Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 2 (1108738), страница 30
Текст из файла (страница 30)
можно идентифицирован, пики вещссга. (ггеобходнмо отмстить, по соответствие времен удерживания двух вегцесгв еще не гарин гирусг полнуго и ген. тифггкацггк~ аещсстваЗ Площадь хроматографичсского пика пропорциона ~ьпа концентрации; на основании лтого мс>жно определить солержаиие вещества. Для ниеиь ос1пгах и узких пиков лонцеитрациьо вещества часто няхоляг по вмггпе пикон ФФ С'4 С) СЧ е ч да а Ф оо дд сс С') «) д д л е Ф д д ъъ аа сс Ф Ф с ~~ Д о ' ъ,а а сс) ъ ,. СЧ С!) ! СЧ О о ° с д д о а сс д с с ЪОД)С ЧД айсааао аъсо ! ! ! ! ! ! а)Оса) ФОО Ф СЧ И 6 аддд "да *деаас д а е ~ а чс о о ч С росй).д о ъддддъОад ! ! ! ! ! ! О)ОФ воовв д д О ОЪ д О ъ с) ° С о„, ~3 а ао д аодд сад а ъ д О а юд сО е а. со ,*ООЮ а до о).
о с е"'оса ООЯ"-о С) оа а а д ъ с ъ СЪ ФЯ Во Оо а а Оо ао ) оф а ъ а ъ ЪЧЪ ,а СС ОД О Ч) ). Ч сс а а О С) Ф х ас Ф,д о ад ъ' о а са аа 'д а ъ Оад а * аа о„) дд Оо о с о О„ а д с) о д -" с) о а)С д ад д асса С с а й д с а О )С О З О у а о М ф Ф д Ф С$ съ О съ Ф с К 2 Ф со а Ф а а О О с о 2 $ СД О а. о е с а Ъ а Ф а а О О Ф е к съ с а с о ада с о ад д с д а ад Ф о ). д, ~З~О$~ ад) дои со )оае д с д Ф ! ! ! ! ! ! сч с') а О О СЧ С ) С ) СС \Ч СЧ о с с а а д с со с д а с а ъ о ддадад д ае 6 О д д а ). О Ф чъ д а Одаи$Фсс ОД дсС).
! с-Ово а)О сч а) сч с) О \") с) о о < а а й о И а, о С) а о О о ж о Ц! х х )Е о ж Я д а" о )Й О ы ж о Д З Ф о й о х о 2 О И 20.2. КОЛОНКИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ Колонки для газовой хроматографии 20.2. В газовой хроматографии применяют набивные колонки и капиллирные колонки. Первоначально используемые для ГХ набивные колонки постепенно стали вытесняться капиллярными колонками, которые на сегодняшний день используют более широко. Но, тем не менее, работают и с набивными колонками— в тех случаях, когда не требуется достижения высокого разрешения или необходима высокая нагрузочная емкость колонок.
Набивные колонки При больших объемах пробы целесообразно использовать набивные колонки. Они могут иметь любую форму: быть спиральными, 1)-образными или Ж-образными трубками. Спиральные колонки встречаются гораздо чаще. Типичные набивные колонки имеют длину от 1 до 10 м и диаметр от 0,2 до 0,6 см. Правильно заполненные колонки могут содержать до 1000 т.
т. на метр, и наиболее распространенные колонки длиной 3 м в таком случае содержат 3000 т. т. Короткие колонки делают из стекла, более длинные — из нержавеющей стали. Последние проще правильно заполнить сорбентом. В последнее время колонки делают из тефлона. При изготовлении длинных колонок с точки зрения инертности материала предпочтение отдают стеклу. Разрешение пиков для набивных колонок возрастает пропорционально квадратному корню из длины колонки. Но более длинные колонки приводят к возрастанию давления в системе и к большей продолжительности анализа, поэтому их используют только тогда, когда это действительно необходимо.
Чаще всего для разделения выбирают колонки длиной 1 — 3 м. Если же полное разделение на такой колонке не достигается, только тогда переходят к более длинным колонкам. Колонку заполняют мелкими частицами, которые сами могут служить неподвижной фазой (в адсорбционной хроматографии) или, чаще, их покрывают нелетучей жидкой фазой различной полярности (в распределительной хроматографии). Газо-твердофазную хроматографию (адсорбционную) обычно используют для разделения газов с низкой молекулярной массой, таких как Н, Ь1, СОФ СО, ОФ ЫНФ СН4 и летучих углеводородов; в качестве сорбентов с высокоразвитой поверхностью применяют неорганические наполнители, например, оксид алюминия А! О или СЬгогпозогЬ (на основе полиароматической матрицы с поперечными сшивками), отличающиеся структурой одинаковой формы и размером пор.
Газообразные вещества удерживаются за счет адсорбции на частицах наполнителя колонки. Газо-твердофазная хроматографияпредпочтительна для образцов, содержащих водные пары, Твердый носитель для жидкой фазы в газораспределительной хроматографии должен иметь высокоразвитую поверхность, покрытую химически инертной жидкой фазой. Он должен быть термически стабильным и иметь частицы правильной формы. Наиболее часто в качестве носителей используют кизельгур. Известно много коммерческих носителей, производимых различными фирмами. СЬгошозогЫЧ вЂ” кизельгур, предварительно нагретый в потоке раствора ГЛЯВа 21.
ГА808аЯ ХрочдтоГРМИЯ 162 щелочи для снижения его общей кислотности; он слегка окрашен. СЬгопюзогЬ Р— измельченный огнеупорный материал, общая 'кислотность которого гораздо выше, чем у СЬгопюзогЪ %, поэтому он реагирует предпочтительно с полярными растворами, особенно с содержащими функциональные группы. Полярность сорбента СЬгопюзогЪ Р можно значительно снизить, силанизировав его поверхность гексаметилдисилазаном ((СНз)з811зЫН. Принципы выбора твердых носителей, как кизельгура, так и пористых полимеров, подробно рассмотрены Оттенштейном [71. Носитель для заполнения колонки покрывают слоем рассчитанного количества жидкой фазы, растворенной в низкокипящем растворителе (например, в ацетоне или пентане). Около 5 — 10'.4 (масс.) покрытия образует тонкий слой.
После этого растворитель удаляют нагреванием и встряхиванием; остатки обычно удаляют под вакуумом. Только что приготовленная колонка должна быть обработана (уравновешена) пропусканием газа-носителя при повышенных температурах в течение нескольких часов. Принципы выбора жидких фаз обсуждены ниже. Для правильного заполнения колонки частицы должны быть одинаковыми по форме и размеру: например, их диаметр может изменяться в интервале значений 60 — 80 меш (0,25 — 0,18 мм), 80 — 100 меш (0,18 — 0,15 мм), 100 — 120 меш (0,15 — 0,12 мм).
При использовании частиц меньшего диаметра в колонке может возникнуть повышенное давление. Капиллярные колонки и их широкое применение В 1957 г. М. Голей опубликовал статью «Чарог РЬазе СЬгошаю8гарЬу апб гЬе Те!едгарЬег'з Еяпайоп (Дифференциальный подход к описанию парофазной хроматографии)» (Апа1. СЬеш. 29 (1957) 928]. В уравнении, предложенном в этой статье, предсказано значительное увеличение числа теоретических тарелок в узких открытых капиллярных колонках с неподвижной фазой, нанесенной на внутренние стенки. В такой колонке удается избежать размывания хроматографических зон за счет многочисленных путей (отсутствие вихревой диффузии).
В узких колонках скорость массопереноса возрастает за счет сокращения пути диффузии молекул. Более высокие скорости потока, обусловленные сниженным давлением в колонке, приводят к снижению молекулярной диффузии. Работа Голея привела к развитию направления разработки разнообразных открытых капиллярных колонок, что позволило достичь значительно большей эффективности разделения в газохроматографических методах анализа.
Эти колонки делают на основе тонких слоев кварца, покрытых полиимидным полимером для защиты ломких капилляров, и такие капилляры можно свернуть в спираль. Полиимидный слой придает коричневатый оттенок таким колонкам и со временем (при использовании) сам темнеет. Внутреннюю поверхность капилляров подвергают химической обработке для уменьшения взаимодействия образца с остаточными силанольными группами (Рй — ОН) капилляра — экранируя силанольные группы различными силанами, например, диметилдихлорсиланом. 20.2.
КОЛОНКИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ 163 Капилляры также делают из нержавеющей стали. Нсржавснзшая сталь взаимодействует со мнояими соединениями, по ззой причине се поверхность тоже переводят в инсрзпос сосзояиие, обрабатывая димегилдихлорспланом. Н резулГпате получаются тонкие испи кремнезема, иа кот орых можно иммоГ>илизовать неподвижную Фазу. Колонки из исржавсюшсй стали про тасс ьваопевых ГЛАВА 20. ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ РИС. 20.5 Три поколения колонок для газовой хроматографии. Разделение компонентов перечной мяты на набивной колонке 6,4 х 1,8 м (ввврху), в стальной капнллярной колонке 0,76 мм х 150 м (в центре) н в стеклянном капилляре 0,25 мм х 50 м (внизу).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
