Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Газовая хроматография

ения.  Поэтому  в  ГАХ  чрезвычайно   важен   выбор
адсорбента,  площадь  и   природа   поверхности   которого
обусловливают  селективность  (разделение)  при   заданной
температуре.
  С повышением температуры уменьшаются теплота  адсорбции
(H/T, от которой зависит удерживание, и соответственно  tR
. Это  используют  в  практике   анализа.  Если  разделяют
соединения,  сильно   различающиеся   по   летучести   при
постоянной   температуре,   то    низкокипящие    вещества
элюируются  быстро,  высококипящие  имеют  большее   время
удерживания, их пики на хроматограмме будут ниже  и  шире,
анализ  занимает  много  времени.  Если  же   в   процессе
хроматографирования    повышать    температуру  колонки  с
постоянной скоростью  (программирование  температуры),  то
близкие   по   ширине   пики   на   хроматограмме    будут
располагаться равномерно.
В качестве  адсорбентов  для  ГАХ  в  основном  используют
активные  угли,   силикагели,   пористое   стекло,   оксид
алюминия. Неоднородностью поверхности активных адсорбентов
обусловлены основные недостатки метода ГАХ и невозможность
определения  сильно  адсорбирующихся   полярных   молекул.
Однако   на   геометрически   и    химически    однородных
макропористых адсорбентах можно  проводить  анализ  смесей
сильнополярных  веществ.  В   последние   годы   выпускают
адсорбенты с  более  или  менее  однородной  поверхностью,
такие, как  пористые  полимеры,  макропористые  силикагели
(силохром, порасил, сферосил), пористые стекла, цеолиты.
   Наиболее широко метод газоадсорбционной  хроматографии
применяют  для  анализа  смесей   газов   и   низкокипящих
углеводородов,  не  содержащих   активных   функциональных
групп.  Изотермы  адсорбции  таких  молекул    близки    к
линейным.  Например, для  разделения О2, N2, CO, CH4,  СО2
с  успехом  применяют   глинистые.   Температура   колонки
программируется для сокращения  времени  анализа  за  счет
уменьшения tR высококипящих газов. На молекулярных ситах —
высокопористых природных или синтетических кристаллических
материалах, все поры  которых  имеют  примерно  одинаковые
размеры (0,4—1,5 нм), — можно разделить изотопы  водорода.
Сорбенты, называемые порапаками, используют для разделения
гидридов металлов (Ge, As, Sn, Sb) (см. рис. 8.15).  Метод
ГАХ на колонках с  пористыми  полимерными  сорбентами  или
углеродными молекулярными ситами самый быстрый  и  удобный
способ определения воды в  неорганических  и  органических
материалах, например в растворителях.

   Газожидкостная хроматография


   В  аналитической  практике   чаще   используют   метод
газожидкостной  хроматографии   (ГЖХ).   Это   связано   с
чрезвычайным разнообразием  жидких  неподвижных  фаз,  что
облегчает выбор селективной для данного  анализа  фазы,  с
линейностью изотермы распределения в более широкой области
концентраций, что позволяет работать с большими пробами, и
с легкостью  получения  воспроизводимых  по  эффективности
колонок.

  Механизм распределения компонентов  между  носителем  и
неподвижной жидкой  фазой  основан  на  растворении  их  в
жидкой  фазе.  Селективность  зависит  от  двух  факторов:
упругости пара определяемого вещества и  его  коэффициента
активности в жидкой фазе. По закону Рауля, при растворении
упругость   пара   вещества   над   раствором   pi   прямо
пропорциональна его  коэффициенту  активности  (  молярной
доле Ni в растворе и давлению паров чистого  вещества  Р°i
при данной температуре:
                                pi  = Ni Р°i

            Поскольку концентрация i-го компонента в равновесной
         паровой фазе определяется его парциальным давлением, можно
                                 принять что
Pi ~ cm, а Ni ~ cs. Тогда
                                    [pic]


а коэффициент селективности                  [pic]

  Таким образом, чем ниже  температура  кипения  вещества
(чем  больше  P0i),  тем   слабее   удерживается   оно   в
хроматографической колонке.
Если же температуры кипения веществ одинаковы, то  для  их
разделения  используют  различия   во   взаимодействии   с
неподвижной жидкой фазой: чем сильнее взаимодействие,  тем
меньше коэффициент активности и больше удерживание.
  Неподвижные жидкие фазы. Для обеспечения  селективности
колонки важно правильно выбрать неподвижную  жидкую  фазу.
Эта фаза должна быть хорошим растворителем для компонентов
смеси (если  растворимость  мала,  компоненты  выходят  из
колонки очень быстро), нелетучей (чтобы не испарялась  при
рабочей температуре колонки), химически  инертной,  должна
обладать небольшой вязкостью  (иначе  замедляется  процесс
диффузии)  и  при  нанесении  на   носитель   образовывать
равномерную пленку, прочно с ним связанную. Разделительная
способность неподвижной фазы для компонентов данной  пробы
должна быть максимальной.
  Различают   жидкие   фазы   трех   типов:    неполярные
(насыщенные  углеводороды  и   др.),   умеренно   полярные
(сложные эфиры, нитрилы и др.)  и  полярные  (полигликоли,
гидроксиламииы и др.).
  Зная  свойства  неподвижной  жидкой  фазы   и   природу
разделяемых  веществ,  например  класс,  строение,   можно
достаточно  быстро  подобрать  подходящую  для  разделения
данной смеси селективную жидкую  фазу.  При  этом  следует
учитывать,  что  время   удерживания   компонентов   будет
приемлемым для анализа, если полярности стационарной  фазы
и вещества анализируемой пробы  близки.  Для  растворенных
веществ с близкой полярностью порядок  элюирования  обычно
коррелирует  с  температурами  кипения,  и  если   разница
температур достаточно велика, возможно полное  разделение.
Для разделения близко - кипящих веществ разной  полярности
используют стационарную фазу,  селективно  -  удерживающую
один  или  несколько  компонентов  вследствие   диполь   -
дипольного взаимодействия. С увеличением полярности жидкой
фазы время удерживания полярных соединений возрастает.
  Для  равномерного  нанесения  жидкой  фазы  на  твердый
носитель  ее  смешивают  с   легколетучим   растворителем,
например  эфиром.  К  этому  раствору  добавляют   твердый
носитель. Смесь нагревают, растворитель испаряется, жидкая
фаза остается на носителе. Сухим  носителем  с  нанесенной
таким образом неподвижной жидкой фазой заполняют  колонку,
стараясь  избежать  образования  пустот.  Для  равномерной
упаковки   через   колонку   пропускают   струю   газа   и
одновременно  постукивают  по   колонке   для   уплотнения
набивки.  Затем  до  присоединения  к  детектору   колонку
нагревают до температуры на 50° С выше той, при которой ее
предполагается использовать. При этом  могут  быть  потери
жидкой фазы, но колонка входит в стабильный рабочий режим.
  Носители неподвижных жидких фаз. Твердые  носители  для
диспергирования неподвижной жидкой фазы в виде  однородной
тонкой пленки должны быть механически прочными с умеренной
удельной поверхностью  (20м2/г),  небольшим  и  одинаковым
размером частиц, а также быть достаточно инертными,  чтобы
адсорбция на поверхности раздела  твердой  и  газообразной
фаз была минимальной. Самая низкая  адсорбция  наблюдается
на носителях из силанизированного  хромосорба,  стеклянных
гранул и флуоропака (фторуглеродный полимер). Кроме  того,
твердые  носители  не  должны  реагировать  на   повышение
температуры и должны легко  смачиваться  жидкой  фазой.  В
газовой  хроматографии   хелатов   в   качестве   твердого
носителя  чаще  всего  используют  силанизированные  белые
диатомитовые  носители  —  диатомитовый   кремнезем,   или
кизельгур. Диатомит — это микроаморфный, содержащий  воду,
диоксид кремния. К таким носителям  относят  хромосорб  W,
газохром Q,  хроматон  N  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.

   Аппаратурное оформление процесса

  Газовая    хроматография—наиболее    разработанный    в
аппаратурном оформлении хроматографический метод.  Прибор
для  газохроматографического   разделения   и   получения
хроматограммы  называется  газовым  хроматографом.  Схема
установки   наиболее   простого   газового   хроматографа
приведена на рис. 5. Она  состоит  из  газового  баллона,
содержащего подвижную инертную фазу (газ-носитель),  чаще
всего гелий, азот,  аргон  и  др.  С  помощью  редуктора,
уменьшающего давление газа до необходимого,  газ-носитель
поступает  в  колонку,   представляющую   собой   трубку,
заполненную  сорбентом  или   другим   хроматографическим
материалом, играющим роль неподвижной фазы.



                                    [pic]
                  Рис.5 Схема работы газового хроматографа:
             1 – баллон высокого давления с газом-носителем; 2 –
                стабилизатор потока; 3 и 3 ' – манометры; 4 –
            хроматографическая колонка; 5 – устройство для ввода
           пробы; 6 – термостат; 7 – детектор; 8 – самописец; 9 –
                                 расходомер

  Газ-носитель  подается  из  баллона  под   определенным
постоянным давлением, которое устанавливается  при  помощи
специальных клапанов. Скорость  потока  в  зависимости  от
размера колонки, как правило, составляет 20—50 мл  •мин'1.
Пробу перед вводом в колонку дозируют, Жидкие пробы вводят
специальными инжекционными шприцами (0,5—20 мкл)  в  поток
газа-носителя (в испаритель) через мембрану из силиконовой
самоуплотняющейся  резины.  Для  введения   твердых  
12345
скачать работу

Газовая хроматография

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ