Виталий Митричев - Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них

Сорбционные свойства системы в ТСХ характеризуются подвижностью R f, которая рассчитывается из экспериментальных данных по измеренным на хроматограмме расстояниям X (от стартовой линии до центра пятна вещества на хроматограмме) и Y (между линиями старта и финиша), пройденным за одно и то же время. Численное значение подвижности R f определяется выражением: R f= X/Y .

Полученные значения R f сравнивают со справочными значениями R f различных веществ, полученных в аналогичных условиях (с использованием аналогичных хроматографических пластинок, состава подвижной фазы и при том же расстоянии между линией старта и линией финиша). Однако более надежным является метод свидетелей, когда на стартовую линию рядом с исследуемым наносятся известные вещества, соответствующие предполагаемым компонентам смеси.

Количественные определения в ТСХ могут быть сделаны или непосредственно на пластинке (спектрофотометрированием пятна), или дополнительным химическим исследованием после удаления вещества с пластинки.

Методами тонкослойной хроматографии исследуют такие объекты КИВМИ, как материалы письма, нефтепродукты, наркотические средства и сильнодействующие вещества, красители текстильных волокон, взрывчатые вещества и др. Например, с помощью метода тонкослойной хроматографии удается не только различать одноцветные чернила, приготовленные по разной рецептуре, но и улавливать различия, связанные с колебаниями технологических процессов.

Газовая хроматография

В зависимости от состояния неподвижной фазы различают газо-адсорбционную (твердый сорбент) и газожидкостную (пленка жидкости на поверхности твердого сорбента) хроматографии.

Для проведения анализа используют газовый хроматограф — много-компонентный аналитический комплекс, включающий в себя термостат с автоматическим программируемым изменением температур в широких диапазонах, детектирующие элементы в сочетании со сложными электронно-усилительными системами, систему газоснабжения и ряд других. При работе в автоматическом режиме обработки данных в этот комплекс включаются также устройства для кодирования сигналов, поступающих от детектора, и ввода информации в ПЭВМ. Для перевода в газообразное состояние твердых веществ за счет нагрева хроматографы оборудуются пиролитическими приставками.

С помощью дозатора анализируемую пробу вводят в колонку — трубку, заполненную сорбентом, через которую пропускают непрерывный поток газа-носителя. Проба, проходя через колонку, разделяется на отдельные компоненты, которые вместе с носителем один за другим выходят из колонки, попадая на детектор, регистрирующий их физико-химические характеристики и передающий сигналы на записывающее устройство. Наиболее широкое применение находят следующие типы детекторов: катарометр (по теплопроводности), пламенно-ионизационный (ПИД), электронно-захватный (ЭЗД) и термоионный.

Основным элементом катарометра является металлическая нить с высоким сопротивлением, расположенная в канале металлического блока детектора и омываемая потоком газа-носителя. Нить нагревают, пропуская через нее постоянный ток. Потери теплоты в нити в этих условиях определены теплопроводностью газа-носителя. В том случае, когда через ячейку протекает чистый газ-носитель, потери теплоты постоянны, и поэтому температура нити тоже постоянна. В случае изменения газового состава (при наличии анализируемого вещества) меняется температура нити в зависимости от теплопроводности газовой среды. Изменение температуры вызывает соответствующее изменение электрического сопротивления нити, которое измеряется и записывается.

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) наиболее широко распространен в газохроматографическом анализе органических соединений. Принцип действия детектора основан на том, что выходящий из колонки газ смешивается с водородом и сжигается в атмосфере воздуха или кислорода. Ионы и электроны, образующиеся в пламени, попадают в межэлектродное пространство, уменьшают его сопротивление, в результате чего во внешней цепи возникает ток. Сочетание высокой чувствительности и широкого линейного диапазона обусловило применение ПИД для анализа микропримесей.

К селективным детекторам, обладающим повышенной чувствительностью к определенным классам соединений, относятся электронно-захватный (ЭЗД) и термоионный детекторы. Электронно-захватный детектор (ЭЗД) является чрезвычайно чувствительным к алкилгалогенидам, нитратам, нитрилам, а термоионный обладает повышенной и селективной чувствительностью к фосфорсодержащим соединениям.

Газовая хроматография в КИВМИ с успехом используется для исследования нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов, наркотических средств, сильнодействующих веществ, спиртсодержащих жидкостей, пластмасс и резин, восков, клеев, материалов письма, взрывчатых веществ, парфюмерно-косметических материалов и других объектов.

Кроме указанных, для определения молекулярного состава исследуемых веществ применяются и химико-аналитические методы, включающие методы качественного и количественного химического анализа.

Качественные химико-аналитические методы основаны на химических реакциях, сопровождающихся наглядным внешним эффектом (аналитические реакции), — изменение окраски раствора, выделение газа, выпадение или растворение осадка. Химические методы качественного анализа в значительной степени вытеснены физико-химическими методами, однако еще довольно часто используются (особенно на начальных этапах исследования) при исследовании таких объектов КИВМИ, как материалы письма, клеи, различные красители, наркотические средства и сильнодействующие вещества, спиртсодержащие жидкости, взрывчатые вещества и пр.

Наибольшее распространение в практике КИВМИ получили такие методы качественного химического анализа, как капельный анализ и микрокристаллоскопия.

Капельный анализ — чувствительный метод качественного и полуколичественного обнаружения неорганических и органических соединений. Реакции выполняют на фильтровальной бумаге, в углублении стеклянной пластинки или маленькой пробирке с использованием нескольких капель раствора реагента.

Микрокристаллоскопия — метод качественного химического анализа, основанный на образовании в результате химической реакции между исследуемым веществом и реагентом характерного кристаллического осадка. Исследование проводится в углублении стеклянной пластинки в поле зрения оптического микроскопа. Метод применяется при исследовании самых различных веществ и материалов, таких, например, как травящие и сильнодействующие вещества.