168694 (625177), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В ФИДе ионизация анализируемых соединений происходит за счет УФ-излучения в специальной камере с двумя электродами. При фотоионизации молекулы анализируемых соединений диссоциируются на ион и электрон:

А + h  A⁺ + е^–.

Образуемые ионы собираются электродами. Ионизируются только те соединения, потенциал которых ниже энергии фотонов. В зависимости от лампы энергия фотонов может быть 9,5; 10,2 и 11,7 эВ.

ФИД как и ПИД обладает высокой чувствительностью ко всем органическим соединениям. К ароматическим соединениям ФИД имеет в 10–50 раз большую чувствительность, чем ПИД.

В отличие от ПИД, ФИД может регистрировать H₂S, PH₃, NH₃, AsH₃ и

Колонки для газовых хроматографов

Колонки в газовой хроматографии подразделяются на насадочные (НК): препаративные, аналитические, микронасадочные и капиллярные (КК). В табл. 5 приведены характеристики этих колонок.

Таблица 5

Характеристики колонок для газовых хроматографов

Типы колонок	Внутренний диаметр колонок, мм	Длина колонки, м
Препаративные насадочные	Более 4	0,5–2
Аналитические насадочные	2–4	0,2–6
Микронасадочные	0,5–1	0,5–3
Капиллярные	0,2–0,3	5–100
Узкие капиллярные	0,05–0,2	5–100
Капиллярные широкого диаметра	0,3–0,8	10–60
Поликапиллярные	0,04	0,2; 1

В насадочных, микронасадочных колонках сорбент находится внутри трубки и имеет форму цилиндра. Набивка должна быть плотной и однородной, без пустот. Чем плотнее и однороднее набивка, тем меньше размывание полос и больше эффективность колонки.

В КК слой сорбентов наносится на внутреннюю поверхность капилляра в виде слоя жидкой неподвижной фазы или в виде слоя адсорбента.

На рис. 6 изображены разные типы колонок.

По форме НК бывают прямые, U-образные, W-образные и спиральные с разным радиусом кривизны.

Рис. 6. Типы колонок

Прямые и U-образные НК легко и наиболее плотно заполняются сорбентом без специальных приспособлений. W-образные и спиральные колонки заполняют под давлением на входе, либо с вакуумом на выходе из колонки.

На спиральных колонках при большом радиусе кривизны витков появляется дополнительное размывание, связанное с неоднородностью скоростей по сечению. Сопротивление потоку у ближней (к центру окружности) стенки трубки меньше, чем у дальней, так как пути прохождения газовых потоков у ближней стенки меньше.

Колонки изготавливаются из металла (нержавеющая сталь, никель, медь), стекла, тефлона и других материалов. Чаще всего в аналитической практике применяются колонки из нержавеющей стали (для особо агрессивных смесей — колонки из никеля). Для разделения неустойчивых соединений (каталитически разлагающихся при контакте с металлической поверхностью) используют стеклянные и тефлоновые колонки; в частности, стеклянные колонки широко применяются при анализе пестицидов.

КК изготавливались из нержавеющей стали, меди и латуни, затем начали использовать стекло (была предложена специальная лабораторная установка для вытягивания капилляров из толстостенной стеклянной трубки с внешним диаметром 6–10 мм). Позднее (с 1980 г.) начали применять кварцевые КК, которые имеют наиболее инертную поверхность. Кварцевые капилляры для придания гибкости и прочности с внешней поверхности покрываются тонким слоем высокотемпературного полиамидного лака (до 350 °С) или слоем алюминия. Кварцевые КК со слоем лака допускают изгиб до 8–10 мм. В последние годы вновь появился интерес к металлическим КК, но с инертной (пассивированной) внутренней поверхностью.

1. 4. Основные типы газовых хроматографов

В табл. 6 приведены основные типы газовых хроматографов, выпускаемых серийно.

Среди хроматографов разных типов отметим газовые хроматографы с масс-спектрометрическим и инфракрасными детекторами, а также газовые анализаторы, под которыми обычно понимаются газовые хроматографы, укомплектованные для решения конкретных аналитических задач «под ключ», т.е. оснащенные специальными колонками, аттестованной методикой и стандартами для градуировки. Иногда приборы такого типа называют газохроматографическими комплексами [4].

Таблица 6 Основные типы газовых хроматографов

Типы хроматографов	Назначение
Лабораторные	Работают в стационарном режиме в лабораториях разного профиля
Промышленные (хроматографы на потоке)	Применяются для контроля производственных процессов в автоматическом режиме. Чаще всего имеют взрывобезопасное исполнение
Портативные
Малогабаритные	Для передвижных и стационарных лабораторий. Экономия средств, энергии, места, расходных материалов при сохранении аналитических характеристик. Вес 10–25 кг
Портативные, транспортируемые, полевые	Для анализа на месте расположения обследуемого объекта. Оперативность анализа, автономность по электрическому и газовому питанию. Вес 5–15 кг
Микрохроматографы (кремниевая технология), переносные, персональные, карманные	Для оперативных относительно простых аналитических задач. Полная автономность. Ограниченные аналитические возможности. Вес 0,2–3 кг
Специальные микрохроматографы	Для космических исследований. Автоматизация анализа, малая масса, устойчивость к ударам и тряске
Препаративные	С широкими колонками для выделения веществ в чистом виде

В табл. 7 приведен перечень лабораторных газовых хроматографов, выпускаемых в нашей стране, характеристики основных лабораторных газовых хроматографов зарубежных фирм рассмотрены в [3].

Таблица 7

Отечественные лабораторные газовые хроматографы

Название модели	Фирма, город	Детекторы	Термостаты	Отличительные особенности
1.Кристалл-2000М	ЗАО СКБ «Хроматэк» г. Йошкар-Ола	ПИД, ЭЗД, ПФД, ДТП, ФИД, ТИД	40–400 °С, изотермич. + программир.	Блочное исполнение детекторов; термостат 6 л для многоколоночных систем недостаточен
2. Кристалл-5000	То же	То же	То же	Термостат увеличен до 9 л
3. Цвет-800	ОАО «Цвет» г. Дзержинск	То же	50–400 °С	Большой объем термостата — 22 л
4.Кристал-люкс-4000	НПФ «Мета-Хром» г. Йошкар-Ола	То же	То же	Блочное исполнение детекторов
5. ЛХМ-2000	«Милаб» г. Москва	ПИД, ДТП, ЭЗД, ТИД	50–400 °С	Разработан на базе старой модели 3700
6. Кристалл 2000	ФГУП «Купол» г. Ижевск	ПИД, ДТП, ПФД, ЭЗД, ТИД, ФИД	40–400 °С	Устаревшая конструкция по сравнению с Кристалл-2000М
7. Хромос ГХ-1000	ЗАО «Химаналитсервис» г. Дзержинск	ПИД, ЭЗД, ТИД, ДТП	50–450 °С	На базе Цвет 500, снятого с производства. Все узлы и блоки заимствованы
8. ГАЛС-311	НПФ АП «Люмэкс» г. Санкт-Петербург	ПИД, ЭЗД, ДТП, ПФД, ТИД	50–399 °С	Прибор на базе модели 4890 (Hewlett Packard, КНР)
9. Цвет Яуза Т	НПО «Химавтома-тика» г. Москва	ПИД, ДТП, ФИД	50–400 °С изотермич.	Надежный специализированный хроматограф для технологического контроля
10. Цвет Яуза, модель 100	НПО «Химавтома-тика» г. Москва	ПИД, ДТП, ДЭЗ, ТИД, ПФД, ФИД	50–400 °С изотермич. + программир.	Универсальный хроматограф

Дополнительные устройства для газовой хроматографии

Криогенное устройство — система термостатирования колонок (диапазон температур: от комнатных до –100 °С) для разделения трудно разделяемых газовых смесей. Для этих целей используется жидкий азот из сосуда Дьюара.

Система обратной продувки: шестиходовый кран-дозатор и четырехходовый кран, — включает обратную продувку колонки для быстрого элюирования суммы тяжелых компонентов, в частности, при определении природного газа С₁ – С₅ и S С₆.

Обогатительные устройства для концентрирования тяжелых примесей из газовых потоков с последующей десорбцией и дозирования в аналитическую колонку. Концентрирование примесей происходит в охлаждаемой небольшой обогатительной колонке. После обогащения десорбция производится специальной разогретой печкой.

Криофокусирующее устройство позволяет концентрировать примеси в начале охлажденной капиллярной колонки. Сильносорбируемые высококипящие соединения удерживаются на начальном участке колонки, а газ-носитель и легкие соединения проходят через колонку, не сорбируясь. После окончания процесса концентрирования происходит быстрый нагрев (тепловой удар) для того, чтобы при десорбции проба не размывалась, но вводилась в колонку в виде узкой полосы с десорбированными сконцентрированными компонентами.

Устройство для концентрирования методом выдувания и накопления (purge and trap) предназначено для выдувания из загрязненных вод летучих и малолетучих примесей и накопления их на специальной адсорбционной ловушке с последующей тепловой десорбцией и переводом в хроматографическую колонку.

Устройство парофазного концентрирования (head-space) позволяет повысить чувствительность определения легкокипящих соединений, растворенных в воде, имеющих коэффициенты распределения менее 10. Эти устройства позволяют также извлекать и дозировать легкие анализируемые соединения из биологических проб, из твердых материалов (пород, почв, полимерных материалов и др.).

Устройство пиролизное. Пиролизная газовая хроматография применяется для анализа нелетучих высокотемпературных соединений (полимеров, каучуков, смол, олигомеров, биополимеров и др.) по продуктам их разложения в инертной среде (пиролиз).

Пиролиз проводят с помощью обычного термического нагрева, высокочастотного нагрева (до точки Кюри), лазерного разогрева и разряда. Устройство для пиролиза изготавливается в виде приставки к стандартным газовым хроматографам, которые включают вместо узла ввода пробы или параллельно ему. Пиролизные устройства бывают трех типов: филаментного, печного и высокочастотного с ферромагнитными держателями. Различают мягкий пиролиз до 500 °С, в основном для биологических объектов (бактерий, белков, крахмала и др); средний пиролиз при 500–800 °С для исследования полимеров; жесткий пиролиз при 800–1100 °С, полимеры разрушаются на небольшие фрагменты, образуется много продуктов разложения.

Автоматические дозирующие устройства (автосамплеры). Автосамплер включает от 8 до 120 стеклянных пробирок с пробами, которые подаются к месту отбора и дозирования по специальной программе. Кроме пробирок с пробами, имеются пробирки с промывочными растворителями для промывки дозирующего узла после ввода анализируемой пробы. Последовательность операций задается и контролируется микропроцессорным блоком управления и может быть откорректирована под конкретные задачи.

Характеристики

Список файлов курсовой работы