Газовая хроматография

Колориметрические и нефелометрические методы исследования

Колориметрический метод основан на изменении степени интенсивности окраски растворов, характерной для определяемого вещества. Нефелометрический — на изменении степени мутности раствора в результате соответствующей химической реакции, при которой образуется вещество, находящееся во взвешенном состоянии.

Изменение интенсивности окраски как и оценку степени мутности в пробах, производят путем сравнения со стандартными растворами, т.е. растворами, содержащими известное количество определяемого вещества.

Концентрацию вещества в растворах можно определить фотоэлектроколориметрически, что позволяет значительно ускорить проведение химических анализов.

Для этого готовят серию стандартных растворов с определенной концентрацией. Измеряют оптические плотности полученных растворов и строят градуировочный график. В качестве контрольного раствора используют поглотительный раствор, предварительно измерив его оптическую плотность по отношению к дистил­лированной воде. Затем проводят колориметрирование пробы.

Метод газовой хроматографии основан на распределении компонентов анализируемой смеси веществ между несмешивающимися фазами, одна из которых подвижная — инертный газ (азот, гелий и др.), другая — неподвижная (высококипящая жидкость или твердая фаза).

Газовый хроматограф состоит из баллона с газом носителем, регулятора расхода газа-носителя, испарителя – системы ввода пробы, хроматографической колонки, помещенной в термостат, детектора, самописца или компьютера (рис. 7).

			Хромато-графическая колонка
			Самописец или компьютер

Рис. 7. Принципиальная схема хроматографа

Инертный газ - носитель из баллона через регулятор расхода с постоянной скоростью поступает в хроматограф. В испаритель микрошприцем вводится анализируемая смесь веществ. Газ-носитель увлекает за собой компоненты пробы в хроматографическую колонку, в которой происходит разделение компонентов смеси.

Хроматографические колонки: набивные (длина – 1 - 3 м, диаметр - около 4 мм, материал - стекло, сталь и др.) и капиллярные (длина - до 50м, материал - стекло, кварц), нержавеющая сталь (до 100 м).

Эффективность колонки (способность разделять сложные смеси на отдельные компоненты) зависит от размера частиц, на которые нанесена жидкая фаза. Она возрастает при использовании однородных частиц малого размера. Для стандартных набивных колонок оптимальный размер частиц 0,12 - 0,17 мм. Необходимо учитывать их близость к анализируемым соединениям.

Для анализа полярных компонентов применяют полярные фазы, для анализа неполярных компонентов — менее полярные или полностью неполяр­ные.

Неподвижные фазы для газоадсорбционной хроматографии: силикагель, оксид алюминия, цеолиты, полимерные сорбенты (например, полисорб, поропак и др.).

Наиболее употребляемые неподвижные жидкие фазы для газо­жидкостной хроматографии: карбовакс, силиконовые эластомеры, твердый носитель — хроматон и др.

История развития газовой хроматографии — это история появления и развития детекторов для хроматографии. Применяется несколько типов детекторов.

1. Детектор теплопроводности (ДТП) или катарометр. Принцип его действия основан на различии теплопроводностей анали­зируемого вещества и газа-носителя.

2. В детекторе ионизационно-пламенном (ПИД или ДИП) используется зависимость электропроводности пространства между электродами от числа находящихся в нем ионизированных частиц, которые образуются в водородном пламени под действием термических и окислительных процессов при попадании в него молекул анализируемого вещества. Выходным сигналом детектора является значение силы тока, протекающего между электродами под действием приложенного к ним напря­жения.

3. Электронно-захватный детектор (ЭЗД), или детектор по захвату электронов, как и ДИП, основан на зависимости элек­тропроводности промежутка между электродами и числом ионов, находящихся в этом промежутке, которое связано с числом молекул, поступающих в детектор. Однако механизм и способ образования ионов принципиально отличаются от такового в случае ДИП — ионы образуются в результате взаимодействия молекул анализируемого вещества и потока электронов в камере детектора в результате бета-распада радиоактивного вещества.

Необходим очень чистый «ОСЧ», не содержащий следов кислорода, чувствительность детектора ЭЗД.

Чувствительность определения зависит от наличия нитро- и других групп, взаимодействующих с электронами.

4. Детектор термоионный (ДТИ) по принципу действия аналогичен ДИП. Однако дополнительно в водородное пламя непре­рывно поступает поток ионов щелочных металлов (калий, натрий, цезий). В их присутствии резко возрастает эффективность ионизации соединений, содержащих азот, фосфор, хлор и др. ДТИ применяют для определения ФОС и азотсодержащих соединений.

5. Пламенно-фотометрический детектор (ПФД) селективен и обладает повышенной чувствительностью по отношению к соединениям, содержащим серу.

Запись (представление) результатов хроматографического анализа на диаграммной ленте или мониторе компьютера называется хроматограммой.

Известными в России марками являются хроматографы серия «Цвет-100», «Цвет-500», серия 3700, ХПМ-2 (хроматограф переносной, малогабаритный), Кристал-2000.

Дата добавления: 2014-01-11