Диссертация (1148248), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Поликапиллярныймассообменный блок лишён этих недостатков, благодаря наличию в нём каналовопределённой формы и размера, расположенных по направлению течения жидкойфазы.Время, требуемое на полное извлечение абсорбата из поликапиллярнойхроматомембранной ячейки, не превышает 2 минут, из чего можно сделать вывод,что на полное вымывание в данном случае необходим объём элюентаприблизительно в 6 раз больший, чем объём абсорбента. В случае жеполикапиллярной ячейки на полное вымывание требуется как минимум в 2 разабольше времени.С точки зрения интенсивности сигнала как критерия эффективностиабсорбции поликапиллярные и бипористые блоки практически идентичны.Величина площадей пиков должна быть одинакова, но, вследствие того, чтополноеизвлечениевеществаизбипористогоблока–процессоченьпродолжительный, измерение сигнала оканчивалось раньше, поэтому площадипиков, полученных при использовании бипористого массообменного блока,имеют меньшую площадь. Этот эффект будет тем заметнее, чем большеколичество поглощённого вещества.
В таблице 5 представлены площади и высотыпиков фенола, изображённых на рис. 18.66Таблица 5. Значения высоты и площади пика элюирования фенола для поликапиллярного ибипористого массообменного блоков при разных временах поглощения.Тип массообменногоблока, времяПлощадь, усл. ед.Высота, усл. ед.32023232216884518690541721416012114818255поглощенияБипористый, 2 мин.Поликапиллярный, 2мин.Бипористый, 4 мин.Поликапиллярный, 4мин.Бипористый, 6 мин.Поликапиллярный, 6мин.Таким образом, можно сделать вывод о том, что поликапиллярныймассообменный блок является более предпочтительным для проведения анализа схроматомембранной жидкостной абсорбцией в дискретном варианте, когдапоглощение происходит в объём неподвижной жидкой фазы.
При этом возникаютсложности,связанныестем,чтополучениеаналитическогосигналанепосредственно из ХМЯ затруднительно и требуется полное элюирование исвязанное с ним разбавление раствора абсорбата. Также относительнуюсложность представляет тот факт, что характеристичным аналитическимсигналом при данной схеме анализа является площадь пика, а не высота, величинакоторой может сильно варьироваться в зависимости от условий элюирования.Поэтому требуется значительное время для полного извлечения вещества из ХМЯи интегрирование пика.
Также стоит заметить, что автоматизация схемы сдискретным способом поглощения в хроматомембранную ячейку затруднительна.67III. Применение разработанной ХМЯ с поликапиллярнойматрицей для анализа реальных объектов3.1.Определениесодержанияхлороформаичетырёххлористогоуглерода в водопроводной воде с хроматомембранной газовойэкстракцией.3.1.1. Схема установки и схема проведения анализаПомимо жидкостной экстракции в хроматомембранных ячейках можнопроводить и обратный процесс – хроматомембранную газовую экстракцию.Парофазный анализ в сочетании с ней как нельзя лучше подходят длянепрерывного on-line контроля содержания вредных летучих органическихвеществ в питьевой воде и сточных водах.Хлорорганические соединения образуются в водопроводной воде врезультате её хлорирования с целью дезинфекции. Контроль их является важной иактуальной задачей.
Для определения содержания галогенорганических веществ вводопроводной воде на примере хлороформа и четырёххлористого углерода быласобрана установка в соответствии со схемой, представленной на рис. 19:Рисунок 19. Схема установки для проведения парофазного анализа содержания хлороформа ичетырёххлористого углерода в водопроводной воде.68Жидкая проба (3) или градуировочный раствор (4) подаётся через кранпереключатель (2), обеспечивающий возможность переключения между ними, вхроматомембранную (ХМЯ) ячейку (1), где происходит газовая экстракцияопределяемых компонентов.
Экстракция проводится чистым азотом (5). Азот сэкстрагированнымивеществами,выходящийизячейки(6),непрерывнопродувается через дозирующую петлю (объёмом 1,5 мл) крана-дозаторахроматографа (7). Жидкость после экстракции идёт на сброс (8). Также на выходепотока жидкости из ХМЯ установлен водяной затвор (10), обеспечивающийнеобходимый для функционирования системы перепад давлений. Передпоступлением в ХМЯ проба и градуировочный раствор термостатируются до20 ± 1 °С.
Это осуществляется благодаря тому, что хроматомембранная ячейка испиральная трубка из нержавеющей стали (9), находящая перед ней по путидвижения жидкости, помещены в жидкостный термостат (Т).Для определения галогенорганических веществ в газовой фазе традиционноиспользуется газовая хроматография с применением детектора электронногозахвата как наиболее чувствительно к такому типу веществ. Хроматографическийанализ проводился на хроматографе Цвет-500М с применением насадочнойколонки длиной 2 м и диаметром 3 мм с инертоном, силанизированным ГМДС снанесённой на поверхность фазой SE-30 в количестве 5 %.
Рабочие параметрыхроматографа во время проведения анализа представлены в табл. 6:Таблица 6. Рабочие параметры хроматографа.ПараметрЗначениеТемпература детектора250 °СТемпература термостата колонок60 °СТемпература дозирующей петли100 °СРасход газа-носителя40 мл/мин.693.1.2. Приготовление градуировочных растворов1. Приготовление концентрированного раствора хлороформа (60 мг/л) ичетырёххлористого углерода (2 мг/л).В колбу на 1 л с небольшим количеством дистиллированной воды в нейотбирали 40 мкл хлороформа и 1,3 мкл четырёххлористого углерода,перемешивали,доводилиперемешивалидодополногометкидистиллированнойрастворения.Растворводойихранитсявхолодильнике не более недели.2.
Приготовлениерабочегоградуировочногорастворахлороформа(60 мкг/л) и четырёххлористого углерода (2 мкг/л).В колбу на 100 мл отбирали 0,1 мл раствора, приготовленного по п. 1 идоводили до метки предварительно прокипячённой водопроводнойводой. Для воспроизводимых значений коэффициентов распределениянеобходимо постоянство солевого фона, а кипячение позволяетизбавиться от выбранных аналитов. Раствор оставался пригодным дляиспользования в течение 4 часов.Вхроматомембранныхячейкахиспользовалисьполикапиллярныехроматомембранные блоки с каналами прямоугольного сечения размером2×1,2×1 см, где 2 см – длина пути жидкой фазы, 1 см – длина пути газовой фазы.Для разделения фаз использовались блочные фазоразделительные мембраны.3.1.3. Определениесодержанияхлороформаичетырёххлористогоуглерода в водопроводной водеЧерез хроматомембранную ячейку одновременно и непрерывно пропускалианализируемую жидкость и газ-экстрагент (чистый азот).
Расход газа-экстрагентазадавался с помощью регулятора расхода, оснащённого расходомером иманометром, и его значение могло варьироваться от 0,5 до 50 мл/мин. Расходградуировочного раствора регулировался скоростью перистальтического насоса иконтролировался с помощью мерного цилиндра и секундомера. Его значение70могло варьироваться в диапазоне от 0,4 до 40 мл/мин.
Для исключения контактаградуировочного раствора с полимерными деталями насоса и шлангами онвытеснялсяизсосудадавлениемгаза,создаваемымнасосом.Расходанализируемой жидкости (водопроводной воды) задавался регулировочнымкраном, а его значение также проверялось с помощью мерного цилиндра исекундомера. В процессе эксперимента расход равный 10 мл/мин. для жидкойфазы и 10 мл/мин. для газовой фазы были выбраны как оптимальные ипозволяющиеработатьврежимеравновесногонасыщения(Wl/Wg≤Kp),характеризующимся более высокой чувствительностью, несмотря на то, что вэтом режиме требуется осуществлять термостатирование массообменного блока.Уменьшение расхода жидкой фазы сдвинет процесс в сторону режима полногоизвлечения, а его увеличение повлечёт за собой увеличение давление жидкости всистеме.
В то же время уменьшение расхода газовой фазы увеличит время,требуемое на продувку газовых коммуникаций, что увеличивает время, требуемоена одно определение. Увеличение расхода газовой фазы также сдвигает процессмассообмена в сторону полного извлечения.При запуске установки и выходе на рабочий режим хроматографа в первуюочередь снимался аналитический сигнал градуировочного раствора хлороформа ичетырёххлористого углерода. Азот с экстрагированными компонентами впроцессе установления равновесия продувается через дозирующую петлюхроматографа.
После установления равновесия газовой экстракции, на чтотребуется порядка 5 минут, дозирующая петля хроматографа включалась в линиюподачи газа в колонку. Сразу после этого, во время выхода хроматограммыградуировочной смеси, жидкостный кран (2) переключался для подачи в ХМЯанализируемой водопроводной воды. Для выхода анализируемых компонентов вданных условиях хроматографирования требуется не более трёх минут. Вводпробы при её анализе аналогичен таковому при анализе градуировочныхрастворов. Для проверки стабильности величины аналитического сигналадетектора хроматографа раз в 4 часа производился анализ градуировочногораствора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
