Ю.А. Золотов - Общие вопросы, методы разделения (Основы аналитической химии, том 1) (1110133), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Диатомит — зто микроаморфный, содержащий воду, диоксид кремния. К таким носителям опюсят хромосорб %, газохром О, хроматон Х и др. Кроме того, используют стеклянные шарики и тефлон. Химически связанные фазы. Часто используют модифицированные носители, ковалентно связанные с «жидкой» фазой. При этом стационарная жидкая фаза более прочно удерживается на поверхности даже при самых высоких температурах колонки. Например, диатомитовый носитель обрабатывают хлорсиланом с длинноцепочечным заместителем, обладающим определенной полярностью.
Химически связанная неподвижная фаза более эффективна. 8.6.3. Области применения газовой хроматографии ГХ вЂ” один из самых современных методов многокомпонентного анализа, его отличительные черты — экспрессность, высокая точность, чувствительность, автоматизация. Метод позволяет решить многие аналитические проблемы. Количественный ГХ анализ можно рассматривать как самостоятельный аналитический метод„более эффективный при разделении веществ, относящихся к одному и тому же классу (углеводороды, органические кислоты, спирты и т.
д.). Этот метод незаменим в нефтехимии (бензины содержат сотни соединений, а керосины и масла — тысячи), его используют при определении пестицидов, удобрений, лекарственных препаратов, витаминов, наркотиков и др. При анализе сложных многокомпонентных смесей успешно применяют метод капиллярной хроматографии, поскольку число теоретических тарелок для 100 м колонки доспп ает в этом случае (2 — 3).10'. На рис. 8.21 приведена хроматограмма выхлопных газов автомобиля, полученная с использованием капиллярной колонки. Возможности метода ГХ существенно расширяются при использовании реакционной газовой хроматографии (РГХ), вследствие того что многие нелетучие, термонеустойчивые или агрессивные вещества непосредственно перед 296 С Р ~ Р С газов автомобиля получена с Рне ° ° Р 8.21.
Х оматограмма концентрата выхлопных таю фаза — Бр-400; пронспольэованнем ем капнллярной колонки с ! = 50 и; неподвижная ф гран мироаанне температуры от 50 до 200 'С со скоростью 1,5 С мнн 297 введением в хроматографическую колонку м тут ере о быть п ведены с помощью химических реакций в другие — более летуч у ие и стоичивые. Химические ащения осуществляют чаще на входе в хроматографическую колонку, иногда в самой колонке или на выходе из нее перед д кторо . добнее водить превращения вне хроматографа. Недостатки метода РГХ свя- заны с появлением новых источников ошибок и возрастани вре Реакционную хромато|рафвю часто используют прн определении микроколн- честв воды. Вода реагирует с гндрндами металлов, с рбнл карб ом кальция влн металлнм на ием н др., продукты реакции (например, ацетилен) детектируются с вы- сокой чувствительностью пламенно-нониэацнониым д чувствителен.
Широко применяют химические превращения в анализе летектор малочувствнте н неустойчивых биологических смесей. Обычно анализируют термически неусто ов. лчх нэ ения водных аминокислот, жирных кислот С,« — См, сахаров, стеронл . л л уч высокомолекулярных соединений (олнгомеры, полн ер, нме ы, смолы н т. д.) по пролукх маго фвю. В этом методе ис- там их разложения используют пнролитнческую хро граф парение пробы заменяют пнролнэом. Карбонаты металлов можно проанализировать по выделяющемуся дноксилу углерода прв обработке нх кислотами.
Методом газовой хроматографии можно определять металлы, переводя их в летучие хелаты. Особенно пригодны для хроматографировання хелаты свойства проявляют г)-дик«тенеты Ве(П), А)(1П), Бс(1П), Ч(1П), Сг(П1). Газо- вая хроматография хелатов может конкуриро други вать с ми инструменталь- ными методами анализа. х очисэки химических ГХ используют также в препаративных целях для оч ств из смесей. Метод широко препаратов, выделения индивидуальных веществ определения свойств вменяют в физико-химических исследованиях: для пре применяют истик адсорбции и теплот адсорб- адсорбентов, термодинамических характери кже констант равновесия, коэф- ции, величин поверхности твердых тел, а та фициентов активности и др.
При помощи газового хроматографа, установленною на косми стан и сми ческая ции !!Венера-12»ь был определен состав атмосферы Венеры. Газовь х амато афы р гр фы устанавливают в жилых отсеках космических кораблей: о га. енеры. азовые низм человека выделяет много вредных веществ, и их накопление мож пр к пылим неприятностям. При превышении допустимых на ожет в дных ве е ре щ ств автоматическая система хроматографа дает команду прц. нары бору, который очищает воздух.
8.6.4. Особенности газовых храматографав Остановимся на особенностях газовых хроматографов (см. рис. 8.8). Газноситель подается из баллона под определенным постоянным янным давлением, которое усшнавяивается при помощи специальных клапанов. Скорость потока в жвисимости от размера колонки, как правило составляет 20 — 50 - '. П мл-мин . робу перед вводом в колонку дозируют. Жидкие пробы вводат специальными инжекционными шприцами (0,5 — 20 мкл) в поток газа-носителя (в испаритель) через мембрану из силиконовой самоуплотняющейся резины. Для введения твердых проб используют специальные приспособления. Проба должна испаряться практически мгновенно, иначе пики на хромато.-„амме р ;„амме расширяют- графа снабжено нагревателем, что позволяет поддерживать те ератур температуру доза- тара примерно на 50 'С выше, чем температура колонки.
Применяют разделительные колонки двух типов: насадочные (набивные) и капиллярные. Насадочные колонки диаметром 2 — 6 мм и длиной 0,5 — 20 м изготавл о иваюг из боросиликатного стекла, тефлона или металл . В к ланки помещают стационарную фазу: в газотвердофазной хроматографии а. зто адсорбент, а в газожидкостной хроматографии — носитель с тонким слоем жидкой фазы. Правильно подготовленную колонку можно использовать для нескольких сотен определений. Капиллярные колонки разделяют по способу фиксации неподвижной фазы на два типа: колонки с тонкой пленкой неподвижной жидкой фазы (0,01 — 1 мкм) непосредственно на внутренней поверхности капилляров и тонкослойные колонки, , на внугрениюю поверхность которых нанесен пористый слой (5 — 10 мкм) твердого вещесша, выполняющего функцию сорбента нли носителя неподвижной жидкой фазы.
Капиплярные колонки изготавливают из кварца« внугренний днам 0,2 — 0,5 мм, длина от 10 до 100 м. " диаметр капилляров Температура колонок определяется главным образом летучесп ю пробы и может изменяться в пределах от — 196'С (температура кипения жидкого азота) до 350'С. Температуру колонки контролируют с точностью до нескольких десятых градуса и поддерживают постоянной с помощью термостата. Прибор дает возможность в процессе хроматографировання повышать 298 тем мпературу с постоянной скоростью (линейное программирование температуры).
Для регистрации веществ„элюируемых из колонки, в комплект газового хроматографа входит несколько различных летекторов. Сравнительная характеристика детекторов приведена в табл. 8.2. Т а ба я ц а 8.2. Сравнительные характеристики газохраматаграфыческнх детекторов Диапазон линейности детектора Детектор Предел обяаруяеняя 1О 10 104 11«! 10' 104 1О '! гама 10 !з г/с 10 '4 г/мл 10" г/с >1 мкг «-!2 10-!4 Катарометр Пламенно-яонизацяаняый Элекгрояяаго захвата Термояонвый ИК-спектрометр Масс-спектраметр 299 Детектор по теплопроводности (катарометр).
Универсальный детектор, наиболее широко используется в ГХ. В полосп металлического блока помещена спираль из металла с высоким термическим сопротивлением (Р1, %, их сплавы, Кй) (рис. 8.22). Через спираль проходит постоянный ток, в результате чею она нагревается. Если спираль обмывает чистый газ-носитель, спираль теряет постоянное количество теплоты н ее температура постоянна. Если состав газа-носителя изменяется, то меняется теплопроводность газа и соответственно 7 температура спирали. Это приводит к изменению сопротивления нити, которое измеряют с помощью моста Уитстона (рис.
8.23). Сравнительный поток газа-носителя омывает нити ячеек Я! и йз, а газ, поступающий нз 4 коЛонки, омывает нити измерительных ячеек С, и Сз . Если у четырех нитей одинаковая 5 температура (одннаковое сопротивление), мост находится в равновесии. При измене- Рие.
8.22. Схема катараметра: нии состава газа, выходящего из колонки, 1 — ввод газа яз колонки; сопротивление нитей ячеек С! и Сз меняет- ор; 5 — а д в а осфеся, равновесие нарушается и генерируется ру4 — мегаллнческяйблок;5— выходной сигнал. На чувствительность ката- ня4ь сопротивления Рис. 8.23. Схема моста Уитстопа: 1 — выход таза из колонки; 2 — аоод чистого газа-носителя; 3 — источник тока; 4 — регулятор тока, проходящего через нити; 5 — миллиамперметр; б — установка нуля рометра сильно влияет теплопроводность газа-носителя, поэтому нужно использовать газы-носители с максимально возможной теплопроводностью, например гелий или водород.
Детектор электронного захвата представляетсобойячейку с двумя электродами (ионизационная камера), в которую поступает газноситель, прошедший через хроматографическую колонку (рис. 8.24). В камере он облучается постоянным потоком ф-электронов, поскольку один из электродов изготовлен из материала, являющегося источником излучения 63 3 226 ( М, Н, йя ). Наиболее удобный источник излучения — титановая фольга, содержащая адсорбированный тритий. В детекторе происходит реакция свободных электронов с молекулами определенных типов с образованием стабильных анионов: Рис.
8.24. Схема электронно- захватного детектора; 1 — ввод газа; 2 — источник излучения; 3 — вывод а ат- мосферу; 4, 5 — элеатродм Рис. 8.25. Схема пламенно- иоиизапиоппого дегекгора; 1 — ввод газа из колонки; 2— ввод водорода; 3 — вывод а атмосферу; 4 — собирающий элек3ро/с 5 — катод 6 — ввод аоЗдуха ,„, ф.р., ку передки детектора Образующ-- в ~ам-~ » зованные анные частицы заполняют межэлектродное пространство в результате чего сопротивление сниж снижается, ток резко усиливается. Стабильность увствительносгь ПИД зависит от подходящего выбора скорости потока всех используемых газов (газ-носитель -30 — 50 ьЫм ьЫмин, Н -30 мл/мин, воздух -300 — 500 мл/мин). ПИД реагирует практически на все соединения, кроме Н2, инертных газов, 02, Н2, оксидов азота, серы, углер да, а также воды.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
