part1 (1116451), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Полимерные адсорбенты для газо-адсорбционной хроматографииАдсорбентПолярностьОбласть примененияХромосорб 101 Стирол-ДВБВеличина удельнойповерхности, м2/г30-40НеполярнаяРазделение простых и сложных эфиров, спиртов,кетонов, альдегидов, гликолейХромосорб 102 «300-400«Разделение постоянных газов,низкомолекулярных соединений икислородсодержащих соединений, воды«100-200«Разделение различных классов карбонильныхсоединений, гликолей, спиртовХромосорб 103 Полистирол15-25НеполярнаяосновнаяРазделение основных соединений, аминов,амидов, гидразинов, спиртов, кетоновХромосорб 104 Акрилонитрил-ДВБ100-200СильнополярнаяРазделение нитрилов, нитропарафинов,винилхлорида, ксиленолов, NH3, SO2, CO2,микроколичеств водыХромосорб 107 Полиакрилат с сетчатой 400-500структуройСреднеполярнаяОпределение формальдегида, разделениесерусодержащих газовХромосорб 108 «100-200СлабополярнаяРазделение газов и полярных соединений (воды,спиртов, альдегидов, кетонов, гликолей)Порапак РМатрицаПорапак NСтирол-ДВБ свинилпиролидоном250-350СреднеполярнаяОпределение формальдегида, разделение NH3,CO2 и воды, определение С2Н2 в углеводородахПорапак R«450-600СлабополярнаяРазделение простых и сложных эфиров,нитрилов, ниторсоединений, HCl, Cl2, H2O26Применение для решения экологических задач.
Метод газоадсорбционнойхроматографииобычноиспользуютдляоценкисодержания в атмосферном воздухе кислорода, водорода, метана,углекислого газа, окиси углерода, окислов азота, хлора, диоксида серы,сероводорода и сероуглерода. Детекторы, используемые для этой целиприведены в табл. 5.Таблица 5. Характеристики хроматографических детекторов,используемых в анализе газовДетекторАнализируемыегазыНижний пределдетектирования,пг10 нгЧисло порядковлинейногодиапазона ГГКатарометрЛюбые газы4ПИДОрганическиегазы1006ФИДОрганическиегазы*207ТИДАзот- и фосфорсодержащие1-103-4ЭЗДГалоген-, серу- иазотсодержащие0,001-1,02ПФД*Серу- и фосфорсодержащие1003-46ХЛД*Серусодержащие 2*Кроме формальдегида и углеводородов С1-C2; все неорганические газы, кроме O2, N2,CO, CO2 и SO2.**ПФД –пламенно-фотометрический детектор; ХЛД – хемилюминесцентный детекторДостигаютсявесьманизкиепределыобнаружениясоединений,соответствующие ПДК, которые показаны в табл.6.
Областью примененияэтого метода также является анализ выхлопных газов двигателей и оценказагрязнения атмосферы выхлопными газами, определение углеводородовС1-С4. Возможно определение примесей в газообразных углеводородах,27Таблица 6. Легколетучие органические соединения, загрязняющие воздухКласс соединений Индивидуальные веществаАльдегидыКетоныАроматическиеуглеводородыХлоруглеводородыФреоныСпиртыОлефиныЭфирыКислотыПредельныеуглеводородыАминыСернистыесоединенияНеорганические газыФенол ыАкролеинФормальдегидКапроновый альдегидАцетальдегидБензальдегидАцетонМетилэтилкетонБензолМетилбензолыНитробензолТолуолНитротолуолыКсилолыСтиролИзопропилбензолНафталинАнтраценДибензофуранХлороформ1,2-ДихлорэтанМетилхлороформТрихлорэтиленТетрахлорэтилен1,1,1-ТрихлорэтанТетрахлорид углеродаТрифторхлорметан (фреон 11)Дифтордихлорметан (фреон 12)ТрифтортрихлорметанМетанолЭтанолИзобутанолПентеныГексеныЭтилацетатБутилацетатЖирные кислоты С2-С5С4-С10МетиламинЭтиламинДиэтиламинТриэтиламинЭтилмеркаптанИзопропилмеркаптанДиметилсульфидДиметилдисульфидСероводородДиоксид серыОксид углеродаОксид азотаДиоксид азотаФенолКрезолыПДК,мг/м3Вариантыдетектирования0,030,0350,020,010,020,350,11,50,01-0,03ПИД, МС0,6ПИД, ТИД, МСПИДТИД, МСПИД, МС0,20,040,010,0030,03340,5241001008150,1ПИД, ЭЗД, МСЭЗД, МСПИД, МС0,40,10,160-200ТИД, МС3.10-51.10-40,080,70,0080,550,40,0850,01КатарометрПИД, МС28например, метана в этилене.
Газоадсорбционная хроматография являетсяудобным методом определения в воздухе низких (до 0,03 мкг/л) такихтоксичныхгазов,концентрированияопределениевкаксфосфинииспользованиемвоздухе такихарсинбезТИДилитоксичныхипредварительногоФИД.Возможнореакционноспособныхсоединений, как Н2S, SO2, COS и меркаптанов.Еще одной сложной задачей является определение винилхлорида ввоздухе. Для отделения этого соединения от других используютнасадочныеколонки,заполненныеуглероднымиадсорбентамиКарбопаком С и Порапаком S и T. Для детектирования винилхлоридаможно использовать несколько достаточно чувствительных детекторов:ПИД, ЭЗД, ФИД, МС, ЭЛКД.
Лучшей чувствительностью обладают МС иЭЛКД и с их применением можно определить до 10-12 г винилхлорида. Напрактике обычно используют ПИД, который позволяет определить 10-10 гвинилхлорида,дляповышениячувствительностиГХ-определениесочетают с предварительным сорбционным концентрированием. ДлянадежнойидентификациивинилхлоридаиспользуютГХ/МСилиреакционно-сорбционное концентрирование примесей, заключающееся вудаленииосновноймассымешающиханализупримесейЛОСнепосредственно в процессе отбора пробы в форколонке, заполненнойцеолитом 5Å, концентрированной серной кислотой на силикагеле иполиамидным эластомером (версамидом 900). После форколонки ставятловушку с активированным углем.
Винилхлорид не реагирует с насадкойфорколонки и углем и без изменения концентрации регистрируетсядетектором газового хроматографа. Определение винилхлорида в воздухе сиспользованием этого приема показано на рис. 7.Широкиесоединенийвозможности(этаноламинов,дляопределенияпиридина,анилина,полярных,летучихтолуидина)даетприменение полимерного сорбента с низкой удельной поверхностью29Тенакс-GC на основе поли-(2,6-дифенил-п-фениленоксида). Его отличаетотсутствие необратимых взаимодействий с полярными соединениями,устойчивость по отношению к воде и кислороду.Рис. 7.
Идентификация винилхлорида в смеси ЛОС, выделяющихся в воздухрабочей зоны при производстве искусственной кожи на основе ПВХ:а – обычном варианте; б – после пропускания воздуха через форколонку сцеолитом 5А и серной кислотой. 1 – винилхлорид; 10 – толуол (экстрагент);пики 2-10 не идентифицировались.2.2. Газо-жидкостная хроматографияНа практике чаще используют газо-жидкостную хроматографию,благодарямногообразиюнеподвижныхфаз.Вгазо-жидкостнойхроматографии разделение компонентов пробы достигается за счетмногократного повторения процессов распределения между движущейсягазовой и неподвижной жидкой фазами.
Скорость миграции компонентовзависит от их летучести и способности растворяться в стационарнойжидкой фазе. Компоненты с низкой растворимостью в жидкой фазе инаибольшей летучестью при данной температуре продвигаются по колонкебыстрее, и, наоборот, компоненты с низкой летучестью и высокойрастворимостью в стационарной фазе обладают малой подвижностью.
Чембольше подвижность, тем меньше время удерживания.30В качестве носителя неподвижной фазы используют адсорбенты споверхностью 0,5-3,0 м2/г и с размером пор (0,5-1,5)10-3 мм. Наиболеечастоиспользуютдиатомитовыеносители,стеклянныешарики,силикагель и политетрафторэтилен.Неподвижныефазыдолжныбытьхимическиитермическистабильны, смачивать носитель и наноситься на его поверхностьравномерной пленкой. Известно более тысячи неподвижных жидких фаз,достаточно часто используется около 100. По химическому составунеподвижные фазы делят на следующие классы:Углеводороды (предельные углеводороды, смеси предельных инепредельных углеводородов, ароматические углеводороды)Примеры: сквалан, парафиновое масло, апиезоновые смазки,алкилнафталины, полифениловый эфирСилоксаны с радикалами различной полярности(неполярными, среднеполярными и полярными)Примеры: метилсилоксан, метилфенилсилоксан,нитрилсилоксан, полиэфирсиликоныЭфиры простые и сложные, полиэфиры , полигликолиФталаты и фосфатыВыбор неподвижной фазы зависит от полярности разделяемыхсоединений и от их способности образовывать водородные связи.
Дляразделения полярных сорбатов необходимы полярные неподвижные фазы,неполярных – неполярные. Понятие полярности объединяет свойства,обуславливающие селективность за счет физического взаимодействиямолекул с функциональными группами. Учитывается сумма неразрывносвязанных взаимодействий, например, взаимная ориентация диполей,индуктивные и дисперсионные силы, образование водородных мостиков.Полярность рассчитывают как сумму этих взаимодействий, вкладкоторых оценивается по разнице индексов удерживания стандартных31веществ на наименее полярной фазе (сквалан, I=0) и наиболее полярной(β,β’-оксидипропионитрил, I=100).
Например, по системе Роршнайдера:P = (X + Y + Z + U + S)/5(11), гдеX = ∆Iбензол – индукционные взаимодействия,Y = ∆Iбутанол - протон-донорные и протон-акцепторные взаимодействия,Z = ∆Iнитропропан – диполь-дипольные взаимодействия,U = ∆Iпентанон-2 - диполь-дипольные взаимодействия,S = ∆Iпиридин – протон-акцепторные взаимодействия.Вгазо-жидкостнойхроматографииразницавудерживанииопределяется и неспецифическими, и специфическими взаимодействиями.Неполярныесоединенияобычноразделяютсявсоответствиистемпературами их кипения.
В случае неполярной неподвижной фазыполярныесоединенияудерживаютсясущественноменьше,чемнеполярные, кипящие при той же температуре. Удерживание полярныхсоединений увеличивается по мере роста полярности неподвижной фазы,и, наоборот, время удерживания соединений возрастает с уменьшениемполярности неподвижной фазы.В табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
