Виды хроматографии
Статьи / Теория хроматографии, хроматографический анализ, виды хроматографии / Виды хроматографии
Страница 1

Рассмотрим особенности наиболее широко применяемых видов хроматографии.

Газовая хроматография - это метод, ПФ в которой является инертный газ (азот, гелий, водород). Анализируемую пробу в виде смеси газов или жидкой смеси в паровое состояние вводят в поток ПФ. Неподвижной фазой служит либо твердое вещество (газотвердофазная или газоадсорбционная хроматография - ГАХ), либо жидкость, нанесенная на твердый инертный носитель или на внутреннюю поверхность капилляра (газожидкостная - ГЖХ или газораспределительная хроматография). В аналитической химии чаще используют газораспределительную хроматографию.

Твердый инертный носитель должен обладать высокоразвитой капиллярной структурой, этому соответствует, например, кизельгур (диатомит) - разновидность гидратированного силикагеля (твердой кремниевой кислоты). Часто ее обрабатывают реагентами, которые переводят группы Si - OH в группы Si - O - Si (СН3) 3, что повышает инертность носителя по отношению к разделяемым веществам (способ силанизации). Таковыми являются, например, носители “хромосорб W” и “газохром Q”.

На кизельгур наносят жидкую неподвижную фазу. Можно выделить три типа неподвижных фаз: неполярные (например, сквалан), умеренно полярные (например, динонилфталан), полярные (например, диметилформамид). Полярность неподвижной фазы должна быть близка к полярности анализируемой пробы, например неполярные пентан, бутан и пропан хорошо разделяются на сквалане. Иногда в качестве подвижной фазы используют органические соединения, ковалентно связанные с носителем (химически связанные фазы). Такие фазы менее чувствительны к повышению температуры. Носителем с неподвижной фазой равномерно заполняют трубку (материал: стекло, нержавеющая сталь, полимер), получают хроматографичеcкую насадочную колонку. Размеры колонок, используемых для аналитических целей, составляют: внутренний диаметр 2-6 мм и длина до 20м (поэтому сгибают в спираль). Для препаративных задач могут использоваться насадочные колонны больших размеров.

Капиллярные колонки чаще изготавливают из кварцевого стекла, имеют внутренний диаметр 0,2 - 0,5 мм и длину 10 - 100 м. Внутренняя поверхность капилляра смачивается теми же жидкими фазами, что и в предыдущем варианте. Капиллярные колонки по разделительной способности более эффективны, чем насадочные колонки, поэтому такой вариант часто называют высокоэффективной газовой хроматографией.

В колонку, продуваемую газообразной подвижной фазой, вводят анализируемую пробу: газообразную смесь удобнее с помощью крана-дозатора, жидкая - с помощью хроматографического шприца (объем пробы мал: 0,1-50 мкл). Жидкие и твердые пробы перед введением в колонку должны быть переведены в парообразное состояние. Выходящие из колонки компоненты можно детектировать различными способами и получать хроматограммы в виде пиков.

Для получения выходной хроматографической кривой используют детектор и регистратор.

Детектор (определитель, анализатор) реагирует на какое-либо свойство газа-носителя и анализируемых веществ. Наиболее распространенными являются детектор по теплопроводности (ДТП или катарометр) и пламенно-ионизационный детектор (ПИД).

Катарометр преобразует зависимость теплопроводности среды от концентрации вещества в хроматографической смеси в электрический аналитический сигнал. Электрическая схема катарометра представляет собой электрический мостик, в одно плечо которого вставлена металлическая проволочка, находящаяся в токе газа-носителя, а в другое плечо вставлена точно такая же проволочка, омываемая газом-носителем с определяемыми веществами хроматографической смеси. До хроматографирования оба плеча катарометра омываются инертным газом и обе проволочки имеют одинаковое электрическое сопротивление, постоянство которого выписы-вается регистратором (самопишущем потенциометром) в виде нулевой линии хроматограммы. При поступлении в катарометр зоны вещества изменяется теплопроводность среды в плече катарометра, соответственно изменяется теплопроводность среды и электрическое сопротивление проволочки. Причём сопротивление меняется точно так же, как распределено вещество в хроматографической зоне, т.е. по закону Гаусса, графическим изображением которого является симметричная колоколообразная кривая (пик). Зависимость

R = f(c) преобразуется электрической схемой катарометра в электрический аналитический сигнал, который выводится на регистратор, выписывающий зависимость в виде пика хроматограммы.

В качестве регистратора используют самопишущий потенциометр или более современное устройство хранения и математической обработки информации - персональный компьютер.

ПИД состоит из водородной горелки, расположенной между двумя электродами. При сгорании компонентов в пламени горелки происходит их ионизация, а в электрической схеме ПИД возникает ток ионизации, пропорциональный концентрации компонентов в смеси. Зависимость тока ионизации от концентрации выводится на регистратор. В современных хроматографах аналоговый сигнал с детектора поступает на аналогово-цифровой преобразователь, информация с которого обрабатывается персональным компьютером. С помощью ПК удается автоматизировать весь хроматографический анализ.

Страницы: 1 2 3 4

Смотрите также

Проблемы государственного регулирования нефтяного комплекса России в условиях рынка
...

Статистическая термодинамика
Термодинамическая система, коллектив и его состояния. Метод ансамблей. Энтропия и вероятность. Канонический ансамбль Гиббса. Каноническое распределение. Фактор Гиббса. Вероятности, свободная ...

Химики создали молекулу, способную удалять из раствора отрицательно заряженные ионы
Химики создали органическую молекулу, способную связывать отрицательно заряженные ионы растворенных веществ. Это позволяет очищать растворы от ионов, например, хлора и фтора. Агенты (вещества), спос ...