista reaktori typellä varovasti, hitaasti venttiiliä avaten. Seuraa reaktorin painetta reaktorissa olevasta painemittarista. Reaktorin paine on kokeen aikana noin 10 bar. 2

5 Työn aikana 5.1 Näytteenotto Reaktorista otetaan näytteitä 15 minuutin välein, viimeinen 90 minuutin kuluttua reaktion aloittamisesta. Näytepullot on merkittävä huolellisesti ja merkinnän on oltava muotoa ryhmä _ näytteen numero, esimerkiksi ryhmän 05B kolmas näyte merkitään koodilla 05B_3. Näytteitä tulee reaktion ajalta yhteensä 6. Näytteenotto ja reaktorin paineistus tehdään seuraavasti (lisäohjeita vetokaapin takaseinässä): 1) Varmista, että näytelinja on tyhjä paineistamalla se typellä ja sen jälkeen tyhjentämällä jätedekkaan. Älä jätä näytelinjaan painetta ja sulje näytelinjan venttiili huolellisesti. 2) Paineista reaktori typellä. 3) Ota näytelinjaan näyte avaamalla reaktorin venttiili näytelinjaan tasan 15 minuutin välein (merkitkää myös tarkka kellonaika ylös pöytäkirjaan!). Paineista reaktori uudelleen. Laita näytepullo jäihin jäähtymään. Anna näytteen jäähtyä näytteenottosilmukassa muutama minuutti. 4) Paineista näytelinja. Ota näyte talteen näytepulloon avaamalla näytelinjan venttiili. Sulje näytepullon korkki sulkijaa käyttäen. Sulje myös näytelinjan venttiili välittömästi näytteen talteenoton jälkeen. 5) Tyhjennä näytelinja kuten kohdassa 1. 5.2 Nollanäyte Ota reaktion aikana myös ns. nollanäyte reaktioseospullosta Pasteur-pipetillä näytepulloon (noin puoleen väliin riittää) ja sulje pullo sulkijaa käyttäen. Merkitse pullo seuraavasti: ryhmäkoodi_0. 5.3 Lämpötila ja paine Mittaa reaktiolämpötila (= vesihauteen lämpötila) ja merkitse se pöytäkirjaan. Kirjaa myös reaktorin paine. 6 Työn lopetus Viimeisen näytteen jälkeen sammuta lämpöhaude ja magneettisekoitin. Nosta kuuma reaktori lämpöhauteesta varovasti ja siirrä se jäähauteeseen (jäähauteen korokkeen voi ottaa pois jo ennen reaktorin nostamista). Anna reaktorin jäähtyä n. 10 min. Reaktori tyhjennetään jätedekkaan avaamalla reaktorin venttiili ja erittäin hitaasti näytelinjan venttiili, pyydä työn ohjaajaa auttamaan tyhjennyksessä. Tämän jälkeen nosta reaktori pöydälle ja kuivaa se käsipaperilla ulkopuolelta. Avaa ruuvit, ja laita katalyyttikori vetokaappiin kuivumaan. Nosta virtauksen estolevy pois reaktorista ja ota magneetti talteen pinseteillä. Kaada reaktorin loppu sisältö jätedekkaan ja kuivaa reaktori 3

käsipaperilla. Tyhjennä jätedekka jätepulloon. Siivoa vetokaappi ja pöytätaso. Pyydä työn ohjaajalta kuittaus mittauspöytäkirjaan. 7 Näytteiden analysointi Työn ohjaajat analysoivat kaikki näytteet kaasukromatografilla. Kaasukromatografian perusteet on esitelty Liitteessä 1. Liitteessä 2 on esitetty ohjeita analyysitulosten käsittelemiseen. 8 Tulosten käsittely Kaasukromatografiatulokset saatte kurssin MyCourses-työtilasta ryhmäkoodianne (kts. mittauspöytäkirja) vastaavasta kohdasta työtä seuraavana arkipäivänä. Tässä asiat, jotka lasketaan tuloksista ja raportoidaan työselostuksessa: 1. Laske alkuperäisen reaktioseoksen koostumus (mol-%) saamanne massapohjaisen koostumustiedon perusteella sekä etanoli-etikkahappo-suhde (mol:mol). 2. Laske kromatografiatuloksista kunkin komponentin konsentraatio (mol/dm 3 ) reaktorissa kullakin ajanhetkellä soveltaen ohjeita Liitteestä 1 Ohje analyysitulosten käsittelyyn, jossa on esitetty komponenttien retentioajat ja vastinkertoimet, sekä Liitteestä 2 Kromatografiaohje, jossa on esitetty laskentaan tarvittavia kaavoja. Vaikka reaktorista otetaan näytteitä, voidaan olettaa, että niiden tilavuus on niin pieni, että reaktorissa olevan liuoksen tilavuus säilyy vakiona (V liuos=70 ml). 3. Laske kummankin lähtöaineen konversio, piirrä kuvaaja konversioista reaktioajan funktiona ja vertaile saatuja konversioita keskenään. Kommentoi tuloksia. 4. Piirrä kuvaaja muodostuneen etyyliasetaatin konsentraatiosta (mol/dm 3 ) reaktioajan funktiona. 5. Määritä reaktionopeusvakio olettamalla, että tämän esteröitymisreaktion reaktionopeuslauseke noudattaa alkeisreaktion kinetiikkaa. Laskuharjoituksessa 7 on hyviä vinkkejä tähän laskentaan. Voit käyttää reaktionopeusvakion laskemiseksi joko integraali- tai differentiaalimenetelmää, vaikka reaktion kinetiikkaa ei tässä työssä tarvitse määrittää (kinetiikka on annettu). 6. Määritä veden määrä (g) reaktioseoksessa kullakin ajanhetkellä, vaikka vettä ei voitu analysoida käytetyllä analyysimenetelmällä. Muista esittää työselostuksessa, miten veden määrä on laskettu. 7. Arvioi tulostesi järkevyyttä C-, O- ja H-taseiden avulla. Raportissa riittää, kun tarkastelet taseita nollanäytteen ja viimeisen näytteen välillä. Muista esittää työselostuksessa, miten nämä ainetaseet on laskettu. Mitkä seikat voivat vaikuttaa ainetaseisiin? 9 Työselostus Jokainen ryhmä tekee yhden yhteisen työselostuksen. Mallityöselostus kappalejakoineen ja muotoseikkoineen löytyy MyCourses-työtilasta. Työselostus on palautettava kahden viikon kuluessa 4

laboratoriotyön suorittamisesta MyCourses-työtilaan Reaktiotekniikkalabra-osioon. Töiden ohjaajat tarkastavat selostuksen, ja antavat siitä kommentteja ja arvosanan MyCourses-työtilaan. Mikäli raportissa on puutteita tai virheitä, ryhmän on korjattava ne ja palautettava korjattu versio MyCourses-työtilaan annetun aikataulun mukaisesti. Työselostus on oltava hyväksyttynä kevätlukukauden loppuun mennessä. Laboratorioraporttien osuus kurssin kokonaisarvosanasta on 20 %. Työselostuksessa tulee myös raportoida, kuinka työmäärä jakautui ryhmän jäsenten välillä. Laboratoriossa vietetyt tunnit voi jättää pois kokonaismäärästä, koska kaikki ryhmäläiset ovat ne tehneet. Suositeltavaa on, että jokainen kirjaa omat tuntinsa ylös. Työselostuksessa riittää, että raportoitte kokonaistuntimäärän sekä kunkin ryhmän jäsenen prosenttiosuuden kokonaistyömäärästä. Mikäli teillä on kysyttävää työselostukseen tai laskentaan liittyen, ottakaa yhteys Reetta Kariseen tai Tiia Viinikaiseen (@aalto.fi, huone E409). 10 Liitteet Liite 1: Ohje analyysitulosten käsittelyyn Liite 2: Kromatografiaohje 5

LIITE 1 Ohje analyysitulosten käsittelyyn Jokainen ryhmä saa analyysituloksensa viimeistään työtä seuraavana arkipäivänä MyCourses-työtilasta. kansiosta Reaktiotekniikka: Analyysitulokset. Tästä kansiosta kukin ryhmä poimii omaa ryhmäkoodiaan vastaavan zip-tiedoston. Analyysitulokset ovat kaasukromatografilta saatua raakadataa. Kustakin näytteestä on oma kansio, joka on nimetty samoin kuin näyte. Kansiosta valitaan tiedosto REPORT01.xls, ja tarvittavat tiedot löytyvät tämän tiedoston viimeiseltä välilehdeltä IntResults1. Laskentaan tarvitsette sarakkeet E ja F eli retentioajan (RetTime) ja piikin pinta-alan (Area). Jokaisen näytteen tiedosto on samanniminen, joten pitäkää huolta, että ette sekoita näytteiden tietoja keskenään. Kannattaa koota tiedot erilliseen Excel-taulukkoon, josta on helppo katsoa, mitkä piikit näytteissä vastaavat toisiaan, ja Excel-taulukossa on myös näppärä laskea kaikki työselostuksessa vaaditut asiat. Retentioajat eri komponenteille ovat Sykloheksaani 3,4 min Etyyliasetaatti 3,9 min Etanoli 4,1 min Etikkahappo 7,9 min Retentioajat saattavat hieman vaihdella analyysien välillä, mutta komponenttien järjestys on aina sama. Näiden isojen piikkien lisäksi saattaa analyysituloksissa olla muitakin pieniä piikkejä, mutta niitä ei tarvitse huomioida laskennassa. Saamanne analyysitulos kuvaa komponentteja vastaavien piikkien pinta-alaa. Näistä pinta-aloista lasketaan komponenttien massaosuudet alla annettujen vastinkertoimien avulla. Sykloheksaania voidaan pitää laskennassa sisäisenä standardina, joten sen massaosuuden voidaan olettaa pysyvän vakiona koko kokeen ajan. Alla annetut vastinkertoimet on laskettu Liitteen 2 yhtälön (3) mukaisesti kalibrointisuorien yhtälöistä. Liitteessä 2 on esitelty lyhyesti kaasukromatografin toimintaperiaate. Vastinkertoimien avulla lasketaan kunkin komponentin massaosuus näytteissä Liitteen 2 yhtälön (4) mukaisesti, ja näistä edelleen työselostuksessa raportoitavat konsentraatiot. Tarvittavat vastinkertoimet ovat seuraavat: Sykloheksaani: 1,00 Etyyliasetaatti: 2,50 Etanoli: 1,98 Etikkahappo 4,02

LIITE 2 Kromatografiaohje Kromatografiset erotusmenetelmät perustuvat komponenttien erilaiseen jakautumiseen liikkuvan ja paikallaan pysyvän eli stationäärifaasin välillä. Kaasu- ja nestekromatografien perusrakenne on sama. Näyte injektoidaan näytepullosta injektoriin ja sieltä liikkuvaan faasiin eli eluenttiin. Eluentti kuljettaa näytteen kolonniin, jossa erotus tapahtuu. Kolonnissa näyte on kontaktissa stationäärifaasin kanssa, jolloin eri komponentit kulkevat eri nopeudella kolonnin läpi. Komponentit erottuvat rintamiksi, jotka eluentti kuljettaa detektorille. Detektorilla komponentit antavat signaalin, joka mitataan ajan funktiona. Näin saatu kromatogrammi on esitetty kuvassa 1. Erilaisten aineiden ja yhdisteiden havaitsemiseen käytetään erilaisia detektoreja, riippuen kyseisen komponentin ominaisuuksista. [1] Kromatogrammi 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0-20000 0 5 10 15 20 25 30 35 Aika (min) Kuva 1. Kromatogrammi. Kaasukromatografi Kaasukromatografissa liikkuva faasi on kaasua. Kantajakaasuja ovat mm. vety, helium ja typpi, joista helium on yleisimmin käytetty. Kaasukromatografin perusrakenne on esitetty kuvassa 2. Nestemäinen näyte injektoidaan kumisen septumin läpi injektoriin, jossa se höyrystetään. Analysoitava näyte voi olla myös kaasuseos, jolloin se useimmiten syötetään injektoriin venttiilin kautta. Nestemäisen näytteen tapauksessa injektorin lämpötilan on oltava näytteen kiehumispistettä suurempi ja toisaalta näytteen on oltava sellainen, että se saadaan höyrystettyä injektorin lämpötiloissa. Tämän vuoksi kaasukromatografia sopii hyvin monille orgaanisille yhdisteille. Injektorista höyrystynyt näyte siirretään kantajakaasuvirtaan, jonka virtauksen suuruutta säädellään venttiilillä. Kantajakaasu kuljettaa näytteen kolonnille. Kaasukromatografeissa yleisimmin käytettyjä kolonneja ovat kapillaarikolonnit. Ne ovat ohuita spiraalille kierrettyjä kapillaariputkia, joiden sisäpinnalle kiinteä tai nestemäinen stationäärifaasi on kiinnitetty. Kolonni on sijoitettu uuniin, jota voidaan lämmittää vakiolämpötilaan tai ajaa muuttuvalla lämpötilaohjelmalla. Kolonnista kantajakaasu kuljettaa erottuneet komponentit detektorille. Kaasukromatografeissa yleisimmin käytetty detektori on liekki-ionisaatiodetektori (FID). Siinä näyte johdetaan liekkiin, jota ylläpidetään ilmalla ja vedyllä. Liekki on hapettava, jolloin orgaanisten yhdisteiden palaessa syntyy sähköisesti varattuja hiukkasia. Detektorissa mitataan syntyneen virran määrä, joka on Liite 2, 1(6)

LIITE 2 lineaarisesti riippuvainen palavien komponenttien ainemäärästä. Kaasukromatografeissa voidaan käyttää myös muita detektoreja, esim. lämmönjohtokykydetektoria tai elektroninsieppausdetektoria. Kuva 2. Kaasukromatografin rakenne. Kromatografeilla voidaan tehdä sekä kvalitatiivista että kvantitatiivista analyysiä. Kvalitatiivisessa analyysissa määritetään mitä komponentteja seos sisältää. Perinteisillä detektoreilla määritys perustuu retentioaikoihin, eli siihen, kauanko komponentilta kestää injektoinnista detektorille, jolloin tarvitaan mallinäytteet oletetuista komponenteista. Tarkempia menetelmiä näytteen koostumuksen selvittämiseen ovat UV-, IR- tai massaspektrin mittaavat detektorit. Kvantitatiivisessa analyysissä näytteen komponentit tiedetään ja niille määritetään pitoisuudet. Määritys perustuu kromatogrammin piikkien pinta-aloihin. Kvantitatiivinen analyysi Jos piikkien pinta-alojen ja näytteen komponenttien pitoisuuksien välillä on kuvan 3 mukainen lineaarinen riippuvuus, voidaan näytteen pitoisuudet määrittää luotettavasti. Kaasu- ja nestekromatografeissa käytetyt detektorit eivät ole yhtä herkkiä kaikille komponenteille. Käytännössä pinta-alat eivät suoraan vastaa koostumusta, vaan eri komponenttien pinta-alat on standardoitava jonkun komponentin suhteen. Tämä tehdään määrittämällä eri komponenteille vastinkertoimet F i, joilla pinta-aloja korjataan. Yleisin kaasu- ja nestekromatografiassa käytetty standardoimismenetelmä on sisäisen standardin menetelmä. Siinä näytteeseen lisätään ennen analysointia tunnettu määrä ainetta, jota näytteessä ei ennestään ole. Standardin tulee olla sellainen, että se ei reagoi näytteen komponenttien kanssa ja sillä on kromatogrammissa erillinen piikki (=eri retentioaika). Hyvä standardi on kemialliselta rakenteeltaan samanlainen kuin näytteen komponentit. Korjattujen pinta-alojen ja massaosuuksien välillä on riippuvuus Fi Ai Pi < Fs As Ps, (1) jossa F on vastinkerroin, A piikin pinta-ala ja P massaosuus. Alaindeksi i viittaa mihin tahansa komponenttiin ja s standardiin. Liite 2, 2(6)

LIITE 2 Vastinkertoimen määrittämiseksi tarvitaan mallinäytteitä, joiden koostumus tunnetaan. Jokaisesta analysoitavasta komponentista tarvitaan 3-5 eri pitoisuutta luotettavan vasteen määrittämiseen. Erityisen tärkeää on että käytetään vastinkertoimien määrittämiseen laajempaa pitoisuusaluetta kuin analysoitavissa näytteissä tulee olemaan. Vastinkertoimet määritetään jokaiselle komponentille graafisesti. Tällöin piirretään kuvaaja, joka kuvaa pinta-alaa komponentin massaosuuden funktiona. Jokaiselle komponentille sovitetaan kuvaajaan suora. Kunkin komponentin vastinkerroin on standardin ja komponentin suorien kulmakertoimien suhde. Standardin vastinkertoimen arvoksi tulee F s=1. Pinta-ala pitoisuuden funktiona 120000 100000 Pinta-ala 80000 60000 40000 20000 komponentti 1 komponentti 2 komponentti 3 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Pitoisuus Kuva 3. Kromatogrammin pinta-ala pitoisuuden funktiona. Vastinkertoimien määrittämisen jälkeen pitoisuudet saadaan laskettua kaavasta (1). Pitoisuuksina voidaan käyttää joko massaosuuksia tai ne voidaan korvata kaavassa standardin ja komponenttien massoilla. Esimerkki Butanolin ja etikkahapon reaktiossa muodostuu etikkahapon butyyliesteriä eli butyyliasetaattia. Etanoli + n-butanoli butyyliasetaatti + vesi Reaktion etenemistä halutaan seurata kaasukromatografilla. Sisäiseksi standardiksi valitaan retentioaikojen perusteella 1-propanoli. Liite 2, 3(6)

LIITE 2 Kuva 4: Kuva GC:n ajosta Piikit: 1: 1-propanoli 2: butyyliasetaatti, 3: n-butanoli, 4: etikkahappo. Punnittiin neljään GC-pulloon eri massat määritettäviä komponentteja. Massoista laskettiin massaosuudet. mi massaosuus < mtot (2) Taulukko1: Näytteen mittaustulokset. Mitatut massat Massaosuudet butanoli etikkahappo butyyliasetaatti propanoli butanoli etikkahappo butyyliasetaatti propanoli 1 0,1427 0,1478 0,4138 0,1605 0,165 0,171 0,478 0,186 2 0,2466 0,1467 0,3578 0,2969 0,235 0,140 0,341 0,283 3 0,1066 0,3041 0,1634 0,3164 0,120 0,341 0,183 0,355 4 0,3195 0,2929 0,4823 0,1165 0,264 0,242 0,398 0,096 Näytteet ajettiin kaasukromatografilla ja saaduista tuloksista integroitiin piikkien pinta-alat. Taulukko 2: Näytteiden kaasukromatografitulokset. Retentioaika Pinta-ala Retentioaika Pinta-ala 1 3,86 888050 3 3,87 1716555 4,09 2169340 4,07 889655 4,49 784106 4,48 573748 6,36 311140 6,31 633855 2 3,86 1319265 4 3,85 461528 4,08 1581094, 4,08 1936665 4,49 1093404 4,49 1266241 6,37 258808 6,33 460640 Tuloksista piirrettiin kuvaaja pinta-ala massaosuuden funktiona. Liite 2, 4(6)

LIITE 2 Pinta-ala 2500000 2000000 1500000 1000000 500000 Pinta-ala pitoisuuden funktiona butanoli etikkahappo asetaatti propanoli y = 4714511,68x + 5554,14 R² = 1,00 y = 1881973,43x - 4607,21 R² = 1,00 y = 4455209,85x + 83086,78 R² = 0,99 0 y = 4783731,26x - 4368,71 0,00 0,20 0,40 0,60 R² = 1,00 Massaosuus Kuva 5: Kuvaaja vastinkertoimien määrittämiseksi. Kuvaajaan sovitettiin suorat ja määritettiin suoran kulmakertoimet. Kulmakertoimista laskettiin vastinkertoimet F i. kk propnaoli F i < kki (3) Taulukko 3: Vastinkertoimet. kulmakertoimet vastinkertoimet n-butanoli 4714511,68 1,01 etikkahappo 1881973,43 2,54 butyyliasetaatti 4455209,85 1,07 1-propanoli 4783731,26 1 Vastinkertoimien määrittämisen jälkeen voidaan määrittää minkä tahansa näytteen massaosuudet. Otetaan näyte, jonka kokonaismaassa punnitaan. Punnitaan näytteeseen tunnettu määrä 1-propanolia sisäiseksi standardiksi. Näyte ajetaan GC:llä ja saatujen piikkien pinta-alat integroidaan. Halutun komponentin massaosuus (tai massa) voidaan laskea kaavasta (1) Fi Ai Ps P i < Fs As, (4) jossa P s on lisätyn tai sisäisen standardin massaosuus (tai massa). (Sisäisen standardin massaosuuden voidaan olettaa pysyvän vakiona koko kokeen ajan ja se voidaan laskea nollanäytteestä. Ulkoinen standardi lisätään jokaiseen näytteeseen erikseen, joten sen pitoisuus määritetään punnitustuloksista.) Reaktioseoksesta otettiin näyte, jonka massaksi punnittiin 0,9145g. Näytteeseen lisättiin 0,2081g 1- propanolia standardiksi. Näyte ajettiin GC:llä, jolloin saatiin alla olevan taulukon piikit. Liite 2, 5(6)

Taulukko 4: Yhden näytteen tulokset. retentioaika pinta-ala propanoli 3,81 824032 butyyliasetaatti 4,03 1684198 butanoli 4,44 804753 etikkahappo 6,29 315690 LIITE 2 Näytteestä haluttiin määrittää tuotteen eli butyyliasetaatin massaosuus, joka lasketaan seuraavasti 1,07 1684198 0,2081g P asetaatti < < 0,497 1 824032 0,9145g Viitteet 1. M.-L. Riekkola, T. Hyötyläinen, Kolonnikromatografia ja kapillaarielektronimigraatiotekniikat, Yliopistopaino, Helsinki 2000, 329 s. Liite 2, 6(6)