Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Газовая хроматография



Лекция 4

План лекции.Газовая хроматография (ГХ).Принципиальная схема газового хроматографа. Разделительные насадочные и капиллярные колонки.

 

Газовая хроматография

Газовая хроматография это метод разделения летучих и термостабильных соединений. Этим требованиям отвечает около 5% известных органических соединений, но именно эти соединения оставляют 70-80 % соединений, которые использует человек в сфере производства и быта. Кроме этого, этим методом можно также определить почти все элементы периодической системы в виде летучих комплексов. В ГХ подвижной фазой служит инертный газ, называемый газом-носителем. В качестве подвижной фазы можно использовать водород, гелий, азот, аргон и углекислый газ. Наиболее часто используют азот, как более доступный и дешевый. Газ-носитель должен не взаимодействовать ни с разделяемыми веществами, ни с неподвижной фазой.

Достоинствами газовой хроматографии являются:

1.весьма широкие границы применимости (можно определять соединения, для которых достигается давление насыщенного пара 10-3 - 1 мм рт.ст.);

2.возможность определения с высокой точностью малых количеств газов органических соединений;

3.простое аппаратурное оформление и экспрессность эксперимента;

4.широкий выбор сорбентов и неподвижных фаз;

5.повышение информативности при сочетании с современными инструментальными методами детектирования (масс-спектрометрией и ИК спектроскопией).

 

Классификация ГХ дается по нескольким признакам. Во-первых, в зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы различают два вида газовой хроматографии — газотвердофазную (газоабсорбционную, ГАХ) и газожидкостную (ГЖХ).

В ГТХ неподвижной фазой служит твердый носитель: силикагель, уголь, оксид алюминия). В этом случае процесс основан на различии в коэффициентах распределения между адсорбентом и газом-носителем.

В случае ГЖХ неподвижная фаза — жидкость, нанесенная в виде тонкой пленки на инертный носитель. Следовательно, вещества разделяются вследствие различия коэффициентов распределения между пленкой жидкости и газом-носителем.

Процесс разделения основан на различии в летучести и растворимости (или адсорбируемости) разделяемых компонентов.

Через хроматографическую колонку быстрее движется тот компонент, растворимость которого в неподвижной фазе меньше.

 

 

Остановимся более подробно на ГТХ.

Разделение в этом случае происходит за счет многократно повторяющихся процессов адсорбции-десорбции.

Особенность метода газотвердофазной (газоадсорбционной) хроматографии (TAX) в том, что в качестве неподвижной фазы применяют адсорбенты с высокой удельной поверхностью (10—1000 м2г-1). Адсорбция молекул из газовой фазы, т. е. концентрирование их на поверхности раздела твердой и газообразной фаз, происходит за счет межмолекулярных взаимодействий, имеющих электростатическую природу. Среди них различают: дисперсионные, ориентационные, индукционные силы. Кроме вышеуказанных взаимодействий, возможно образование водородной связи.

 

Для аналитической практики важно, чтобы при постоянной температуре количество адсорбированного вещества на поверхности cs было пропорционально концентрации этого вещества в газовой фазе ст:

где cs – количество адсорбируемого вещества на поверхности;

cm- концентрация вещества в газовой фазе;

k — константа Генри.

Т. е. чтобы распределение происходило в соответствии с линейной изотермой адсорбции. (Потому что, для каждого вещества tR должно быть постоянно вне зависимости от концентрации).

В этом случае каждый компонент перемещается вдоль колонки с постоянной скоростью, не зависящей от его концентрации. Величина k определяется в большей степени свойствами неподвижной фазы. Поэтому в ГАХ чрезвычайно важен выбор адсорбента, от которого зависит селективность разделения при заданной температуре.

 

В качестве адсорбентов в основном используют активные угли, силикагели, пористое стекло, оксид алюминия. Поверхность таких сорбентов чаще всего неоднородна (т.е. разная по размерам частиц).

В последние годы выпускают адсорбенты, характеризующиеся геомеотрической и химической однородностью поверхности. К их числу относятся пористые полимеры, макропористые силикагели (силохром, порасил, сферосил), пористые стекла, цеолиты.

Наиболее широко применяют метод газоадсорбционной хроматографии для анализа смесей газов (водорода, азота, кислорода, метана, оксида и диоксида углерода, инертных газов) и углеводородов, не содержащих активных функциональных групп. Изотермы адсорбции таких молекул близки к линейным.

Необходимо сказать о преимуществах газоадсорбционной хроматографии перед газожидкостной:

• более широкий рабочий интервал температур;

• большая скорость установления равновесия и, как следствие этого, меньшее время анализа;

• низкий уровень флуктуаций шумов, что увеличивает точность анализа.

К недостаткам метода можно отнести:

• несимметричная форма пиков вследствие ограниченности линейного участка изотермы адсорбции, последнее происходит за счет

• неоднородности поверхности адсорбента, наличие каталитически активных центров (линейность нарушается за счет других взаимодействий);

• ограниченный выбор и трудность стандартизации неподвижных фаз.

 




Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.