Регистрация результатов анализа
Сигнал детектора, преобразованный усилителем, записывается в виде хроматограммы автоматическим регистратором: дисплеем или потенциометром. Обычно регистрируется зависимость величины сигнала детектора от времени. Хроматограмма природного горючего газа, полученная на хроматографе серии «Кристалл», приведена на рисунке 6.7.
Рисунок 6.7.- Хроматограмма природного горючего газа
На хроматограмме одному компоненту всегда будет соответствовать один пик. Однако нельзя сказать, что одному пику всегда соответствует только один компонент. Если из колонки одновременно выделились два компонента (не разделившись), то они также зарегистрируются в виде одного пика.
Газ–носитель
Природа газа–носителя оказывает влияние на работу детектора и характеристики колонки. Кроме обеспечения высокой чувствительности детектора, газ–носитель должен быть инертным по отношению к разделяемым веществам и сорбенту, иметь небольшую вязкость для поддержания минимального перепада давления на колонке, быть взрывобезопасным и достаточно дешевым. Детектор по теплопроводности измеряет различие в теплопроводности чистого газа–носителя и смеси газа–носителя с веществом, выходящим из хроматографической колонки. Поэтому наибольшая чувствительность может быть получена в том случае, когда теплопроводность анализируемого вещества сильнее отличается от теплопроводности газа–носителя. Большинство органических веществ имеют низкую теплопроводность (табл.) и для их анализа целесообразно использовать газы–носители с возможно более высокой теплопроводностью. Такими газами являются водород и гелий, но на практике водород ввиду его взрывоопасности применяется значительно реже гелия. Так как гелий является довольно дефицитным и дорогим газом, а работа с водородом небезопасна, в некоторых случаях в качестве газов–носителей могут использоваться азот, аргон, углекислый газ или воздух. Однако характеристики детектора по теплопроводности (чувствительность, линейность) при работе с этими газами значительно ухудшаются. Кроме того, при анализе веществ с большей теплопроводностью, чем у газа–носителя, появляются отрицательные пики.
|
|
|
Таблица
Теплопроводность газов–носителей и некоторых органических веществ
Теплопроводность газов зависит от подвижности их молекул. Скорость молекул является функцией молекулярного веса: чем меньше молекула, тем больше ее скорость и тем выше теплопроводность газа. Поэтому водород и гелий, имеющие наименьшие размеры молекул, обладают самой большой теплопроводностью.
Неподвижная фаза
|
|
|
Эффективность хроматографического разделения во многом зависит от выбора неподвижной фазы. Правильный выбор неподвижной фазы, в свою очередь, зависит от природы анализируемого вещества. При выборе стационарной фазы следует учитывать, что неполярные вещества обычно лучше разделяются на неполярных фазах. Сильное влияние на качество разделения оказывают водородные связи, которые возникают между анализируемым веществом и жидкой фазой. На процесс разделения влияют и донорно–акцепторные связи. Таким образом, основным фактором, определяющим качество разделения, является правильный выбор неподвижной фазы. В газоадсорбционной хроматографии в качестве стационарной фазы широко применяются пористые полимеры (в виде шариков) – полисорбы, молекулярные сита, активированный уголь, оксид алюминия, силикагель. К неполярным сорбентам относят активированный уголь, различные сорта которого отличаются размерами пор. Силикагель, оксид алюминия, молекулярные сита применяют как полярные адсорбенты. Сополимеры стирола и дивинилбензола (полисорбы) подразделяют на сорбенты средней полярности и неполярные (за рубежом аналогичные адсорбенты выпускаются под названием порапаки). В газожидкостной хроматографии неподвижной фазой служит жидкость, нанесенная на твердый носитель, который должен отвечать определенным требованиям: быть химически инертным, термостойким, механически прочным и не обладать адсорбционной активностью. Число рекомендуемых жидких фаз в настоящее время очень велико: несколько сот. В целях систематизации жидкие фазы поделены на 14 классов. К важнейшим неподвижным фазам относятся: сквалан, апиезоны, силиконовые масла, силиконовые смазки, производные углеводородов и др.
|
|
|
Оптимальная жидкая фаза, как правило, подбирается опытным путем. Наличие большого количества наполнителей колонок делает хроматографический метод анализа газов в значительной степени универсальным. В настоящее время имеется возможность проводить по этому методу анализы очень большого количества веществ (сильно отличающихся по своим физическим свойствам), начиная с легких газов (например, водород, кислород, азот), до тяжелых углеводородов с количеством углеродных атомов выше 30.
При работе с жидкими (при стандартных температуре и давлении) углеводородами последние перед тем, как попасть в хроматографическую колонку, должны быть предварительно испарены. Следовательно, в этом случае уже будем иметь дело с парами веществ. Дальнейшее разделение их будет происходить так же, как и разделение газов.
|
|
|
Адсорбенты, применявшиеся первоначально как единственные наполнители (пока не была предложена газожидкостная хроматография), остались и теперь основными, для анализа легких газов и углеводородов, включая фракцию С2. Более тяжелые углеводородные газы лучше разделяются способом газожидкостной хроматографии, благодаря его указанным выше преимуществам. Последние не могут быть использованы для легких газов потому, что не удается подобрать такие жидкости, в которых они имели бы необходимую для целей разделения растворимость, оставаясь при этом достаточно стойкими и с малой упругостью пара. С другой стороны, жидкости, так хорошо используемые для углеводородных фракций С3–С10, имеют принципиальный недостаток: при значительном повышении температуры колонки, что необходимо для разделения углеводородов с высокой температурой кипения, их упругость пара становится значительной и, следовательно, они, испаряясь, быстро выносятся из колонки газом–носителем.
В связи, с расширением пределов анализируемых веществ в сторону возрастания их температур кипения, становится все труднее подобрать нужную жидкую фазу для разделения. Среди применяемых в настоящее время адсорбентов особое значение приобрели так называемые молекулярные сита. Они представляют собой искусственные цеолиты с различной структурной решеткой и с порами определенного размера, причем того же порядка величины, что и размеры молекул, разделяемых с помощью их компонентов. Эти поры ведут в полости с очень большой поверхностью, но последняя становится доступной лишь тем молекулам газа, размеры которых позволяют им проникнуть внутрь этих полостей через узкие поры. Молекулярные сита изготавливают нескольких типов и применяют в основном для разделения смесей легких газов, таких, как кислород, азот, аргон, водород, гелий, окись углерода и углеводороды до этана включительно.
Молекулярные сита благодаря специальной технологии их изготовления обладают большой стабильностью своей структуры а, следовательно, и своих адсорбционных свойств при условии, если их не увлажнять и не засорять более тяжелыми углеводородами.
Контрольные вопросы
1. Дайте понятие Хроматографии
2. Что представляет собой подвижная и неподвижная фаза?
3. В чем разница между ГЖХ и ГАХ?
4. Изобразить и описать принципиальную схему газохроматографического анализа
5. Недостатки газохроматографического анализа
6. Изобразить и описать принципиальную схему газового хроматографа
7. Принцип действия Системы подготовки газа–носителя
8. Опишите особенности Дозирующего устройства
9. Классификация, эффективность работы хроматографических колонок
10. Понятие, назначение, принцип действия хроматографических детекторов
11. Изобразить и описать принципиальную схему хроматографа с детектором по теплопроводности
12. Предназначение Системы термостатирования
13. Охарактеризуйте природу газа–носителя оказывающую влияние на работу детектора
14. Объясните зависимость Эффективности хроматографического разделения от выбора неподвижной фазы
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 183; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!