Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 2

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 5

Notice: Use of undefined constant DOCUMENT_ROOT - assumed 'DOCUMENT_ROOT' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 11

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Use of undefined constant REQUEST_URI - assumed 'REQUEST_URI' in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: flag in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 28

Notice: Undefined variable: adsense7 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 39

Notice: Undefined variable: adsense6 in /var/www/www-root/data/www/sound-talk.ru/index.php on line 40
Насадочные колонки для газовой хроматографии. Хроматография. Лекция 5. Газовая хроматография

Колонка для газовой хроматографии. Насадочные колонки для газовой хроматографии


Хроматография. Лекция 5. Газовая хроматография

Газовая хроматография (ГХ) – метод разделения летучих соединений, в котором подвижной фазой является газ.

  • ПФ – газ носитель (инертный газ: гелий)
  • НФ – твердый сорбент с большой удельной поверхностью
  • только для аналитических целей и только в колонке

Разновидности газовой хроматографии

  1. газо-твердофазная (газо-адсорбционная)
  2. газо-жидкостная

Требования к веществам для газовой хроматографии

  • летучесть (или предварительный перевод в летучие производные)
  • инертность
  • термическая устойчивость (до 350)
  • молярная масса до 400

Достоинства газовой хроматографии

  • один из наиболее распространенных методов анализа
  • неразрушающий метод анализа
  • высокая разрешающая способность
  • низкий предел обнаружения
  • высокая чувствительность
  • экспрессность
  • точность
  • совместимость с большим типом детекторов

Газо-адсорбционная хроматография

Газо-адсорбционная хроматография (ГАХ) – адсорбционная хроматография.Разделение в газо-адсорбционной хроматографии достигается за счет различной адсорбции на НФ.

Неподвижная фаза

НФ определяет селективность.

Типы НФ

  1. Твердые адсорбенты
  2. Жидкости на твердом носителе
  3. Химически связанные жидкие фазы

Особые требования к адсорбентам в ГАХ

  • высокая удельная поверхность
  • отсутствие каталитической активности
  • химическая инертность
  • малая летучесть
  • термическая устойчивость
  • физическая сорбция хроматографируемых соединений
  • однородность структуры

Применение газо-адсорбционной хроматографии

  • анализ газов
  • анализ низкомолекулярных веществ (не должные содержать активных функциональных групп)
  • определение воды в неорганических и органических материалах, анализ
  • анализ летучих гидридов металлов

Преимущества и недостатки газо-адсорбционной хроматографии

Преимущества:

  • большое время жизни колонок
  • возможность разделения стереоизомеров, неорганических газов и других смесей соединений, которые проблематично хроматографировать другими методами

Недостатки:

  • сильное удерживание полярных и высококипящих веществ ⇒ большое время анализа, низкие, широкие пики
  • возможность протекания каталитических процессов на поверхности сорбента
  • сложность получения однородных сорбентов ⇒ плохая воспроизводимость времен удерживания, асимметричность хроматографических пиков

Газо-жидкостная хроматография

ГЖХ – распределительная хроматография.НФ – высокомолекулярная жидкость, нанесенная на твердый носитель.Разделение достигается за счет различной растворимости компонентов образца в ПФ и НФ.Наиболее распространенный метод аналитической ГХ.

Решающий фактор – селективная абсорбция компонентов смеси неподвижной жидкой фазой (абсорбентом).Абсорбция сводится к избирательному растворению газа или пара хроматографируемого вещества пленкой жидкости (НФ).Насадочная колонка, либо по внутренней поверхности тонкого капилляра (капиллярная колонка).

Неподвижная фаза

Основная характеристика – температурные пределы применения (минимум и максимум).

Требования к жидкой фазе
  1. должна хорошо растворять компоненты смеси
  2. инертность
  3. малая летучесть (чтобы не испарялась при рабочей температуре колонки)
  4. термическая устойчивость
  5. высокая селективность
  6. небольшая вязкость (иначе замедляется процесс диффузии)
  7. способность образовывать при нанесении на носитель равномерную пленку, прочно с ним связанную
Вещества, используемые в качестве жидкой фазы:
  • Неполярные парафины (сквалан)
  • вазелиновое масло, апиезоны
  • кремнийорганические полимеры
  • карборансиликоновые жидкие фазы (самые термостабильные)
  • умеренно полярные жидкости, полярные (гидроксиламины, полиэтиленгликоли (карбоваксы))
Носители НЖФ

Применяются те же сорбенты, используемые в других видах хроматографии.Главное назначение — удержание пленки НЖФ.

Требования к НЖФ:

  • умеренная удельная поверхность
  • прочность
  • изопористость
  • низкая пористость, неглубокие поры – избежать застойных явлений, чтобы вещество не задерживалось
  • химическая инертность (минимизировать адсорбцию на границе газ-носитель)
  • термическая устойчивость

Химически связанные НФ

Получают химической модификацией поверхности твердого носителя (обычно силикагеля) для обеспечения более хорошей связи, для предотвращения испарения жидкости при высокой температуре, повышения термостойкости.

Преимущества:

  • возможность нанести более тонкий и равномерный слой на носитель (по сравнению с жидкой фазой)
  • высокая эффективность
  • высокая термическая устойчивость
  • высокая устойчивость к растворителям (предотвращается смыв НФ с носителя, возможность регенерации)

Подвижная фаза

Газы-носители: Ar, He, h3, N2

Параметры, на которые влияет газ-носитель:

  • эффективность системы – низкомолекулярные газы (He, h3) имеют большие коэффициенты диффузии, поэтому обеспечивают эффективное и быстрое разделение
  • устойчивость ПФ и НФ – не инертные газы (h3, O2) способны взаимодействовать с веществами и материалами деталей хроматографа
  • сигнал детектора – некоторые детекторы требуют использования специальных газов

Газ-носитель не оказывает влияния на селективность (удерживание).

Основная характеристика – линейная скорость потока газа-носителя. Измеряется на выходе из колонки (мл/мин).

Газовый хроматограф

Принципиальная схема газового хроматографа1

Принципиальная схема газового хроматографа

  1. баллон с газом-носителем
  2. блок подготовки газа с регулятором скорости потока
  3. инжектор (испаритель)
  4. хроматографическая колонка с термостатом
  5. детектор
  6. регистрирующее устройство

Промышленные хроматографы

  1. Автоматические – контроль производственных процессов: производство легких бензинов, синтетического каучука, полимеров, аммиака, формалина (контроль за реакцией)
  2. Для препаративных целей

Блок подготовки газа-носителя

Разная оптимальная скорость потока для разных газов, обусловленная разницей в коэффициентах диффузии.

Инжектор

  • Инжектор обеспечивает точный, количественный отбор пробы.
  • Газовые пробы вводят шприцами или с помощью петли постоянного объема, жидкие вводят инъекционными шприцами в непрерывно движущийся поток газа-носителя.
  • Температура инжектора выдерживается на 20-50 выше, чем в колонке.
  • Инжектор может быть оборудован делителем потока для обеспечения дополнительного дозирования.

Колонки

Насадочные (набивные) – заполненные неподвижной фазой колонки из стекла или стали в форме спирали (1-5 м, диаметр 5-10 мм).

  • высокая емкость

Капиллярные – кварцевые капилляры (длина 10-100 м, внутренний диаметр 100-500 мкм), на стенки которого нанесена жидкая фаза.

  • высокая эффективность
  • носитель (насадка) не используется
Предколонки (форколонки)
  • ставятся перед основной колонкой
  • меньше основной колонки по размеру

Задачи:

  1. концентрирование пробы из большого объема
  2. для защиты и предохранения основной колонки от гидроудара (из-за перепада давления)
  3. фильтрация от нелетучих примесей
Температура колонки

Факторы, определяющие температуру:

  • летучесть пробы
  • рабочий диапазоном температур колонки

Выбор температуры колонки сводится к достижению оптимального соотношения между скоростью хроматографического анализа, разрешающей способностью и чувствительностью.

Градиентное хроматографирование — изменение температуры (ступенчатое или линейное) в процессе хроматографии. Разделение сложной смеси компонентов путем варьирования температуры.

Градиентное изменение температуры является одним из способов решения основной проблемы хроматографии – уширение пика в процессе контакта с сорбентом. При изотерме пики уширяются со временем, при градиентном хроматографировании пики одинаково узкие.

Детекторы

Задача: регистрирование изменения физико-химических показателей.

Выбор детектора определяется природой хроматографируемых соединений, целями хроматографии, концентрацией веществ.

Классификация детекторов в газовой хроматографии
По виду зависимости сигнала детектора от скорости подвижной фазы
  1. Интегральные (практически не используюся)
  2. Дифференциальные:

1) концентрационные – сигнал пропорционален концентрации, высота пика не меняется, площадь меняется

2) потоковые – сигнал пропорционален количеству вещества, высота пика меняется, площадь не меняется

Зависимость сигнала детектора от скорости потока ПФ

Диапазон линейности детектора – важная характеристика детектора, диапазон, в котором зависимость сигнала детектора от скорости потока ПФ остается лиейной.

По деструктивной способности
  1. Деструктивные – в процессе детектирования вещество разрушается, не подходят для препаративной хроматографии
  2. Недеструктивные
По чувствительности
  1. с низкой чувствительностью (детектор по теплопроводности, детектор сечения ионизации)
  2. высокочувствительные (ионизационные детекторы)

Иногда используют последовательно несколько детекторов для увеличения чувствительности.

По селективности
  1. Универсальные
  2. Селективные (более чувствительные)
Некоторые виды детекторов газовой хроматографии
Детектор Принцип работы Преимущества Недостатки

Детектор по теплопроводности (катарометр)

основан на изменении сопротивления нагретой проволоки (W, Pt, Ni)

мост Уинстона, 4 спирали с высоким термическим сопротивлением

чем больше теплопроводность газа-носителя, тем больше чувствительность (очень высокую теплопроводность имеет водород, но его не используют ввиду взрывоопасности, а используют гелий)

  • недеструктивный
  • универсальный
  • позволяет проводить анализ газов
  • совместим с другими детекторами
  • требуется газ высокой степени очистки – 99,999% (А)
  • чувствителен к изменению скорости газа носителя (поэтому устанавливают постоянную скорость)

Для повышения чувствительности катарометра перед ним устанавливают конвектор.

Углекислотный конвектор — органические вещества сжигаются на оксиде меди II, и сигнал становится пропорционален количеству вещества и количеству атомов углерода.Водородный конвектор – газом носителем выступает азот, органические вещества переводят в воду.Метановый конвектор – газом носителем выступает водород.

Пламенно-ионизационный детектор

изменение сопротивления при сжигании образца

деструктивный метод – водородное пламя сжигает вещество , образуются ионы, сила тока увеличивается, сопротивление уменьшается

чувствительность пропорциональна числу атомов углерода (ацил катионы, CHO+)

  • универсальный
  • газ-носитель не дает сигнал
  • низкий предел обнаружения
  • линейный динамический диапазон шире, чем у катарометра
  • чувствителен к изменению скорости газа-носителя
  • нельзя определять неорганические газы

Термоионный детектор

стержень из соли щелочного металла

эмиссия увеличивает ток

  • высокочувствителен к соединения содержащими анионобразующие элементы (серу, мышьяк, фосфор, кислород, галогены)
  • анализ гербицидов, пестицидов, удобрений
 

Электронно-захватный детектор (ECD)

захват медленных электронов электроотрицательными атомами в молекуле – достраивание электронной оболочки элементов до октета убывание ионного тока

  • низкий предел обнаружения
  • анализ галоген-, серо-, нитросодержащих соединений
  • анализ экотоксикантов, лекарственных средств, взрывчатых веществ

нечувствителен к углеводородам, спиртам

Гелиевый и аргоновый ионизационные детекторы

радиоактивный источник (тритий, стронций 90)

определение газов

 

Термохимический детектор

каталитическое окисление вещества на поверхности платиновой нити

измерение тепового эффекта сжигания

используется воздух

выделябщееся тепло повышает температуру нити (по аналогии с ПИД)

для горючих веществ

  • отравление катаизатора – необходимо регулярно калибровать
  • трудно предсказуемая зависимость величины сигнала от степени окисления атомов углерода

Масс-селективный (масс-спектрометрический)

радиоактивный

для соединений, содержащих галогены, нитро-группы

   

studentoriy.ru

Газовая хроматография. Оборудование | Ordinary chemist

Газовая хроматография (ГХ) — это основной метод разделения и анализа газообразных смесей, а также смесей веществ не разлагающихся при их переводе в парообразное состояние. Метод основан на разделении компонентов газообразной или жидкой смеси при ее движении вместе с газообразной подвижной фазой (ПФ) вдоль неподвижной фазы (НФ) — слоя твердофазного или жидкого сорбента (поглотителя). Разделение компонентов смеси происходит при многократном повторении элементарных актов сорбции и десорбции. Компоненты смеси обладая различным сродством к сорбенту, проводят разное время в ПФ и НФ, разделяясь на зоны в газе носителе [1].

Типичная хроматограмма смеси компонентов

Типичная хроматограмма смеси компонентов

Зоны разделенных компонентов выносятся из колонки с потоком газа-носителя и регистрируются на выходе из колонки в виде электрических сигналов, зависящих от времени. Регистратор (самописец-потенциометр) с движущейся с постоянной скоростью лентой преобразует электрические сигналы в графическую зависимость — хроматограмму [1]. Каждый пик на такой хроматограмме соответствует компоненту смеси и характеризуется временем такими параметрами как время удержания (время от ввода пробы в колонку), шириной (время от начала до конца пика) и формой (простая, сложная). Основным прибором для проведения данного типа исследования является газовый хроматограф, общая принципиальная схема которого приведена ниже.

Схема газового хроматографа

Схема газового хроматографа: 1 — источник газа-носителя, 2 — регулятор расхода газа носителя, 3 — устройство ввода пробы, 4 — хроматографическая колонка в термостате, 5 — детектор, 6 — электронный усилитель, 7 — регистрирующий прибор (самописец, компьюетр), 8 — расходомер (с) ru.wikipedia.org.

Источник газа-носителя, чаще всего это 40-литровый баллон с сжатым или сжиженным газом, в котором сжатый газ может находится при давлении до 150 атмосфер. При помощи редуктора установленного на выходе из баллона давление снижают до рабочего 4-10 атмосфер [2], редуктор также может выступать в качестве регулятора расхода газа-носителя.  Газ-носитель должен обладать следующими свойствами: быть инертным к материалу колонки и разделяемой газовой смеси и обеспечивать высокую чувствительность детектора. Оптимальный расход газа-носителя в колонке 1 мл/мин на 1 мм2 площади сечения колонки [3]. С точки зрения течения в колонке, благодаря своей низкой вязкости, лучше всего для газа-носителя подходит водород. Но определяющим фактором при выборе газа-носителя является тип применяемого детектора. Для детектора по теплопроводности желательно использовать газ-носитель с высокой теплопроводностью — водород или гелий, для термохимического — воздух, дли ионизационных детекторов — аргон или азот.

Устройство ввода пробы, обеспечивает возможность ввода в поток газа-носителя определенного количества анализируемой смеси в газообразном или жидком состоянии. Представляет собою устройство с самоуплотняющейся мембраной или кран-дозатор [4].

Хроматографическая колонка в термостате, сосуд из инертного материала (стекло, нержавеющая сталь, медь, иногда фоторопласт), длина которого значительно больше диаметра. Для газовой хроматографии используют два типа колонок — капиллярные и насадочные. Насадочные колонки имеют внешний диаметр 2-4 мм и длину от 1 до 4 метров. Внутренний диаметр капиллярных колонок как правило находится в пределах 0,15-0,53 мм, а длина 15-100 м [2]. Колонка наполнена неподвижной фазой — сорбентом. В качестве сорбента в насадочных колонках применяется мелкозернистый пористый материал с большой поверхностью, размеры зерен 0,1-0,5 мм. В газоадсорбиционных колонках это твердые адсорбенты: активированный уголь, селикагель, алюмогель, цеолиты и другие минеральные пористые материалы. Температура является одним из факторов, определяющих работу хроматографа. Температура непосредственно влияет на положение изотермы сорбции и, следовательно, на весь процесс в разделительной колонке [4]

Детектор, преобразует соответствующие изменения физических или физико-химических свойств бинарных смесей (анализируемый компонент-газ-носитель по сравнению с чистым газом-носителем) в электрический сигнал. Величина такого сигнала зависит как от природы компонента так и от его содержания в газовой смеси.

Электронный усилитель, усиливает электрический сигнал с детектора и подготавливает его для передачи на регистрирующий прибор.

Регистрирующий прибор, рулонный самописец или персональный компьютер с платой АЦП.

Источники:1. А.Г.Назмутдинов, Б.М.Стифатов Газовая хроматография: метод. указ. к лаб. работам. — Самара. Гос. тех. ун-т, 20132. ru.wikipedia.org3. А.П.Лепявко Газовые хроматографы. Поверка и калибровка. — Москва. АСМС, 20024. Н.И.Царев, В.И.Царев, И.Б.Катраков Практическая газовая хроматография: Учебно-методическое пособие для студентов химического факультета по спецкурсу «Газохроматографические методы анализа». — Барнаул: Изд-во Алт.ун-та, 2000

chemist.in.ua

Капиллярные колонки насадочные микронасадочные - Справочник химика 21

    Хроматографические колонки (насадочные, микронасадочные, капиллярные). Материал, формы колонки. Установка и соединение колонок. [c.146]

    Для обеспечения максимальной чувствительности и точности следует проводить предварительное экспериментальное определение оптимального соотношения расходов газа-носителя и водорода применительно к типам используемых колонок (насадочных, микронасадочных, капиллярных). [c.267]

    Колонки насадочные, микронасадочные, капиллярные из нержавеющей стали, стекла и фторопласта. Работают в режимах изотермическом и линейного программирования, /= (50-ь 400) [c.250]

    В зависимости от способа оформления процесса различают колоночную хроматографию на насадочных или микронасадочных и капиллярных колонках. Насадочные колонки заполняют сорбентом, покрытым тонкой пленкой неподвижной фазы. [c.305]

    Микронасадочные колонки появились в результате попытки сочетать достоинства насадочных и капиллярных колонок. Микронасадочные колонки имеют диаметр 0,25— 1,5 мм и заполняются мелкими гранулами сорбента. [c.90]

    Применение микронасадочных и капиллярных колонок требует высокочувствительные детекторы (например, ДИП), а при работе с насадочными колонками — средней чувствительности (ДТП, детектор по плотности). [c.66]

    Хроматографические колонки. В хроматографической колонке происходит разделение комнонентов смеси на отдельные зоны. В настоящее время в хроматографической практике используются два основных тина хроматографических колонок насадочные и капиллярные. На-садочные колонки можно подразделить на препаративные (диаметр более 10 мм), аналитические (диаметр 3— 6 мм) и микронасадочные (диаметр 0,5—2,0 мм). Длина [c.20]

    Изменение давления в колонке мало влияет на ее параметры. Более высокое давление, правда, улучшает мощность разделения, однако усложняет конструкцию устройства ввода пробы. Обычно работают при атмосферном давлении на выходе колонки некоторую роль играет лишь избыточное давление на входе р,-, связанное с газовым сопротивлением колонки. Для длинных насадочных, микронасадочных, а иногда и для капиллярных колонок, как правило, давление на входе не превышает 0,6 МПа, в противном случае говорят о хроматографии при высоком давлении [49]. Голей [50] предложил применить в качестве характеристики колонки также градиент давления и ввел индекс мощности /с. Чем больше градиент давления, тем в более широких границах изменяется скорость потока газа из-за его сжимаемости и тем в большей степени (при прочих равных условиях) увеличивается время удерживания при некотором постоянном расходе газа. Коррекцию удерживаемого объема нз давление можно получить из уравнений (1.7) и (1.8). [c.96]

    Разделяемая проба, пройдя небольшую насадочную (или микронасадочную) колонку, попадает на капиллярную колонку в виде частично поделенных компонентов, в количестве и со скоростью обычными для капиллярных колонок. Давление газа-носителя на входе в насадочную и капиллярную колонки и сброс газа-носителя через байпасы регулируются так, чтобы линейные скорости газа-носителя в этих колонках были оптимальными (в соответствии с диаметрами колонок). При этом не происходит потери эффективности по сравнению с капиллярной колонкой. [c.32]

    Обычно насадочными капиллярными колонками называют колонки, изготовленные вытягиванием стеклянных трубок, предварительно неплотно заполненных узкой фракцией твердого зернистого материала-носителя [29], а микронасадочными называют колонки аналогичных размеров, заполненные насадкой с нанесенной на нее неподвижной жидкой фазой уже после вытягивания капилляра [30]. [c.56]

    Насадочные, микронасадочные и капиллярные колонки отличаются друг от друга не только размерами, но и наполнением. Насадочные и микронасадочные колонки заполняются насадкой или набивкой, представляющих собой твердый носитель с нанесен- [c.60]

    Различают три основных типа аналитических колонок — насадочные (наполненные), микронасадочные и капиллярные. На первых этапах развития газовой хроматографии ввиду простоты приготовления и возможности применения детекторов средней чувствительности наибольшее распространение получили насадочные колонки. Эти колонки до сих пор изготавливаются из металлических (нержавеющая сталь), стеклянных или фторопластовых трубок с внутренним диаметром от 2 до 4 мм и длиной от 0,5 до 3 м, которым в настоящее время чаще всего придается спиральная форма (рис. П. 17). Микронасадочные колонки отличаются от насадочных только диаметром трубок, равным 0,8-1,0 мм. Длина таких колонок обычно [c.53]

    Чувствительность является одной из важнейших характеристик детектора, поскольку она связывает его сигнал с измеряемой концентрацией и в значительной мере определяет аналитические возможности хроматографа в целом. От чувствительности детектора зависят выбор величины пробы и возможность использования различных типов хроматографических колонок. Так, применение микронасадочных и капиллярных колонок возможно лишь с высокочувствительными детектирующими устройствами, а при работе с обычными насадочными колонками могут использоваться и детекторы средней чувствительности — по теплопроводности и по плотности. Применение высокочувствительных детекторов весьма желательно, так как позволяет значительно уменьшить величину вводимой пробы, что в большинстве случаев (особенно в газо-адсорбционном варианте) улучшает качество разделения компонентов анализируемой смеси. Однако в газо-жидкостном варианте, в особенности при высоких температурах хроматографических колонок, в некоторых случаях затруднительно применение детектора высокой чувствительности ввиду значительного фона, создаваемого за счет летучести жидкой фазы. [c.62]

    В хроматографии используются колонки трех типов насадочные (набивные), микронасадочные и капиллярные. [c.328]

    НАСАДОЧНЫЕ КАПИЛЛЯРНЫЕ И МИКРОНАСАДОЧНЫЕ КОЛОНКИ  [c.56]

    В газовой хроматографии применяют все три типа существующих колонок насадочные (диаметр 3—5 мм), микронасадочные (диаметр- 0,8—1,5 мм) и полые капиллярные (диаметром 0,1 — 0,8 мм) [1]. Насадочные колонки заполняют частицами сорбента (насадка) диаметром 0,1—0,5 мм. Принято считать, что достаточно однородный поток образуется, если соотношение диаметра колонки к диаметру частиц йр не менее 8. В газовой хроматографии реализуются процессы адсорбции и растворения, в связи с этим насадки представляют собой либо частицы адсорбента, либр частицы сорбента (носитель с нанесенной на него пленкой неподвижной фазы, в которой происходит растворение). В некоторых случаях происходят промежуточные смешанные процессы. Упрощенная схема колонки приведена на рис. 11.1. [c.89]

    Микронасадочные колонки имеют и некоторые преимущества перед капиллярными более благоприятное отношение е/х и, соответственно, увеличение селективности возможность дозирования больших проб легкость в применении широкого ассортимента неподвижных фаз, в том числе и полярных лучшее разделение слабосорбирующихся соединений простота осуществления адсорбционного варианта хроматографии и возможность использования любого адсорбента. Однако микронасадочные колонки обладают меньшей проницаемостью, чем капиллярные, и при их использовании требуются большие давления на входе. Следует отметить, что микронасадочные колонки применяют относительно редко, хотя известны они с начала 60-х годов, значительно уступая в этом отношении как обычным насадочным, так и капиллярным колонкам. Это связано, по-видимому, с тем, что, занимая некоторое промежуточное по свойствам положение между наса- [c.121]

    Работы по изучению состава н-алканов методами ГЖХ известны за рубежом с 1960 г. [33, 54, 55, 80]. В Советском Союзе этот метод при изучении состава высокомолекулярных н-алканов впервые применен для дистиллятных фракций нефтей И. А. Мусаевым в 1961 г., для отбензиненной части нефтей Г. И. Сафоновой и Л. М. Булековой в 1969 г. [17, 53, 68]. Газохроматографическое определение н-алканов в нефтях проводится как на капиллярных, так и на насадочных и микронасадочных колонках, как в изотермических условиях, так и в режиме программирования температуры. Используются термически стабильные (в условиях анализа) неподвижные фазы малой полярности. При анализе легких УВ (бензиновая фракция) лучшей фазой является сквалан как химически однородное соединение, а для анализа при высоких температурах на капиллярных колонках — апиезоп Ь. На насадочных и микронасадочных колонках широко используются полимеры высокой термостабильности (5Е-30, 5Е-301, 0У-17, СКТФТ и др.) [38]. Условия проведения анализа, использованные в ряде работ, систематизированы Р. В. Токаревой и М. С. Вигдергаузом [80]. [c.213]

    Согласно Халасу и Хейне [63], название насадочная капиллярная колонка применимо только в том случае, когда отношение размеров частиц к диаметру трубки изменяется в пределах 0,2—0,5. В этом случае невозможно осушествить равномерное плотное заполнение трубки в то же время в микронасадочных (регулярных) колонках на площади поперечного сечения трубки может разместиться столько частиц, что становится возможным ее заполнение с равномерной плотностью. С современной точки зрения границей области равномерного заполнения является отношение dpld = 0,3. При dpld = 0,25 колонки полностью равномерно заполнены. Обычно в микронасадочной колонке размеры частиц колеблются в пределах 0,007— 0,3 мм, а диаметр трубки — от 0,5 до 1,5 мм. В нерегулярных микронасадочных колонках обычно при размерах частиц 0,6— 0,15 мм диаметр трубки составляет 0,3—0,5 мм. [c.110]

    Точно так же, как оспаривается классификация колонок на насадочные и микронасадочные, нельзя четко установить границу между регулярными и нерегулярными микронасадочными колонками. В изученных Уэлшем и др. [61] микронасадочных колонках, например, отношение dpjd находится в пределах 0,13—0,40. Поэтому по крайней мере одна из них представляет собой нерегулярную микронасадочную колонку. В то же время изученные Березкиным с сотр. [64] колонки, названные ими насадочными капиллярными колонками , по рассмотренной выше классификации можно однозначно определить как регулярные микронасадочные колонки вследствие того, что отношение dpid для них меньше 0,26. [c.110]

    Проницаемость и параметры разделения насадочных, микронасадочных и тонкослойных капиллярных колонок исследовали также Уэлш, Энгевальд и Поршманн [61]. Их данные относительно приемлемой на практике скорости газа-носителя и достижимой мощности разделения к/и хорошо согласуются с представлениями Эттре [85] и дополняют их на материале микронасадочных колонок. На рис. 11.34 представлена сводная диаграмма. [c.122]

    В камере термостата предусмотрена возможность установки стальных, стеклянных и фторопластовых насадочных колонок, стальных и стеклянных микронасадочных колонок, капиллярных колонок. Стальные насадочные колонки (секции длиной 1, 2 или 3 м, внутренний диаметр 3 мм) устанавливают на специальную плату и соединяют переходными трубками со штуцерами испарителя и детекторов. Уплотнение соединений достигается алюминиевыми прокладками. Капиллярные (длина 50 м, диаметр 0,35 мм) и стальные микронасадочные (длина 1 или 2 м, диаметр 1 мм) колонки соединяются с испарителем через тройник, осуществляющий деление потока газа-носителя перед колонкой. Отношение деления регулируется присоединяемым к боковому штуцеру тройника дросселем, который представляет собой капилляр длиной 0,1 0,5 или 1 м. Микронасадочные колонки могут быть присоединены и непосредственно к испарителю без делителя потока, но обязательно с газонаправляющей трубкой в испарителе. Стеклянные колонки, выпол- [c.110]

    Хроматографические колонки представляют собой трубки, изготовляемые из нержавеющей стали, меди, алюминия, стекла и других материалов. Колонки могут иметь V- и У-образную форму, форму спирали и т д. Колонки подразделяются на наса-до ые, микронасадочные и капиллярные. Насадочные колонки имеют длину от 0,5 до 15 м при диаметре с 3—10 мм. Микронасадочные колонки имеют диаметр от 0,8 до 1,0 мм, их длина в большинстве случаев не превышает 2 м. Капиллярные колонки имеют длину от 20 до 200 м при диаметре 0,3—0,5 мм. Хроматографические колонки, имеющие большую длину, обычно сворачивают в спираль, диаметр которой по крайней мере должен быть в 10 раз больше диаметра трубки, из которой изготовлена спираль. При меньшем диаметре спирали на разделение веществ в хроматографической колонке оказывает влияние етеночный эффект. [c.60]

    Хроматографические колонки. Хроматографическая колонка представляет собой трубку, в которую помещают адсорбент (неподвижную фазу) и через-которую проходит поток газа-носителя с анлизир уемой смесью веществ. В зависимости от диаметра трубки и способа ее заполнения неподвижной фазой колонки обычно делят на три основных типа насадочные, капиллярные и микронасадочные. Колонки различных типов отличаются не только техникой их изготовления, но и хроматографическими характеристиками, что определяет различные области их применения. [c.89]

    Хроматографическая колонка представляет собой трубку, в которую помешают неподвижную фазу, оставляя свобод юе пространство для прохождения газового потока. В завнснмости от диаметра трубки способа заполнения ее неподвиж(Ю( 1 фазой колонки делят на три основных типа насадочные, капиллярные и микронасадочные. Колонкп различных типов отличаются ие только техникой их изготовления, но и хроматографнческимг харак-терпстика.ми, что определяет различные области их ирименения. [c.42]

    Хроматографическая колонка изготовляется из инертного материала (стекла, нержавеющей стали и др.) и представляет собой трубку. В зависимости от внутреннего диаметра колонки разделяются на насадочные — до 6 мм, микронасадочные — в пределах 1 мм и капиллярные — около 0,25 мм. По форме колонки бывают прямые, и-образные, -образные и спиральные, цельные или состоящие из отдельных секций. Диаметр и длина колонки определяются составом хроматографируемого вещества, объемом введенной пробы, природой и количеством неподвижной фазы, а также размерами частиц адсорбента или носителя жидкой фазы. [c.32]

chem21.info

Колонка для газовой хроматографии

 

Союа Советских.

Социалистических

Республик

305402

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.IX.1969 (№ 1364049/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.V1.1971. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 19Х11.1971

МПК G Oln 31/08

lC0MHT8T ll0 делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 543.544.08(088.8) Авторы изобретения

К. И. Сакодынский, С. А. Волков, Д. А. Вехирев, В. А. Аверин, Б. Г. Дистанов и Ф. Я. Фролов

Заявитель

КОЛОНКА ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Изобретение относится к газовой хроматографии и может найти применение при препаративном выделении больших количеств чистых веществ из смесей.

Известна колонка для газовой хроматографии, составленная из нескольких параллельных трубок малого диаметра, заполняемых порознь активной насадкой.

Для известной конструкции характерна трудность обеспечения идентичности заполнения всех параллельных трубок, что снижает эффективность разделения больших количеств веществ.

Для достижения эффективности разделения предложено в колонке установить продольные перегородки, имеющие отверстия, которые разделяют внутреннее пространство колонки на ряд параллельных сообщающихся каналов.

На фиг. 1 показан поперечный разрез колонки; на фнг. 2 — продольный разрез.

5 Колонка содержит трубчатый корпус 1, заполняемый активной насадкой 2. Внутри колонкr> установлены продольные перегородки

8, имеющие отверстия 4.

Предмет изобретения

Колонка для газовой хроматографии, отлича ощаяся тем, что, с целью повышения эффективности разделения больших количеств веществ, внутри колонки установлены нро15 дольпые перегородки, имеющие отверстия, которые разделяют внутреннее пространство o 7онкн I32 ряд II 3p3, лельных сообн ающих ся каналов.

305407

1 3 2 3 оо о о оо оо о ооо ооо о оо о иг.1

©ия. 2

Составитель И. М. Васильев

Редактор Ю. Полякова Техред Л. Я. Левина Корректор Л. Б. Бадылама

Заказ !966/19 Изд. ¹ 841 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, SK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Колонка для газовой хроматографии Колонка для газовой хроматографии 

www.findpatent.ru

КАПИЛЛЯРНЫЕ КОЛОНКИ С НАСАДКОЙ В ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

    Газовая хроматография представляет собой процесс, в котором разделение смеси производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей над сорбентом. Метод подобен широко применяемой жидкостной распределительной колоночной хроматографии, за исключением того, что подвижная жидкая фаза заменена движущейся газовой фазой. Газовая хроматография (ГХ) подразделяется на газо-адсорбционную хроматографию (ГАХ), где сорбентом является твердое тело с большой поверхностью, и газожидкостную хроматографию (ГЖХ), где сорбент — нелетучая жидкость, нанесенная на инертный твердый носитель. Подвижная фаза, или газ-носитель, представляет собой инертный газ, который пропускается с постоянной скоростью через насадочную колонку — трубку небольшого диаметра, содержащую сорбент. Аналитическая к олонка длиной около 1,5 ле и внутренним диаметром 4 мм может иметь эквивалент от 700 до 4000 теоретических тарелок (смотри ниже) в зависимости от типа и равномерности заполнения насадки. То, что говорится о газо-жидкостной хроматографии, об ее аппаратуре, детекторах, взятии пробы газа и т. д., в основном применимо к газо-адсорбционной хроматографии, которая является исторически более ранним методом и применяется преимущественно в случае анализа газов или относительно неполярных веществ с высокой летучестью. Область применения газо-жидкостной хроматографии значительно шире, так как этот метод применим к более широкому многообразию веществ и вместе с тем допускает применение не только насадочных, но и капиллярных колонок. В этой главе рассматривается только газо-жидкостная хроматография. [c.43]     В качестве альтернативы микроколонкам с насадкой развивается капиллярный вариант колоночной хроматографии, в котором, как следует из названия, хроматографическая колонка представляет собой капиллярную трубку. Наибольшее распространение капиллярные колонки находят в газовой хроматографии, но известны и многочисленные примеры их применения в жидкостной капиллярной хроматографии [88]. В этом случае жидкую стационарную фазу наносят в виде тонкой пленки на стенки колонки. Возможно и изготовление специальных капилляров с привитыми на внутренней поверхности сорбентами. Толщина пленки стационарной фазы обычно равна 1-5 мкм при диаметре капилляра от 20 до 250 мкм. [c.187]

    Прибор был собран непосредственно в лаборатории автора и по существу не отличался от обычного газового хроматографа. Для ввода пробы применяли систему капиллярного типа В качестве колонки использовали и-образную металлическую трубку диаметром 6 мм, помещенную в электрически нагреваемый термостат с воздушной баней. Инертным материалом для насадки колонки служил огнеупорный кирпич С-22 зернением 30—60 меш. [c.60]

    Методика анализа с использованием капиллярных колонок с насадкой по сравнению с методикой разделения на обычных насадочных колонках не является принципиально иной, ее особенность заключается в необходимости более тшательного выполнения требований по таким показателям, как однородность сорбента, отсутствие в нем пыли, равномерность засыпки сорбента в колонку, отсутствие мертвых объемов в колонке и элементах газовой схемы. В табл. 6 и на рис. 2.9—2.11 приведены условия анализа и хроматограммы производственных смесей, полученные при анализе на потоковых хроматографах, в которых использовались КНК. Анализ газов отдувки (пример 4, рис. 2.7 и табл. 5) также выполнялся с помощью этих колонок. [c.61]

    Современная высокоэффективная газовая хроматография характеризуется чрезвычайно высокой воспроизводимостью определения времен удерживания. Это обусловлено прежде всего природой самих колонок. В насадочных колонках со временем насадка уплотняется, а следовательно, изменяется газопроницаемость колонки. Этого недостатка лишены открытые капиллярные колонки. Кварцевые капиллярные колонки имеют низкую термическую массу, поэтому они быстро нагреваются и охлаждаются. Как правило, неподвижные фазы в кварцевых колонках иммобилизованы, что иренятствует иерерасиределению фазы и снижает ее упос из колонки. Таким образом, улучшенные характеристики капиллярных колонок стали для производителей хроматографического оборудования стимулом к улучшению качества сами хроматографов в первую очередь в узлах термического и пневматического упраг вления. Результатом стало появление более совершенных газохро-матографических систем. [c.92]

    Современная органическая аналитическая химия— ЭТО аналитическая химия прежде всего сложных смесей, многие компоненты которых могут присутствовать в следовых концентрациях. Наиболее простым и эффективным методом анализа сложных смесей летучих соединений является газовая хроматография. Предложенная Голеем в 50-х годах капиллярная хроматография, в которой в качестве колонки используют капилляр длиной в несколько десятков метров, вооружила химиков и физиков, врачей и технологов новым химическим зрением . Разрешающая. способность подобных колонок в 10—1000 раз выше, чем у обычных аналитических колонок с насадкой. [c.5]

    Дополнение КАПИЛЛЯРНЫЕ КОЛОНКИ С НАСАДКОЙ В ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ [c.222]

    Для анализа летучих соединений газовая хроматография является более селективным методом, чем спектроскопия, и более простым, чем масс-спектроскопия. К достоинствам газовой хроматографии относятся также возможность использования для анализа небольшой пробы полимера (миллиграмм или несколько десятков миллиграмм), высокая эффективность разделения на колонках с насадкой или на капиллярных колонках, небольшая продолжительность анализа. [c.72]

    Анализ микроколичеств вещества — характерная особенность газовой хроматографии. На обычных аналитических колонках с насадкой величина пробы для анализа составляет I—2 мг. Однако совершенно новые возможности открылись с изобретением так называемой капиллярной газо-жидкостной хроматографии, предложенной в 1958 г. М. Голеем [4]. В этом случае разделение осуществляется в стеклянных или металлических капиллярах, внутренние стенки которых покрыты тонким слоем неподвижной фазы. В этом случае можно проанализировать пробу в 10 —10 г. В капиллярном хроматографе приходится использовать высокочувствительные детекторы малого объема и вводить пробу специальными микродозаторами или направлять на анализ только часть вводимой в поток пробы. Так, например, в капиллярном хроматографе ХГ-1301 (рис. 2), жидкую пробу при помощи микрошприца вводят в смеситель, представляющий собой металлический цилиндр емкостью 30 мл. Внутри смесителя находится испаритель. Вводимая жидкая проба испаряется и смешивается с газом-носителем, после чего паро-газовая смесь поступает в дозатор поршневого типа, работающий по [c.278]

    В газовой хроматографии применяют все три типа существующих колонок насадочные (диаметр 3—5 мм), микронасадочные (диаметр- 0,8—1,5 мм) и полые капиллярные (диаметром 0,1 — 0,8 мм) [1]. Насадочные колонки заполняют частицами сорбента (насадка) диаметром 0,1—0,5 мм. Принято считать, что достаточно однородный поток образуется, если соотношение диаметра колонки к диаметру частиц йр не менее 8. В газовой хроматографии реализуются процессы адсорбции и растворения, в связи с этим насадки представляют собой либо частицы адсорбента, либр частицы сорбента (носитель с нанесенной на него пленкой неподвижной фазы, в которой происходит растворение). В некоторых случаях происходят промежуточные смешанные процессы. Упрощенная схема колонки приведена на рис. 11.1. [c.89]

    Питаку [19] удалось разделить F2 и UFe на капиллярной колонке из тефлона длиной 50 м с Кель Ф 10 в качестве жидкой фазы при —5°С (рис. II.2). Он же для анализа фторидов применил метод адсорбционной газовой хроматографии на таких насадках, как NaF, LiF и AI2O3. [c.69]

chem21.info

Заполнение колонки насадкой - Справочник химика 21

из "Насадочные колонки в газовой хроматографии"

Использование вибратора тоже спорный вопрос, поскольку при интенсивной вибрации частицы носителя разрушаются. Кроме того, в результате интенсивной вибрации насадка не уплотняется, а временно становится более рыхлой это можно наблюдать при заполнении и-образных колонок. Независимо от того, применяется ли вибратор, или по колонке постукивают отверткой или любимым карандашом, цель состоит в том, чтобы плотно заполнить колонку насадкой,. не разрушив частиц носителя. Насадку добавляют до тех пор, пока колонка не заполнится, после чего насадку закрепляют в колонке пробкой из стекловаты или другого материала. [c.180] кто пользуется спиральными стеклянными колонками, часто отмечают, что спустя небольшое время в них образуются пустоты, и спрашивают, как этого избежать. Один из способов - заменить стеклянные колонки на металлические, в них пустоты не видны. Пустоты бывают в большинстве колонок Образуются они по двум причинам. Во-пер-вых, сила, которая проталкивает насадку вдоль копонки при ее заполнении, будь то вакуум, прикладываемое извне давление или сила тяжести, отличается от силы, действующей на спой насадки во время работы колонки. Это особенно относится к случаю, когда к колонке прикладывают начальное давление в виде довольно резкого импульса. Вторая причина состоит в том, что при нагревании колонки по-разному расшир5Потся металлическая трубка колонки и диатомитовые частицы носителя, поскольку коэффициенты теплового расширения этих материалов различны. Под действием давления газа слой насадки стремится продвигаться вперед, но так как внутреннее поперечное сечение трубки некруглое, а внутренняя поверхность трубки не идеально гладкая, насадка при своем движении встречает препятствия и неизбежно образуются пустоты. Некруглое поперечное сечение имеют даже стеклянные колонки, поскольку они сплющиваются при изгибании в спираль. [c.182] Имеются способы преодоления и этих трудностей, но их можно рекомендовать лишь тем, кто готов потратить значительное время с тем, чтобы получить лишь ограниченный прирост эффективности. Так, можно заполнять колонку последовательно порциями насадки, уплотняя под действием давления и нагревания каждую ее порхшю. [c.182] Описанный способ полезен, в частности, для заполнения длинных и узких колонок, например стеклянных колонок длиной около 3 м с внутренним диаметром 2 мм, и особенно для заполнения колонок довольно вязкой, а не свободно ссыпающейся насадкой. Однако в большинстве случаев он непрактичен, и к нему прибегают лишь тогда, когда нужно достичь предельной эффективности или когда беспокоит наличие в колонке пустот. Легче взять колонку длиной 2,5 м, чем тратить много времени на такое тщательное (без пустот) заполнение насадкой копонки длиной 2 м. [c.183]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Общие соображения - Справочник химика 21

из "Насадочные колонки в газовой хроматографии"

Если все же носитель следует просеять, это нужно делать вручную, а не на механическом вибраторе, который встряхивает сито слишком резко. Механический вибратор в конце концов разрушит все частицы носителя, так что носитель, на 90% состоящий из частиц зернением 80/100 меш, после такого просеивания полностью пройдет сквозь сито с размером ячейки 100 меш. Большинство механических вибраторов нецелесообразно гфименять и дпя ситового анализа диатомитовых носителей. При разрушении частиц носителя в насадку попадают частицы меньшего размера и совсем мелкие частицы, что приводит к увеличению перепада давлений на колонке и снижению ее эффективности. Еспи не принять особых мер при просеивании, полученная насадка может не только вызывать расширение задних фронтов хроматографических пиков, но и оказаться менее эффективной, чем непросеянная. Помните, что независимо от способа приготовления насадки необходимо тщательно, но очень осторожно, чтобы не разрушить частицы носителя, перемешивать насадку во время ее сушки. [c.146] Для растворения неподвижной фазы важно выбрать такой растворитель, который никак не взаимодействует с ней. Хан-неман и Климиш /3/ показали, что фторсиликоны 0Г-1, 0У-210 и 5Р-2401 быстро разлагаются в ацетоне, и рекомендовали применять вместо него этилацетат. [c.147] Говорить о необходимости аккуратного ведения записей, отражающих процесс приготовления каждой порции насадки, может быть, и не стоило бы, но, к сожалению, опыт показывает, что многие хроматографисты не располагают достаточными данными о своих колонках, по которым эти копонки можно было бы воспроизвести. Кроме таких очевидно необходимых сведений, как вес носителя и вес неподвижной фазы, следует указывать также тип твердого носителя, и фазы, тип использованного растворителя, вес насадки в колонке, перепад давпешй на колонке и т. п. Образец записи всех этих данных показан на рис. 6.1. [c.148] Образец записи методики приготовления насадки. [c.148] Заметим, что конкретным колонкам, насаикам и хроматограммам, полученным при испытании колонок, можно приписать числа-идентификаторы. Полезно записывать все представляющие интерес данные и делать это так, чтобы эти данные можно было при необходимости отыскать. [c.149] Обычно приготовление насадок проводится одним из двух основных методов а) испарением или б) фильтрацией. В соответствии с первым из них смесь твердого носителя с раствором неподвижной фазы осторожно перемешивают до полного испарения растворителя. В методе фильтрации носитель смешивают с избытком раствора и затем раствор отфильтровывают. Третьему методу, по которому носитель смешивают непосредственно с неподвижной фазой, исследователи уделяют меньше внимания, поскольку он менее удобен и при его использовании труднее обеспечить равномерное распределение неподвижной фазы. [c.149] В обычной сферической колбе влажная насадка больше скользит по стенкам, чем перемешивается. Ротационный испаритель можно годами успешно применять для приготовления насадок, содержащих 20% неподвижной фазы. Неподвижной фазы в таких насадках достаточно для того, чтобы покрыть все вновь образующиеся поверхности. Однако, еспи воспользоваться этим методом для приготовления насадок с 3% неподвижной фазы, результаты могут оказаться менее удовлетворительными. [c.151]

Вернуться к основной статье

chem21.info