ХРОМАТОГРАФИЯ С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Хроматография

ХРОМАТОГРАФИЯ С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Председатель комитета — Мамедов Ильгар Салехович 

  • Программные задачи комитета   

23.11.2014 Хроматогра́фия (от др.-греч. χρῶμα — цвет)  — динамический сорбционный метод разделения и анализа смесей веществ, а также изучения физико-химических свойств веществ.

Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Название метода связано с первыми экспериментами по хроматографии, в ходе которых разработчик метода Михаил Цвет разделял ярко окрашенные растительные пигменты.

Метод хроматографии был впервые применён русским учёным-ботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году. Он использовал колонку, заполненную карбонатом кальция, для разделения пигментов растительного происхождения.

Первое сообщение о разработке метода хроматографии было сделано Цветом 30 декабря 1901 года на XI Съезде естествоиспытателей и врачей в С.-Петербурге. Первая печатная работа по хроматографии была опубликована в 1903 году, в журнале Труды Варшавского общества естествоиспытателей.

Впервые термин хроматография появился в двух печатных работах Цвета в 1906 году, опубликованных в немецком журнале Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. В 1907 году Цвет демонстрирует свой метод Немецкому Ботаническому обществу.

В 1910—1930 годы метод был незаслуженно забыт и практически не развивался.

В 1931 году Р. Кун, А. Винтерштейн и Е. Ледерер при помощи хроматографии выделили из сырого каротина α и β фракции в кристаллическом виде, чем продемонстрировали препаративную ценность метода.

В 1941 году А. Дж. П. Мартин и Р. Л. М. Синг разработали новую разновидность хроматографии, в основу которой легло различие в коэффициентах распределения разделяемых веществ между двумя несмешивающимися жидкостями. Метод получил название «распределительная хроматография».

В 1947 году Т. Б. Гапон, Е. Н. Гапон и Ф. М. Шемякин разработали метод «ионообменной хроматографии».

В 1952 году Дж. Мартину и Р. Сингу была присуждена Нобелевская премия в области химии за создание метода распределительной хроматографии.

С середины XX века и до наших дней хроматография интенсивно развивалась и стала одним из наиболее широко применяемых аналитических методов.

Терминология

Основные термины и понятия относящиеся к хроматографии, а также области их применения были систематизированы и унифицированы специальной комиссией ИЮПАК[1]. Согласно рекомендациям ИЮПАК, термин «хроматография» имеет три значения и используется для обозначения специального раздела химической науки, процесса, а также метода.

  • Хроматография — наука о межмолекулярных взаимодействиях и переносе молекул или частиц в системе несмешивающихся и движущихся друг относительно друга фаз.
  • Хроматография — процесс дифференцированного многократного перераспределения веществ или частиц между несмешивающимися и движущимися относительно друг друга фазами, приводящий к обособлению концентрационных зон индивидуальных компонентов исходных смесей этих веществ или частиц.

Хроматография — метод разделения смесей веществ или частиц, основанный на различиях в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз.[править | править вики-текст]

  • Колонка — содержит хроматографический сорбент, выполняет функцию разделения смеси на индивидуальные компоненты.
  • Элюент — подвижная фаза (растворитель или смесь растворителей): газ, жидкость или (реже) сверхкритический флюид.
  • Неподвижная фаза — твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе, в адсорбционной хроматографии — сорбент.
  • Хроматограмма — результат регистрирования зависимости концентрации компонентов на выходе из колонки от времени.
  • Детектор — устройство для регистрации концентрации компонентов смеси на выходе из колонки.
  • Хроматограф — прибор для проведения хроматографии.

Классификация видов хроматографии

Существуют различные способы классификации хроматографических методов. I. По физической природе неподвижной и подвижной фаз: 1.

жидкостная хроматография (если подвижная фаза жидкая) Жидкостную хроматографию в свою очередь можно разделить в зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы на твердо-жидкофазную (ТЖХ) — неподвижная фаза твердая и жидко-жидкофазную хроматографию (ЖЖХ) — неподвижная фаза жидкая. ЖЖХ часто называют распределительной хроматографией. 2.

газовая хроматография (если подвижная фаза газообразная). Газовую хроматографию в зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы делят на газоадсорбционную (ГТХ, ГАХ) и газожидкостную (ГЖХ) или газораспределительную. II. В зависимости от способа перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента различают: 1.

 проявительный (элюентный)- при его использовании пробу исследуемой смеси вводят порцией в начальной точке (вход в колонку) на слой хроматографической насадки (сорбента).

Под действием потока подвижной фазы зона пробы начинает перемещаться вдоль колонки, причем скорости перемещения отдельных компонентов пробы обратно пропорциональны величинам соответствующих им констант распределения. 2.

фронтальный — при этом разделяемая смесь непрерывно поступает на слой сорбента в начальной точке и, таким образом, фактически играет роль подвижной фазы. 3.

 вытеснительный — методика проведения разделения вытеснителъным методом аналогична методике проведения разделения проявительным методом, но без использования несорбирующегося элюента (подвижной фазы). Перемещение хроматографических зон достигается путем вытеснения компонентов разделяемой смеси веществом, которое сорбирует сильнее любого из этих компонентов. Каждый компонент этой пробы вытесняет компоненты, которые взаимодействуют с неподвижной фазой менее сильно, чем он сам. 4. электрохроматография — хроматографический процесс, при котором движение заряженных частиц осуществляется под действием приложенного напряжения. Скорость движения частиц определяется их массой и зарядом. Для аналитических целей наиболее широко используется элюентный (проявительный) метод хроматографирования.

III. В зависимости от природы процесса, обусловливающего распределение сорбатов между подвижной и неподвижной фазами, различают: 1. адсорбционная хроматография — разделение за счет адсорбции основано на различии адсобируемости компонентов смеси на данном адсорбенте; 2.

 распределительная хроматография — разделение основано на различии в растворимости сорбатов в подвижной и неподвижной фазах или на различии в стабильности образующихся комплексов; 3. ионообменная хроматография — разделение основано на различии констант ионообменного равновесия; 4.

 осадочная хроматография — разделение основано на различной растворимости осадков в подвижной фазе; 5. аффинная хроматография — основана на биоспецифическом взаимодействии компонентов с аффинным лигандом; 6.

 эксклюзионная хроматография — разделение основано на различии и проницаемости молекул разделяемых веществ в неподвижную фазу. Компоненты элюируются в порядке уменьшения их молекулярной массы.

  1. В зависимости от механизма сорбции, по которой хроматография подразделяется на молекулярную, ситовую, хемосорбционную и ионообменную.В молекулярной хроматографии природой сил взаимодействия между неподвижной фазой (сорбентом) и компонентами разделяемой смеси являются межмолекулярные силы типа сил Ван-дер-Ваальса.

К хемосорбционной хроматографии относят осадочную, комплексообразовательную (или лигандообменную), окислительно-восстановительную. Причиной сорбции в хемосорбционной хроматографии являются соответствующие химические реакции.

  1. По технике выполнения (характеру процесса) различают: колоночную хроматографию (неподвижная фаза находится в колонке); плоскостную (планарную) — бумажную и тонкослойную (неподвижная фаза — лист бумаги или тонкий слой сорбента на стеклянной или металлической пластинке); капиллярную хроматографию (разделение происходит в пленке жидкости или слое сорбента, размещенном на внутренней стенке трубки); хроматографию в полях (электрических, магнитных, центробежных и других сил).
  2. В зависимости от цели проведения хроматографического процесса различают аналитическую, неаналитическую, препаративную и промышленную хроматографию.Аналитическая хроматография предназначена для определения качественного и количественного состава исследуемой смеси.

По агрегатному состоянию фаз

По рабочему давлению

  • Хроматография низкого давления (FPLC)
  • Хроматография высокого давления (HPLC)
  • Хроматография ультравысокого давления (UHPLC)

По способу ввода пробы

  • Элюентная хроматография (проявительная, редк. элютивная)

Наиболее часто используемый вариант проведения аналитической хроматографии. Анализируемую смесь вводят в поток элюента в виде импульса . В колонке смесь разделяется на отдельные компоненты, между которыми находятся зоны подвижной фазы.

  • Фронтальная хроматография

Смесь непрерывно подают в колонку, при этом на выходе из колонки только первый, наименее удерживаемый компонент можно выделить в чистом виде. Остальные зоны содержат 2 и более компонентов. Родственный метод — твердофазная экстракция (сорбционное концентрирование).

  • Вытеснительная хроматография

В колонку после подачи разделяемой смеси вводят специальное вещество-вытеснитель, которое удерживается сильнее любого из компонентов смеси. Образуются примыкающие друг к другу зоны разделяемых веществ.

См. также

  • Рудаков О.Б. Востров И.А. Спутник хроматографиста. — Воронеж: Водолей, 2004. — 528 с. — ISBN 5-88563-049-6.
  • Яшин Я. И., Яшин Е. Я., Яшин А. Я. Газовая хроматография. — М., 2009. — 528 с. — ISBN 978-5-94976-825-9.
  • Долгоносов А. М. «Методы колоночной аналитической хроматографии» — учебное пособие для студентов химических специальностей, Дубна ,2009г.
  • Цвет М. С., Труды Варшавского общества естествоиспытателей, Отд. Биологии, 1903, т. 14, разд. 6, с. 20.

Возврат к списку

© 2014-2018 Федерация лабораторной медицины

E-mail: info@fedlab.ru, Телефон: +7 499 348-21-06

Источник: https://fedlab.ru/komitety/komitet-po-khromatograficheskim-metodam-issledovaniya/?ELEMENT_ID=285

Хроматографический метод анализа

ХРОМАТОГРАФИЯ С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Выделение индивидуальных химических соединений из смесей различного происхождения всегда было и остаётся одной из основных задач химии. Прежде чем начать подробное исследование какого-либо вещества, необходимо, как правило, выделить его в возможно более чистом виде и в достаточном количестве.

В природных условиях вещества находятся главным образом в смесях, а продукты синтеза и других химических реакций обычно также не получаются сразу в чистом виде. Исходные  смеси веществ могут быть чрезвычайно сложным по составу.

Поэтому разделение смесей на отдельные компоненты является для химика одной из наиболее частых работ.

Таким образом, методы разделения имеют важное значение, как в промышленности, так и в лабораторных работах препаративного и аналитического характера.

Одним из методов разделения сложных смесей органических и неорганических веществ на отдельные компоненты является хроматографический метод.

Метод разработан в 1903 году Михаилом Цветом, который показал, что при пропускании смеси растительных пигментов через слой бесцветного сорбента индивидуальные вещества располагаются в виде отдельных окрашенных зон. Полученный таким образом послойно окрашенный столбик сорбента Цвет назвал хроматограммой, а метод – хроматографией.

Хроматография

Хроматография — это физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами – неподвижной и подвижной (элюент), протекающий через неподвижную.

Ряд видов хроматографий осуществляется с помощью приборов называемых хроматографами. Хроматографы используют для анализа и для препаративного разделения смесей веществ.

Хроматографы

Хроматографы – это приборы или установки для хроматографического разделения и анализа смесей веществ.

Основными частями  хроматографа являются: система для ввода исследуемой смеси веществ (пробы); хроматографическая колонка; детектирующее устройство (детектор); системы регистрации   и термостатирования; для препаративных (в т.

ч. производственных) хроматографов, кроме того, отборные приспособления и приёмники для разделённых компонентов.

В соответствии с агрегатным состоянием используемой подвижной фазы существуют газовые и жидкостные хроматографы.

Для анализа и разделения веществ переходящих без разложения веществ, переходящих без разложения в парообразное состояние, получила газовая хроматография, где в качестве элюента (газа-носителя) используется гелий, азот, аргон, и др. газы.

В жидкостной колоночной хроматографии в качестве элюента применяют легколетучие растворители (напр., углеводороды, эфиры, спирты).

Газовый хроматограф

Принципиальная схема газового хроматографа приведена на рисунке 1.

В газовом хроматографе газ — носитель из баллона через регуляторы расхода и давления непрерывно с постоянной или переменной скоростью подаётся в хроматографическую колонку – трубку, заполненную сорбентом и помещённую в термостат позволяющий поддерживать заданную температуру

Рисунок 1. Схема газового хроматографа.

1 — баллон с инертным газом; 2 — устройство для ввода пробы в хроматограф; 3 — хроматографическая колонка; 4 — термостат; 5 — детектор; 6 — преобразователь сигналов; 7 — регистратор.

Ввод газообразной пробы (1 – 50 куб. см) и жидкой (неск. мкл.) осуществляется либо вручную (газовым шприцем или микрошприцем), либо автоматически – при помощи микродозаторов. В хроматографической колонке происходит разделение многокомпонетной смеси на ряд бинарных смесей, состоящих из газа – носителя и одного из анализируемых компонентов.

Бинарные смеси в определённой последовательности, зависящей от сорбируемости компонентов, поступают в детектор. В результате происходящих в детекторе процессов (изменение теплопроводности, ионизационного тока и др.

) фиксируется изменение концетрации выходящих компонентов; преобразованные в электрический сигнал, эти процессы записываются в виде выходной кривой.

Хроматографические колонки

Хроматографическая колонка – “сердце” хроматографа, в ней и происходит собственно разделение смеси. Колонки подразделяются на упаковочные (набивные) и капилярные. Изготавливают их из стеклянных, стальных, полиэтиленовых, тефлоновых и иногда медных трубок.

Термостат

Подвижность разделяемых компонентов в колонке в большей степени зависит от температуры, поэтому, чтобы элюирование длилось приемлемое время, в колонке необходимо поддерживать выбранную температуру. Область рабочих температур чрезвычайно обширна – от температуры жидкого азота и до 400 °С и более в соответствии с природой хроматографируемых соединений и конструкцией прибора.

Выбранная температура должна поддерживаться постоянной в очень узком интервале (± 0,1 °С). Современные термостаты вполне позволяют поддерживать температуру с такой степенью точности. Хроматографические термостаты снабжены воздушным нагревателем и вентилятором. Преимущество таких термостатов – их чувствительность при работе при высоких температурах.

Детекторы

Хроматографический детектор – это прибор, преобразующий результаты разделения в форму, удобную для регистрации самописцем.

Поскольку принцип действия хроматографических детекторов может быть самым разным, детекторы трудно сравнивать. Однако существуют несколько общих критериев.

Это селективность, чувствительность, реакция, шум, нижний предел детектирования (наименьшее детектирующее количество) и линейность отклика. Последняя характеристика зависит от принципа работы детектора.

Для количественной работы почти каждый детектор требует калибровки, необходимой для определения поправочных коэффициентов.

Рисунок 2. Схема катарометра.

1 — ввод газа из колонки; 2 — выход в атмосферу; 3 — нить сопротивления; 4 — изолятор; 5 — металлический блок.

ДТП – детектор по теплопроводности (катарометр, рисунок 2) – принцип  действия основан на сравнении теплопроводности чистого газа — носителя и бинарной смеси состоящей из газа-носителя и одного из компонентов анализируемой смеси, различие теплопроводности приводит к разбалансу моста, что служит сигналом детектора. Чувствительные элементы детектора включены по мостовой схеме (R1,R2,C1,C2), показанной на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема моста.

С1, С2 — измерительные ячейки; R1, R2 — сравнительные ячейки; 1 — вход газа из колонки; 2 — ввод чистого газа — носителя; 3 — установка нуля; 4 — миллиамперметр; 5 — регулятор тока, проходящего через нити; 6 — источник тока; 7 — вывод на самописец.

ДИП – детектор ионизации в пламени (рисунок 4) – принцип действия основан на изменении электропроводности водородо — воздушного пламени.

Рисунок 4. Схема ионизационного детектора.

1 — источник ионизации; 2 — область между электродами; 3 — электрометр; 4 — самописец; 5 — источник напряжения ионизации; 6 — источник компенсационного потенциала; Ео — измеряемое напряжение; R1 — электрическое сопротивление среды; R2 — измеряемое сопротивление.

Существуют и другие детекторы (ДЭЗ, ТИД, ДИР, ДПР, ПФД и др.), но ДТП и ДИП наиболее чаще используемые (ОАО “КАУСТИК”) в газовой хроматографии.

Для жидкостной хроматографии используют детекторы: кондуктометрический, фотометрический (спектрофотометрический), рефрактометрический и др. Подачу подвижной фазы – растворителя осуществляют при помощи беспульсационных систем (давление до 50 МПа), а ввод пробы – микрошприцем или переключающимся краном

Рисунок 5. Схема Пламенно — ионизационного детектора.

1 — ввод водорода; 2 — ввод газа из колонки; 3 — ввод воздуха; 4 — вывод в атмосферу; 5 — катод; 6 — собирающий электрод.

Регистраторы

Компонент смеси, поступаюший из колонки, с помощью детектора трансформируется в изменение некоторого электрического параметра, как правило, напряжения.

Изменение этого параметра во времени регистрируется, и полученную хроматограмму можно обрабатывать как качественно, так и количественно.

Регистрируют хроматограммы самопишущие потенциометры, которые дают длительную запись отклика детектора как функции времени.

В хроматографии можно применять лишь те самописцы, которые отвечают определённым требованиям: это высокая скорость регистрации; воспроизводимое отклонение пера при подаче одного и того же напряжения; линейная зависимость по всей шкале; высокая чувствительность, т.е. отклонение пера при очень маленьком изменении потенциала.

Основной недостаток самописцев – ограниченная линейная область. Именно по этой причине такое большое внимание уделялось разработке методов регистрации сигналов детекторов без применения переключения диапазонов. К приборам такого типа относятся, в частности, цифровые интеграторы.

Источник: https://kipia-portal.ru/2016/05/30/xromatograficheskij-metod-analiza/

Хроматографический анализ

ХРОМАТОГРАФИЯ С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

    МетодЭлюент (подвижная фаза)Неподвижная фаза
    ГХ (Газовая абсорбционная)Газы (воздух, аргон, азот, гелий)Неспецифические сорбенты, цеолиты или молекулярные сита
    ГЖХ (газовая распределительная)Газы (воздух, аргон, азот, гелий)Пленки разнополярных жидких сорбентов на твердом носителе
    ЖЖК, ЖАХ, ВЭЖХ (жидкостная сорбционная)Водно-органические растворы и смесиПленки разнополярных жидких сорбентов на твердом носителе. Цеолиты или молекулярные сита
    Молекулярно-ситоваяПолимерные и мономерные растворыМолекулярные сита
    ИонообменнаяВодные растворыАмфолиты, аниониты, катиониты
    ЖЖК, ЖАХ (плоскостная)Растворители органической и неорганической природыГидрофобная и гидрофильная бумага

    По агрегатному состоянию элюента хроматографию классифицируют на:

    • Газовую. Ее методы исследования используются для дифференцирования газов на монокомпоненты, определения примесей в воздухе, жидкости, почве, продуктах промышленности. Хроматографический анализ данного типа активно применяется для определения состава лекарственных препаратов и выхлопных газов, а также в сфере криминалистики.
    • Жидкостную. Ее методы эффективны при анализе, очистке и разделении синтетических полимеров, медикаментов, гормонов, белков и прочих биологически важных веществ. Благодаря высокочувствительным детекторам этот способ позволяет работать с малым объемом сложных веществ, что чрезвычайно важно при проведении биологических исследований.

    Газовая хроматография

    Газовая хроматография — это вид хроматографического анализа, где в качестве элюента выступает газообразное вещество или пар. На сегодняшний день выделяют следующие категории:

    • Газоадсорбционная. В этом случае в качестве неподвижной фазы выступает твердое вещество.
    • Газожидкостная. В роли неподвижной фазы выступает жидкость.

    Хроматографический анализ проводится при помощи газового хроматографа. Поступление газа-носителя осуществляется из баллона повышенного давления в блок носителя (здесь же происходит дополнительная очистка газа).

    От исследуемой смеси отбирают пробу, которая при повышенной температуре вводится в газовый поток через резиновую мембрану. Введение пробы возможно также и посредством автоматических систем ввода — самплеров.

    Далее происходит испарение жидкой пробы и перенесение ее в колонку хроматографа потоком газа. Разделение осуществляется при температуре 200–400 градусов, но в ряде случаев возможно дифференцирование при более низких температурных показателях.

    Разделенные в потоке газа компоненты поступают в дифференциальные детекторы, регистратор фиксирует изменения во времени, и на основании полученных данных, вырисовывается хроматограмма.

    Если в исследовании одновременно задействовано несколько детекторов, то можно говорить о возможности комплексного анализа хроматографических зон с двумя и более соединениями.

    Тонкослойная хроматография

    Тонкослойная хроматография или сокращенно — ТСХ — представляет собой хроматографический анализ сложных твердых и жидких смесей, в основе которого лежит разное распределение разделяемых веществ между сорбирующим слоем и подвижной фазой.

    За счет этого вещества за одно и то же время смещаются на разные расстояния. Этот метод отличается повышенной чувствительностью и предоставляет большие возможности для исследования и разделения многокомпонентных смесей.

    В качестве оборудования для проведения анализа посредством ТСХ используется специальный прибор, устройство которого представлено на рисунке.

    Ионообменная хроматография

    Ионообменная хроматография базируется на задержании в неподвижной фазе молекул веществ в результате электростатического взаимодействия разнополярных ионов.

    При проведении исследования ионы анализируемого вещества начинают конкурировать с ионами элюента, стремясь к взаимодействию с сорбентами, которые заряжены противоположно.

    Это значит, что данный метод подходит для анализа любых смесей, которые могут быть ионизированы.

    Газожидкостная хроматография

    В основе газожидкостной хроматографии (ГЖХ) лежит физико-химическое разделение вещества, которое находится в газовой фазе и проходит вдоль нанесенной на твердый сорбент нелетучей жидкости. Такая хроматографическая методика сегодня считается наиболее перспективной.

    Перспективность данного хроматографического метода обусловлена возможностью исследования близких по составу компонентов сложной смеси, даже если их температура кипения отличается на десятые доли градуса. На проведение анализа обычно требуется небольшое количество вещества и всего несколько минут.

    Для исследования смеси методом газожидкостной хроматографии применяется современный хроматограф, схематичное устройство которого представлено на рисунке ниже.

    Обозначения:

    1 — баллон с газом-носителем; 2 — блок стабилизации потока газа; 3 — аналитический блок (колонки, термостат и ротаметр); 4 — детектор; 5 — усилитель;

    6 — потенциометр-самописец;

    7 — блок программированного изменения температуры колонки.

    Качественный и количественный анализ газа

    Хроматографический анализ газа — это процесс исследования газовых смесей на предмет количества содержащихся в них компонентов и их качественных характеристик. Чаще всего комплексный анализ газовых веществ удобнее и эффективнее проводить методом газожидкостной хроматографии.

    Такая хроматографическая методика особенно актуальна в сфере контроля технологических параметров продуктов газовой, химической и нефтехимической промышленности, а также при проведении поиска месторождений нефти и газа.

    В ряде случаев хроматографический анализ газа применяется для идентификации взрывоопасных, токсичных или легковоспламеняющихся веществ в воздухе промышленного помещения.

Источник: https://www.meta-chrom.ru/company/articles/chromatographic-analysis/

Система термостатирования

ХРОМАТОГРАФИЯ С ПРОГРАММИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Хроматографическиеколонки, детекторы, испарители работаютпри определенных температурных режимах.

Выбранная температураколонки должна поддерживаться постояннойс погрешностью, не превышающей 0,2 °С.

Точность поддержаниятемпературы детектора зависит от еготипа. Для катарометра требуется болеестабильное термостатирование, чем дляколонки: максимальные колебаниятемпературы не более 0,02 °С.Пламенно-ионизационный детектор можетустойчиво работать без специальноготермостата.

Требуемыетемпературные режимы колонки, детектораи дозирующих устройств достигаютсяпомещением их в соответствующиетермостаты, управляемые терморегулятором.Если необходимо повышать температуруколонки в процессе анализа, используютпрограмматор температуры.

Хроматографыснабжаются воздушными термостатами свентиляторами. Термостаты, предназначенныедля работы с программированиемтемпературы, имеют меньшую теплоемкость,так как должны быстро прогреваться приограниченной мощности нагревателей.

Программирование температуры

Программированиетемпературы колонки применяется прианализе сложных смесей с широкимдиапазоном температур кипения (более100 К). Общее время анализа значительносокращается по сравнению с работой визотермическом режиме.

Чаще всегоиспользуется линейный закон (постояннаяскорость повышения температуры) илилинейно-ступенчатый режим, при которомучастки повышения температуры чередуютсяс изотермическими ступенями. Системапрограммирования обеспечивает скоростинагрева от 0,5до 25 оС/мин.

Линейноепрограммирование осуществляется спомощью электродвигателя, изменяющегосопротивление потенциометра заданиятемпературы и одновременно поворачивающеготемпературную шкалу программатора.Необходимая скорость нагрева достигаетсяустановкой соответствующего питаниядвигателя программатора [32, 35].

Термостаты итерморегулятор с программаторомсоставляют систему термостатирования,в которую может также входить устройстводля измерения температуры.

Регистрация результатов анализа

Сигнал детектора,преобразованный усилителем, записываетсяв видехроматограммыавтоматическим регистратором:дисплеем или потенциометром. Обычнорегистрируется зависимость величинысигнала детектора от времени. Хроматограммаприродного горючего газа, полученнаяна хроматографе серии «Кристалл»,приведена на рис. 5.7.

Рис.5.7. Хроматограмма природного горючегогаза [37]

На хроматограммеодному компоненту всегда будетсоответствовать один пик. Однако нельзясказать, что одному пику всегдасоответствует только один компонент.Если из колонки одновременно выделилисьдва компонента (не разделившись), то онитакже зарегистрируются в виде одногопика.

Газ-носитель

Природа газа-носителяоказывает влияние на работу детектораи характеристики колонки. Кромеобеспечения высокой чувствительностидетектора, газ-носитель должен бытьинертным по отношению к разделяемымвеществам и сорбенту, иметь небольшуювязкость для поддержания минимальногоперепада давления на колонке, бытьвзрывобезопасным и достаточно дешевым[35].

Детектор потеплопроводности измеряетразличие в теплопроводностичистого газа-носителя и смеси газа-носителяс веществом, выходящим из хроматографическойколонки. Поэтому наибольшая чувствительностьможет быть получена в том случае, когдатеплопроводность анализируемоговещества сильнее отличается оттеплопроводности газа-носителя.

Большинство органических веществ имеютнизкую теплопроводность (табл. 5.1) идля их анализа целесообразно использоватьгазы-носители с возможно более высокойтеплопроводностью. Такими газамиявляются водород и гелий, но на практикеводород ввиду его взрывоопасностиприменяется значительно реже гелия.

Так как гелий является довольно дефицитными дорогим газом, а работа с водородомнебезопасна, в некоторых случаях вкачестве газов-носителей могутиспользоваться азот, аргон, углекислыйгаз или воздух. Однако характеристикидетектора по теплопроводности(чувствительность, линейность) приработе с этими газами значительноухудшаются.

Кроме того, при анализевеществ с большей теплопроводностью,чем у газа-носителя, появляютсяотрицательные пики [32].

Таблица 5.1

Теплопроводностьгазов-носителей и некоторых органических

веществ [32]

Соединение

Теплопроводность  103 при 100 °С, Вт/(м∙К)

Теплопроводность

по отношению к гелию, %

Газы-носители

Азот

31,4

18,0

Аргон

21,8

12,5

Водород

223,6

128,0

Гелий

174,2

100,0

Диоксид углерода

22,2

12,7

Хроматографируемые вещества

Этан

30,6

17,5

Бутан

23,4

13,5

Изобутан

24,3

14,0

Нонан

18,8

10,8

Циклогексан

17,6

10,1

Бензол

17,2

9,9

Ацетон

16,7

9,6

Этанол

22,2

12,7

Этилацетат

17,2

9,9

Теплопроводностьгазов зависит от подвижности их молекул.Скорость молекул является функциеймолекулярного веса: чем меньше молекула,тем больше ее скорость и тем вышетеплопроводность газа. Поэтому водороди гелий, имеющие наименьшие размерымолекул, обладают самой большойтеплопроводностью.

Источник: https://StudFiles.net/preview/4246988/page:4/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

    ×
    Рекомендуем посмотреть