Газовая и жидкостная хроматография. Газожидкостная хроматография реферат

ГЖХ, ВЭЖХ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Е.А. Краснов, А.А. Блинникова

СОВРЕМЕННЫЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ (ГЖХ, ВЭЖХ) В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Учебно-методическимобъединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для студентов ,обучающихся по специальности 040500-фармация.

Сибирский государственный медицинский университет Томск 2006

Л.М.Коркодинова

2

УДК 543.544.1:615.074 ББК Г 471+ Р 282

К 782 ISBN5-98591-019-9

Краснов Е.А., Блинникова А.А., Современные хроматографические методы (ГЖХ, ВЭЖХ) в фармацевтическом анализе: Учебное пособие. – Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2006. –

152с.

В учебном пособии рассмотрены теоретические основы, аппаратурное оформление и аналитические возможности широко используемых хроматографических методов – газожидкостной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Описаны примеры применения ГЖХ и ВЭЖХ для установления подлинности, испытания на чистоту и количественного определения лекарственных средств. Приведены вопросы для самоподготовки и тест-контроля.

Пособие рассчитано на студентов очного отделения фармацевтических факультетов высших учебных заведений.

Табл.4. Ил.49. Библиогр. 60 назв.

Рецензенты:

Заведующий кафедрой фармацевтической химии фармацевтического

Заведующая кафедрой фармацевтической химии очного факультета ГОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия Минздрава России », д.ф.н.,

профессор

Утверждено и рекомендовано к изданию методическим советом фармацевтического факультета (протокол № 1 от 2 ноября 2004 г.) и центральным методическим советом СибГМУ (протокол № 56 от 28 февраля 2005 г.)

ISBN5-98591-019-9

©Е.А.Краснов, А.А.Блинникова, 2005

©Сибирский государственный медицинский университет, 2005

3

5

Введение

Хроматографией называется метод разделения смеси на составляющие ее компоненты, основанный на различной скорости движения веществ, непрерывно распределяющихся между двумя фазами – подвижной и неподвижной. Он отличается от других двухфазных процессов разделения именно наличием неподвижной (стационарной) фазы с развитой поверхностью, что позволяет получить высокую эффективность на единицу длины слоя неподвижной фазы (НФ).

Подвижная фаза (ПФ) может быть газообразной или жидкой. Если ПФ газообразна, то процесс называется газовой хроматографией, а если жидкость, то такой процесс носит название жидкостной хроматографии. НФ обеспечивает разделение молекул смеси, если эта фаза обладает хотя бы одним из четырех приведенных ниже основных свойств: 1) физически сорбирует растворенные вещества из раствора; 2) осуществляет химическую сорбцию растворенных веществ; 3) растворяет разделяемые вещества в несмешивающемся растворителе при контакте с растворами; 4) имеет пористую структуру и поэтому удерживает одни растворенные вещества и не задерживает другие в зависимости от их размера или формы.

Хроматографические методы активно применяются в научных исследованиях, в различных отраслях промышленности, в медицине, криминалистике, для контроля окружающей среды и т.д. Необычайно разнообразны анализируемые ими объекты: пищевые продукты, белки, лекарственные средства, микроорганизмы, нефть, газ, металлы, лунный грунт и атмосфера планет Солнечной системы.

Наиболее широкое распространение из хроматографических методов аналитического и препаративного разделения многокомпонентных смесей получили газожидкостная (ГЖХ) и высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), благодаря высокой чувствительности, эффективности, селективности, экспрессности, возможности автоматизации в сочетании с другими физико-химическимиметодами. Отличительной их особенностью является универсальность, т.е. Возможность использования для разделения и определения твердых, жидких и газообразных неорганических и органических соединений в широком интервале концентраций.

Указанные хроматографические методы дают возможность проводить качественный и количественный анализы лекарственных средств, изучать их физико-химическиесвойства, осуществлять контроль и автоматическое регулирование технологических процессов. При этом объектами исследований служат лекарственные средства животного, растительного, синтетического и минерального происхождения.

В настоящем пособии рассмотрены теоретические основы и аналитические возможности широко используемых хроматографических методов – ГЖХ и ВЭЖХ. Показана их исключительная универсальность, позволяющая решать задачи разделения смесей самых различных веществ – от самых простых до сложнейших органических соединений. На ряде примеров

6

описано применение указанных методов для целей фармакопейного анализа.

Учитывая, что пособие рассчитано в основном на студентов, приведены вопросы для самоподготовки и тест-контроляпо хроматографическим методам.

При подготовке настоящего учебно-методическогопособия включались только те сведения, знание которых необходимо для качественного и количественного анализов субстанций и лекарственных средств и обнаружения в них примесей. Для иллюстрации использован ряд нормативных документов (ФС, ФСП, НД). Для ознакомления с дополнительными сведениями по хроматографическим методам отсылаем читателей к прилагаемому списку литературы.

7

Глава 1. Газовая хроматография

Газовая хроматография является одним из широко применяемых аналитических методов. Она реализуется в двух модификациях в зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы:

1 – газовая адсорбционная;

2 – газожидкостная.

Впервом случае неподвижной фазой является твердый сорбент, во втором –высококипящая жидкость, нанесенная в виде тонкой пленки на твердый сорбент. Анализируемое вещество в обоих случаях – газ.

Впрактике фармацевтического анализа широкое применение нахо-

дит газожидкостная хроматография, которая была предложена в 1952

году английскими учеными А.Джеймсом и А.Мартином.

Газожидкостная хроматография – мощный и вместе с тем простой, универсальный метод разделения и анализа сложных смесей разнообразных органических веществ.

Используемые в настоящее время детекторы обладают очень высокой чувствительностью (предел обнаружения 10-8-10-9 г или до 1нг), хорошей воспроизводимостью и точностью.

1.1.Газожидкостная хроматография

Воснове газожидкостной распределительной хроматографии (ГЖХ) лежит различие в растворимости разделяемых веществ, на выбранном неподвижном растворителе в хроматографической колонке или более точно –

различие коэффициентов их распределения между неподвижной жидкой фазой (НЖФ) и подвижной газовой фазой (ПГФ), газом-носителем.

Необходимыми условиями реализации этого метода являются летучесть компонентов смеси и их устойчивость при температуре разделительной колонки.

Анализируемые вещества (или смесь веществ) в газообразном состоянии смешиваются с потоком газа-носителяи проходят через колонку.

Вколонке находятся частички твердого носителя с тонким слоем высококипящей жидкости. Компоненты анализируемой смеси, растворяясь в этой жидкости распределяются между ПГФ и НЖФ в соответствии с коэффициентом распределения. После установления в первый момент равновесия между ПГФ и НЖФ газ вместе с нерастворившейся в НЖФ частью анализируемой пробы устремляется вглубь колонки, где также устанавливается равновесие. В то же время новая порция чистого газа-носителявступает в равновесие с НЖФ, содержащей растворенные компоненты, и часть из них переходит в ПГФ.

Указанные процессы (последовательный переход из ПГФ в НЖФ и опять в ПГФ) совершаются до тех пор, пока молекулы анализируемых компонентов не пройдут через всю колонку. При этом менее растворимый

8

в НЖФ компонент проходит через колонку быстрее, чем более растворимый, так как время его пребывания в стационарной фазе будет меньше.

Принцип хроматографического разделения показан на рис.1.

газ

АВС А

С

А

В

Рис.1. Схема разделения смеси веществ

Образец трехкомпонентной анализируемой смеси продувается с помощью газа-носителячерез слой неподвижной жидкой фазы. Поскольку компоненты смеси обладают различной сорбируемостью, их движение в колонке будет замедлятьсяпо-разному.Чем больше сорбируемость молекул, тем сильнее будет их торможение и наоборот. Следовательно, компоненты смеси будут двигаться с разной скоростью. Через некоторое время вперед уйдет компонент С, как менее сорбирующийся, за ним компонент В и, наконец, компонент А, как более сорбирующийся и поэтому медленее движущийся. В момент (б) компоненты еще не полностью отделились друг от друга. Однако через некоторое время произойдет их полное разделение (в). На выходе из колонки состав выходящих порций газа фиксируется с помощью детектора и регистрируется на хроматограмме в виде пиков.

Ограничения в применении метода возникают из-зазаметной летучести подавляющего большинства неподвижных жидких фаз при температуре разделительной колонки.

Блок-схемасовременного газового хроматографа представлена на

рис.2.

Все функциональные системы взаимосвязаны. Рассмотрим подробнее работу каждого из перечисленных узлов хроматографа.

9

1.1.1. Система подготовки газов

Система подготовки газов включает баллон с сжатым газом (1), блок подготовки газа-носителя(2), включающий регулятор расхода газа (3), измеритель расхода газа (4) и фильтр (5). Она выполняет задачу установки, стабилизации и очистки потоковгаза-носителяи дополнительных газов (если они необходимы для питания детектора).

Рис.2. Блок-схемагазового хроматографа

1 – баллон с сжатым газом; 2 – блок подготовки газа-носителя;3 – регулятор расхода газа; 4 – измеритель расхода газа; 5 – фильтр; 6 – микрошприц для введения пробы; 7 – испаритель; 8 – хроматографическая колонка; 9 – термостат; 10 – детектор; 11 – самописец; 12 – интегратор; 13 – цифропечатающее устройство.

В системе подготовки газов важное значение имеют установка и стабилизация оптимальной для данного анализа величины расхода газаносителя, поскольку они влияют на характеристики пиков анализируемых веществ. Газ-носительподается из газового баллона через редуктор, а расход газа определяют с помощью регуляторов давления. Очистка газов от пыли, влаги, органических соединений осуществляется с помощью фильтров, установленных после баллона.

К газу-носителюпредъявляется ряд требований: он должен быть инертным, достаточно чистым, иметь как можно меньшую вязкость, обеспечивать высокую чувствительность детектора, взрывобезопасным, доступным. Указанным требованиям удовлетворяют в основномгелий, азот, аргон. Водород, используемый в ряде случаев имеет два недостатка, пре-

10

пятствующих его применению: во-первых,он огне- и взрывоопасен и, вовторых, химически реакционноспособен по отношению к ненасыщенным или способным к восстановлению веществам.

1.1.2.Дозирующие устройства

Ваналитической практике приходится иметь дело с пробами, разнообразными как по величине, так и по агрегатному состоянию. Многие вещества, разлагающиеся при высоких температурах, можно хроматографировать в виде их устойчивых производных.

Универсального дозирующего устройства, позволяющего эффективно вводить большие и малые газообразные, жидкие и твердые пробы, не существует, поэтому используют несколько типов дозаторов.

Жидкие пробы вводят в поток газа-носителялибо непосредственно путем впрыскивания из микрошприца через мембрану, изготовленную из силиконовой самоуплотняющейся резины, либо с помощью специальной петли, которую предварительно заполняют образцом, а затем подключают

ксистеме. В капиллярной газовой хроматографии используют специальные дозаторы. Объем вводимой пробы зависит от типа детектора, количества НЖФ и диаметра колонки. Обычно объем смеси, анализируемой методом ГЖХ, составляет для жидкостей от сотых долей мкл до 10 мкл. Дозирование – одна из ответственных операций, и ошибки при ее выполнении составляют, как правило, большую часть погрешности анализа.

1.1.3. Испаритель

Испаритель представляет собой нагреваемый до определенной температуры металлический блок с каналом для ввода и испарения жидкой пробы. В канал подается поток предварительно нагретого газа-носителя.Игла шприца с анализируемой жидкостью вводится через термостойкое уплотнение в канал испарителя. Введенная проба быстро испаряется и переносится потоком газа в колонку. Обычно температура испарителя на 30500С выше температуры кипения наиболее высококипящих компонентов смеси, чтобы обеспечить быстрое испарение. В то же время температура должна быть не очень высокой, чтобы исключить термическую деструкцию или изменение состава анализируемых соединений.

1.1.4. Хроматографические колонки

Поток газа-носителявместе с пробой поступает в колонку, где происходит сорбция.

Хроматографическая колонка должна отвечать ряду требований, в том числе:

∙материал, из которого изготовлена колонка, не должен быть каталитически активным по отношению к сорбенту и компонентам разделяемой смеси;

studfiles.net

Газожидкостная хроматография, реферат — allRefers.ru

Газожидкостная хроматография - Реферат, раздел Химия, - 2000 год - Газовая хроматография

Газожидкостная хроматография. В аналитической практике чаще используют метод газожидкостной хроматографии ГЖХ. Это связано с чрезвычайным разнообразием жидких неподвижных фаз, что облегчает выбор селективной для данного анализа фазы, с линейностью изотермы распределения в более широкой области концентраций, что позволяет работать с большими пробами, и с легкостью получения воспроизводимых по эффективности колонок. Механизм распределения компонентов между носителем и неподвижной жидкой фазой основан на растворении их в жидкой фазе. Селективность зависит от двух факторов упругости пара определяемого вещества и его коэффициента активности в жидкой фазе. По закону Рауля, при растворении упругость пара вещества над раствором pi прямо пропорциональна его коэффициенту активности молярной доле Ni в растворе и давлению паров чистого вещества Рi при данной температуре pi Ni Рi Поскольку концентрация i-го компонента в равновесной паровой фазе определяется его парциальным давлением, можно принять что Pi cm, а Ni cs. Тогда а коэффициент селективности Таким образом, чем ниже температура кипения вещества чем больше P0i, тем слабее удерживается оно в хроматографической колонке.

Если же температуры кипения веществ одинаковы, то для их разделения используют различия во взаимодействии с неподвижной жидкой фазой чем сильнее взаимодействие, тем меньше коэффициент активности и больше удерживание.

Неподвижные жидкие фазы. Для обеспечения селективности колонки важно правильно выбрать неподвижную жидкую фазу. Эта фаза должна быть хорошим растворителем для компонентов смеси если растворимость мала, компоненты выходят из колонки очень быстро, нелетучей чтобы не испарялась при рабочей температуре колонки, химически инертной, должна обладать небольшой вязкостью иначе замедляется процесс диффузии и при нанесении на носитель образовывать равномерную пленку, прочно с ним связанную.

Разделительная способность неподвижной фазы для компонентов данной пробы должна быть максимальной.

Различают жидкие фазы трех типов неполярные насыщенные углеводороды и др умеренно полярные сложные эфиры, нитрилы и др. и полярные полигликоли, гидроксиламииы и др Зная свойства неподвижной жидкой фазы и природу разделяемых веществ, например класс, строение, можно достаточно быстро подобрать подходящую для разделения данной смеси селективную жидкую фазу. При этом следует учитывать, что время удерживания компонентов будет приемлемым для анализа, если полярности стационарной фазы и вещества анализируемой пробы близки.

Для растворенных веществ с близкой полярностью порядок элюирования обычно коррелирует с температурами кипения, и если разница температур достаточно велика, возможно полное разделение. Для разделения близко - кипящих веществ разной полярности используют стационарную фазу, селективно - удерживающую один или несколько компонентов вследствие диполь - дипольного взаимодействия. С увеличением полярности жидкой фазы время удерживания полярных соединений возрастает.

Для равномерного нанесения жидкой фазы на твердый носитель ее смешивают с легколетучим растворителем, например эфиром. К этому раствору добавляют твердый носитель. Смесь нагревают, растворитель испаряется, жидкая фаза остается на носителе. Сухим носителем с нанесенной таким образом неподвижной жидкой фазой заполняют колонку, стараясь избежать образования пустот. Для равномерной упаковки через колонку пропускают струю газа и одновременно постукивают по колонке для уплотнения набивки.

Затем до присоединения к детектору колонку нагревают до температуры на 50 С выше той, при которой ее предполагается использовать. При этом могут быть потери жидкой фазы, но колонка входит в стабильный рабочий режим. Носители неподвижных жидких фаз. Твердые носители для диспергирования неподвижной жидкой фазы в виде однородной тонкой пленки должны быть механически прочными с умеренной удельной поверхностью 20м2г, небольшим и одинаковым размером частиц, а также быть достаточно инертными, чтобы адсорбция на поверхности раздела твердой и газообразной фаз была минимальной.

Самая низкая адсорбция наблюдается на носителях из силанизированного хромосорба, стеклянных гранул и флуоропака фторуглеродный полимер. Кроме того, твердые носители не должны реагировать на повышение температуры и должны легко смачиваться жидкой фазой. В газовой хроматографии хелатов в качестве твердого носителя чаще всего используют силанизированные белые диатомитовые носители диатомитовый кремнезем, или кизельгур.

Диатомит это микроаморфный, содержащий воду, диоксид кремния. К таким носителям относят хромосорб W, газохром Q, хроматон N и др. Кроме того, используют стеклянные шарики и тефлон. Химически связанные фазы. Часто используют модифицированные носители, ковалентно - связанные с жидкой фазой. При этом стационарная жидкая фаза более прочно удерживается на поверхности даже при самых высоких температурах колонки. Например, диатомитовый носитель обрабатывают хлорсиланом с длинноцепочечным заместителем, обладающим определенной полярностью.

Химически связанная неподвижная фаза более эффективна.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Газовая хроматография

Особое значение разделение смеси веществ приобрело в последние десятилетия в связи с проблемой получения сверхчистых веществ. Разделение смеси не… Оно существенно осложняется, если компоненты смеси образуют одну фазу. В этом… В этих процессах молекулы веществ, образующих смесь, переходят через границу раздела, стремясь к такому распределению…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Газожидкостная хроматография

allrefers.ru

Газовая и жидкостная хроматография — реферат

В качестве адсорбентов  для ГАХ в основном используют активные угли, силикагели, пористое стекло, оксид алюминия. Неоднородностью поверхности активных адсорбентов обусловлены основные недостатки метода ГАХ и невозможность определения сильно адсорбирующихся полярных молекул. Однако на геометрически и химически однородных макропористых адсорбентах можно проводить анализ смесей сильнополярных веществ. В последние годы выпускают адсорбенты с более или менее однородной поверхностью, такие, как пористые полимеры, макропористые силикагели (силохром, порасил, сферосил), пористые стекла, цеолиты.

Наиболее широко метод газоадсорбционной хроматографии  применяют для анализа смесей газов и низкокипящих углеводородов, не содержащих активных функциональных групп. Изотермы адсорбции таких  молекул   близки  к  линейным.  Например, для  разделения О2, N2, CO, Ch5, СО2 с успехом применяют глинистые. Температура колонки программируется для сокращения времени анализа за счет уменьшения tR высококипящих газов. На молекулярных ситах — высокопористых природных или синтетических кристаллических материалах, все поры которых имеют примерно одинаковые размеры (0,4—1,5 нм), — можно разделить изотопы водорода. Сорбенты, называемые порапаками, используют для разделения гидридов металлов (Ge, As, Sn, Sb) (см. рис. 8.15). Метод ГАХ на колонках с пористыми полимерными сорбентами или углеродными молекулярными ситами самый быстрый и удобный способ определения воды в неорганических и органических материалах, например в растворителях.

                                 Газожидкостная хроматография

В аналитической практике чаще используют метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ). Это связано с чрезвычайным разнообразием жидких неподвижных фаз, что облегчает выбор селективной для данного анализа фазы, с линейностью изотермы распределения в более широкой области концентраций, что позволяет работать с большими пробами, и с легкостью получения воспроизводимых по эффективности колонок.

Газо-жидкостная хроматография - газохроматографический метод, в котором  неподвижной фазой является малолетучая  жидкость, нанесенная на твердый носитель. Этот вид хроматографии используется для разделения газов и паров жидкостей.

Основное различие газо-жидкостной от газо-адсорбционной хроматографии  заключается в том, что в первом случае метод основан на использовании  процесса растворения и последующего испарения газа или пара из жидкой пленки, удерживаемой твердым инертным носителем; во втором случае процесс разделения основан на адсорбции и последующей десорбции газа или пара на поверхности твердого вещества - адсорбента.

Процесс хроматографирования схематически можно представить следующим образом. Смесь газов или паров летучих жидкостей вводят потоком газа-носителя в колонку, заполненную неподвижным инертным носителем, на котором распределена нелетучая жидкость (неподвижная фаза). Исследуемые газы и пары поглощаются этой жидкостью. Затем компоненты разделяемой смеси селективно вытесняются в определенном порядке из колонки.

Механизм распределения  компонентов между носителем  и неподвижной жидкой фазой основан на растворении их в жидкой фазе. Селективность зависит от двух факторов: упругости пара определяемого вещества и его коэффициента активности в жидкой фазе. По закону Рауля, при растворении упругость пара вещества над раствором pi прямо пропорциональна его коэффициенту активности g, молярной доле Ni в растворе и давлению паров чистого вещества Р°i при данной температуре:

pi = Ni Р°i

Поскольку концентрация i-го компонента в равновесной паровой  фазе определяется его парциальным  давлением, можно принять что

Pi ~ cm, а Ni ~ cs. Тогда

а коэффициент  селективности                 

Таким образом, чем ниже температура кипения вещества (чем больше P0i), тем слабее удерживается оно в хроматографической колонке.

Если же температуры кипения  веществ одинаковы, то для их разделения используют различия во взаимодействии с неподвижной жидкой фазой: чем сильнее взаимодействие, тем меньше коэффициент активности и больше удерживание.

Неподвижные жидкие фазы. Для обеспечения селективности колонки важно правильно выбрать неподвижную жидкую фазу. Эта фаза должна быть хорошим растворителем для компонентов смеси (если растворимость мала, компоненты выходят из колонки очень быстро), нелетучей (чтобы не испарялась при рабочей температуре колонки), химически инертной, должна обладать небольшой вязкостью (иначе замедляется процесс диффузии) и при нанесении на носитель образовывать равномерную пленку, прочно с ним связанную. Разделительная способность неподвижной фазы для компонентов данной пробы должна быть максимальной.

Различают жидкие фазы трех типов: неполярные (насыщенные углеводороды и др.), умеренно полярные (сложные эфиры, нитрилы и др.) и полярные (полигликоли, гидроксиламииы и др.).

Зная свойства неподвижной жидкой фазы и природу разделяемых веществ, например класс, строение, можно достаточно быстро подобрать подходящую для разделения данной смеси селективную жидкую фазу. При этом следует учитывать, что время удерживания компонентов будет приемлемым для анализа, если полярности стационарной фазы и вещества анализируемой пробы близки. Для растворенных веществ с близкой полярностью порядок элюирования обычно коррелирует с температурами кипения, и если разница температур достаточно велика, возможно полное разделение. Для разделения близко - кипящих веществ разной полярности используют стационарную фазу, селективно - удерживающую один или несколько компонентов вследствие диполь - дипольного взаимодействия. С увеличением полярности жидкой фазы время удерживания полярных соединений возрастает.

Для равномерного нанесения жидкой фазы на твердый  носитель ее смешивают с легколетучим растворителем, например эфиром. К этому раствору добавляют твердый носитель. Смесь нагревают, растворитель испаряется, жидкая фаза остается на носителе. Сухим носителем с нанесенной таким образом неподвижной жидкой фазой заполняют колонку, стараясь избежать образования пустот. Для равномерной упаковки через колонку пропускают струю газа и одновременно постукивают по колонке для уплотнения набивки. Затем до присоединения к детектору колонку нагревают до температуры на 50° С выше той, при которой ее предполагается использовать. При этом могут быть потери жидкой фазы, но колонка входит в стабильный рабочий режим.

Носители  неподвижных жидких фаз. Твердые носители для диспергирования неподвижной жидкой фазы в виде однородной тонкой пленки должны быть механически прочными с умеренной удельной поверхностью (20м2/г), небольшим и одинаковым размером частиц, а также быть достаточно инертными, чтобы адсорбция на поверхности раздела твердой и газообразной фаз была минимальной. Самая низкая адсорбция наблюдается на носителях из силанизированного хромосорба, стеклянных гранул и флуоропака (фторуглеродный полимер). Кроме того, твердые носители не должны реагировать на повышение температуры и должны легко смачиваться жидкой фазой. В газовой хроматографии хелатов в качестве твердого  носителя чаще всего используют силанизированные белые диатомитовые носители — диатомитовый кремнезем, или кизельгур. Диатомит — это микроаморфный, содержащий воду, диоксид кремния. К таким носителям относят хромосорб W, газохром Q, хроматон N и др. Кроме того, используют стеклянные шарики и тефлон.

Химически связанные фазы. Часто используют модифицированные носители, ковалентно - связанные с жидкой фазой. При этом стационарная жидкая фаза более прочно удерживается на поверхности даже при самых высоких температурах колонки. Например, диатомитовый носитель обрабатывают хлорсиланом с длинноцепочечным заместителем, обладающим определенной полярностью. Химически связанная неподвижная фаза более эффективна.

Аппаратурное  оформление процесса

Газовая хроматография - наиболее разработанный в аппаратурном оформлении хроматографический метод.                                                     Прибор для газохроматографического разделения и получения хроматограммы называется газовым хроматографом. Схема установки наиболее простого газового хроматографа приведена на рис. 1. Она состоит из газового баллона, содержащего подвижную инертную фазу (газ-носитель), чаще всего гелий, азот, аргон и др. С помощью редуктора, уменьшающего давление газа до необходимого, газ-носитель поступает в колонку, представляющую собой трубку, заполненную сорбентом или другим хроматографическим материалом, играющим роль неподвижной фазы.

Рис.1 Схема работы газового хроматографа:

1 – баллон высокого давления с газом-носителем; 2 – стабилизатор потока; 3 и 3 ' – манометры; 4 – хроматографическая колонка; 5 – устройство для ввода пробы; 6 – термостат; 7 – детектор; 8 – самописец; 9 – расходомер

Газ-носитель подается из баллона под определенным постоянным давлением, которое устанавливается при помощи специальных клапанов. Скорость потока в зависимости от размера колонки, как правило, составляет 20—50 мл •мин'1. Пробу перед вводом в колонку дозируют, Жидкие пробы вводят специальными инжекционными шприцами (0,5—20 мкл) в поток газа-носителя (в испаритель) через мембрану из силиконовой самоуплотняющейся резины. Для введения твердых проб используют специальные приспособления. Проба должна испаряться практически мгновенно, иначе пики на хроматограмме расширяются и точность анализа снижается. Поэтому дозирующее устройство хроматографа снабжено нагревателем, что позволяет поддерживать температуру дозатора примерно на 50°С выше, чем температура колонки.

Применяют разделительные колонки двух типов: в ~80% случаев спиральные, или насадочные (набивные), а также капиллярные. Спиральные колонки диаметром 2—6 мм и длиной 0,5—20 м изготавливают из боросиликатного стекла, тефлона или металла. В колонки помещают стационарную фазу: в газоадсорбционной хроматографии это адсорбент, а в газожидкостной хроматографии — носитель с тонким слоем жидкой фазы. Правильно подготовленную колонку можно использовать для нескольких сотен определений. Капиллярные колонки разделяют по способу фиксации неподвижной фазы на два типа: колонки с тонкой пленкой неподвижной жидкой фазы (0,01—1 мкм) непосредственно на внутренней поверхности капилляров и тонкослойные колонки, на внутреннюю поверхность которых нанесен пористый слой (5—10 мкм) твердого вещества, выполняющего функцию сорбента или носителя неподвижной жидкой фазы. Капиллярные колонки изготавливают из различных материалов - нержавеющей стали, меди, дедерона, стекла; диаметр капилляров 0,2—0,5 мм, длина от 10 до 100 м.

Температура колонок  определяется главным образом летучестью пробы и может изменяться в пределах от - 1960С (температура кипения жидкого азота) до 3500 С. Температуру колонки контролируют с точностью до нескольких десятых градуса и поддерживают постоянной с помощью термостата. Прибор дает возможность в процессе хроматографирования повышать температуру с постоянной скоростью (линейное программирование температуры).

Детекторы, используемые в газо-жидкостной хроматографии.

В газо-жидкостной хроматографии  применяется ряд детекторов, специфически реагирующих на любые органические вещества или же на органические вещества с определенной функциональной группой. К их числу относятся ионизационные детекторы, детекторы электронного захвата, термоионные, спектрофотометрические и некоторые другие детекторы.

Детектор по теплопроводности (катарометр).

 Универсальный  детектор наиболее широко используется в ГХ. В полость металлического блока помещена спираль из металла с высоким термическим сопротивлением (Pt, W, их сплавы, Ni) (рис. 2).

Через спираль проходит постоянный ток, в результате чего она нагревается. Если спираль обмывает чистый газ-носитель, спираль теряет постоянное количество теплоты и ее температура постоянна. Если состав газа-носителя содержит примеси, то меняется теплопроводность газа и

соответственно  температура спирали. Это приводит к изменению сопротивления нити, которое измеряют с помощью моста Уитстона (рис. 3). Сравнительный поток газа-носителя омывает нити ячеек R1 и R2 а газ, поступающий из/колонки, омывает нити измерительных ячеек С1 и С2. Если у четырех нитей одинаковая температура (одинаковое сопротивление), мост находится в равновесии. При изменении состава газа, выходящего из колонки, сопротивление нитей ячеек С1 и С2 меняется, равновесие нарушается и генерируется выходной сигнал.

На чувствительность катарометра  сильно влияет теплопроводность газа-носителя, поэтому нужно использовать газы-носители с максимально возможной теплопроводностью, например гелий или водород.

Пламенно-ионизационный  детектор (ПИД).                                              Работа ПИД основана на том, что органические вещества, попадая в пламя водородной горелки, подвергаются ионизации, вследствие чего в камере детектора, являющейся одновременно ионизационной камерой, возникает ток ионизации, сила которого пропорциональна количеству заряженных частиц.         ПИД чувствителен только к органическим соединениям и не чувствителен или очень слабо чувствителен к таким газам, как воздух, оксидам серы и углерода, сероводороду, аммиаку, сероуглероду, парам воды и к ряду других неорганических соединений. Нечувствительность ПИД к воздуху позволяет применять его для определения загрязнений воздуха различными органическими веществами.

При работе с ПИД применяются 3 газа: газ-носитель (гелий или азот), водород и воздух. Все 3 газа должны обладать высокой степенью чистоты.

Аргоновый детектор.                                                                                              В аргоновом детекторе ионизация вызывается столкновением молекул определяемого вещества с метастабильными атомами аргона, образующимися в результате воздействия радиоактивного В-излучения.

Термоионный детектор.

referat911.ru

Смотрите также

• 
  Бумажная пластика реферат
• 
  Артюр рембо реферат
• 
  Реферат современная чувашия
• 
  Реферат социология чтения
• 
  Прическа ирокез реферат
• 
  Диоды импульсные реферат
• 
  Реферат екатерина фото
• 
  Реферат машина строение
• 
  Каролингская империя реферат
• 
  Меркантилизм ранний реферат
• 
  Реферат лактазная недостаточность