WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

ском или программированном режимах нагрева колонок. В качестве Здесь он разделяется на два потока, каждый из которых проходит чедетекторов используют катарометры, пламенно-ионизационные детекрез устройства регулировки и стабилизации давления и расходов. Оба торы или детекторы других типов. Сигнал детектора регистрируется газовых потока поступают в узлы ввода пробы – испарители 8. Из исна ленте самопишущего потенциометра или с помощью соответстпарителей газ-носитель поступает в колонки 1 и 2, а с выхода колонок вующего интерфейса преобразуется в цифровую форму для после– в детектор по теплопроводности 10. Та колонка, в которой происходующей компьютерной обработки.

дит разделение введенной пробы, называется рабочей, а колонка, через Принципиальная газовая схема хроматографа представлена которую проходит чистый газ-носитель – сравнительной. Наличие в на рис. 2.

приборе двух колонок позволяет осуществлять ввод жидких проб в любую из них через соответствующий испаритель. Сигнал детектора определяется разностью состава газов, проходящих через два его измерительных канала (газ из колонки 1 и газ из колонки 2).

13 Порядок выполнения работы регревания спирали нагревателя и сообщите лаборанту. Работа хро1. На концы заполненных сорбентом насадочных колонок на- матографа с неработающим вентилятором недопустима! деньте накидные гайки и конусные медные муфты, затем вставьте ко- 6. Установите выбранные значения температуры термостата и лонку одним концом на выход из испарителя, другим – на вход к детек- испарителя (на крышке блока анализатора).

тору, причем концы насадочных колонок, ведущие к испарителю, вве- 7. Включите тумблер “Ток детектора” на блоке управления.

дите до упора, т.е. на 10–12 см. После этого затяните накидные гайки. Включать тумблер “Ток детектора” без подачи газа-носителя в 2. Редуктором высокого давления на баллоне с газом установи- детектор нельзя во избежание выхода детектора из строя! те давление на выходе из баллона – 3–5 кгс/см2. Проверьте целост- 8. Установите ток моста в зависимости от температуры детекность прокладок испарителя. тора и вида газа-носителя. Контроль тока детектора осуществляется с 3. Проверьте газовую схему прибора на герметичность. Для этого помощью миллиамперметра, расположенного на передней панели установите расходы газа-носителя (от 3 до 5 л/ч) по ротаметру с помо- блока управления. Оптимальное значение тока моста рассчитывают по щью дросселей плавной регулировки расходов в газовом блоке. Эти руч- данным табл. 2.1.

ки выведены на переднюю панель и обозначены: “Колонка I и II”. Затем Следует помнить, что чувствительность детектора повышается перекройте выход из колонок вакуумным шлангом соответствующего при увеличении тока моста, поэтому при определении малых концендиаметра и проверьте герметичность мест соединений мыльной пеной. траций ток моста можно увеличить. Двукратное увеличение тока деЕсли пузыри не образуются в течение 10–15 мин, система герметична; тектора приводит к увеличению чувствительности в 5–8 раз. Но ток если пузыри образуются, то в данном месте система негерметична, моста не должен превышать 150–160 µА. При повышении температуследует подтянуть гайки.

ры в термостате колонок ток должен быть снижен, в противном случае 4. После проверки герметичности газовых линий установите существенно возрастут шумы нулевой линии. Ток моста может быть необходимые расходы газа-носителя с помощью ротаметра или реоснижен также при определении высоких концентраций.

метра, подключенных поочередно к обоим выходным оливкам на де Таблица 2.текторной крышке блока анализатора. Следует помнить, что газТемпература Ток детектора (µА) для разных газовноситель необходимо обязательно подать на обе колонки. Из-за термостата деносителей медленной реакции регуляторов расходов газа-носителя процесс натектора (°С) стройки довольно длительный. Гелий Азот Аргон 5. Включите блок анализатора в сеть тумблером на крышке 20 150–160 100–110 70–блока анализатора. Включите тумблер “Сеть” на блоке анализатора. В 100 120–130 85–95 60–верхней части передней панели этого блока должна загореться сиг200 110–115 70–80 50–нальная лампочка и включиться вентилятор циркуляции воздуха, что 300 90–70 45–50 35–определяется по характерному шуму. Если крыльчатка вентилятора не вращается, немедленно выключите тумблер “Сеть” во избежание пе15 9. Ручку переключателя “Множитель” установите в положение применять для дозирования жидкостей, содержащих механические “100”. Следует помнить, что переключатель «Множитель» задает примеси, и жидкостей, вязкость которых превышает 20 сантипуаз.

коэффициент ослабления сигнала детектора; чем больше величина, 14. Не забывайте промывать микрошприцы подходящими расуказываемая переключателем, тем меньше чувствительность реги- творителями и просушивать в вакууме водоструйного насоса или в страции сигнала. Ручками “Установка нуля” – “Плавно” и “Грубо” термостате с последующим охлаждением перед каждым очередным выведите перо регистратора на середину шкалы. впуском анализируемого образца. Из-за плохой смачиваемости стек10. При разогреве катарометра до тех пор, пока его температура лянного капилляра углеводородами необходимо 3–5 раз заполнить и не стабилизируется, возможен большой дрейф нулевой линии. В этот освободить микрошприц от анализируемой пробы до ввода ее в испапериод (~ 1 час) масштаб регистрации сигнала следует оставить на ритель. Пренебрежение этими процедурами может привести к значимаксимальном значении, равном 100, то есть на минимальной чувст- тельному искажению результатов анализа.

вительности. По мере стабилизации прибора переключатель “Множи- 15. Получите пробные хроматограммы индивидуальных углетель” постепенно переводится к меньшим значениям, а ручками “Ус- водородов или их смесей, убедитесь в воспроизводимости хроматотановка нуля” перо самописца (регистратора) выводится на нулевую грамм и возможности разделения компонентов смеси. Удовлетвориотметку. тельное качество хроматограмм доказывает, что на данном хромато11. На самописце-регистраторе КСП-4 установите определен- графе можно выполнять работы данного практикума.



ную скорость движения диаграммной ленты. Включите тумблер 16. Порядок выключения прибора: отключить ток моста детек“Сеть” на регистраторе, а также тумблер “Диаграмма” регистратора. тора, переключатели температур испарителя и колонки, тумблеры 12. Прибор можно считать вышедшим на режим, если в поло- “Cеть” на функциональных блоках и только после охлаждения прибожении “10” масштаба на “Множителе” дрейф и флуктуации нулевой ра выключить поток газа-носителя.

линии не будет превышать 1% шкалы регистратора. После выхода прибора на режим можно приступать к выполнению анализа. В хромаКонтрольные вопросы тограф можно вводить газообразные и жидкие пробы с помощью со1. Принципиальная схема, основные системы и узлы газового ответствующего шприца через испаритель, газообразные пробы ввохроматографа.

дятся также с помощью крана-дозатора.

2. Система подготовки газов.

13. Для анализа жидкой пробы промывают несколько раз мик3. Дозирующие устройства.

рошприц анализируемой смесью, отбирают необходимый объем сме4. Система термостатирования.

си, а затем вводят иглу шприца через резиновую прокладку в испари5. Детекторы. Принцип действия и возможности детектора по тель на максимально возможную глубину. Проба быстро выдавливаеттеплопроводности.

ся поршнем. При дозировании надо придерживать иглу пальцами, а 6. Выбор тока моста катарометра.

усилие направлять строго по оси микрошприца. Несоблюдение этих 7. Регистрация сигналов детекторов.

условий ведет к деформации и поломке поршня. Микрошприц нельзя 8. Порядок включения и выключения хроматографа.

17 9. Проверка хроматографа на герметичность и устранение не- ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № герметичности газовой схемы. Определение основных хроматографических 10. Устройство микрошприцов МШ-1 и МШ-10, правила работы характеристик разделяемых компонентов с ними.

Цель и содержание работы. Познакомиться с основными параметрами процесса хроматографического разделения. Получить хромаЛитература тограммы смесей и определить по ним абсолютные и относительные характеристики удерживания, критерий разделения, критерий селек1. Столяров В.В., Савинов И.М., Витенберг А.Г. Руководство к тивности, относительную и абсолютную скорости перемещения зоны практическим работам по газовой хроматографии. – Л.: Химия, 1988. – компонентов на данной колонке.

С. 10–142.

Краткое теоретическое введение. Для определения параметров 2. Вяхирев Д.В., Шушунова А.Ф. Руководство по газовой хромахроматографического разделения используют пики на хроматограмме тографии. – М.: Высшая школа, 1987. – С. 24–66.

(рис. 3).

3. Инструкция к хроматографу ЛХМ-8МД.

Если компонент не сорбируется, то в хроматографической колонке он удерживаться не будет и выйдет из нее со скоростью, равной скорости газа-носителя. Способность колонки к сорбции оценивается с помощью абсолютных и относительных характеристик удерживания, которые вычисляются из значений непосредственно измеряемых времен удерживания.

Время от момента ввода пробы до появления максимума пика на хроматограмме называют временем удерживания и обозначают tR. Оно складывается из двух составляющих – времени пребывания веществ в подвижной фазе (tR0) и времени пребывания в неподвижной фазе (tR'):

t = t + t ' (3.1) R R0 R Значение tR0 фактически равно времени прохождения через хроматограф несорбируемого компонента. Значение tR зависит от природы вещества и сорбента, а также от плотности набивки колонки, поэтому даже на аналогичных колонках оно различается. Для характеристики истинной удерживающей способности колонки вводят исправленное время удерживания – tR':

t ' = tR - t (3.2) R R19 Исправленный удерживаемый объем VR ' равен:

VR '= VR - VR = F (tR - tR ), (3.6) 0 В обычных хроматографических колонках сопротивление потоку значительное, и скорость газа-носителя вследствие его сжимаемости изменяется по длине колонки. Поэтому при точных измерениях (для идентификации и определения физико-химических констант) надо ввести поправку на сжимаемость газа-носителя. Ее определяют по формуле Джеймса и Мартина:

3 (P / P0 )2 - fi =, (3.7) 2 (P / P0 )3 - где – давление газа на входе в колонку; – давление на выходе из P PРис. 3. Параметры хроматографического пика колонки. Значение поправки можно не рассчитывать, а найти по таблицам. При точных измерениях необходимо привести объем пропуЕсли оборудование не позволяет измерить время удерживания щенного газа-носителя, измеренный при температуре на выходе из непосредственно, на хроматограмме определяют расстояние удержиколонки (после ротаметра) TP, к температуре хроматографической кования lR – расстояние от момента ввода пробы до появления максимулонки TK путем введения поправки:

ма соответствующего пика. Исправленное расстояние удерживания TK f2 =. (3.8) lR – расстояние от максимума пика несорбирующегося газа до максиTP мума соответствующего пика – рассчитывают по формуле:

Истинный удерживаемый объем равен:

lR = lR – lR0 (3.3) VR '= (tR - tR ) F f1 f2. (3.9) N В случае измерения расстояний время удерживания определяют Удельный удерживаемый объем при температуре колонки попо формуле:





лучают делением истинного удерживаемого объема на массу адсорlR tR =, (3.4) бента или НЖФ (неподвижной жидкой фазы) в колонке, г:

q (t - t ) F f1 fR Rгде q – скорость движения диаграммной ленты в самописце.

Vg =. (3.10) g Удерживаемый объем VR – объем подвижной фазы (см3), проУдельный удерживаемый объем для последующего расчета кошедшей через колонку от момента ввода пробы до появления максиэффициента распределения приводят к 273°К по формуле:

мума пика:

(tR - tR ) Ff1 f2 273 VR ' 0 VR = t F, (3.5) Vg = =, (3.11) R g TK g TK где F – объемная скорость потока (см3/с или мл/мин).

21 Физико-химической константой в газо-адсорбционной хромато- Степень разделения (коэффициент разделения) двух соседних графии является отношение удельного удерживаемого объема к пиков на хроматограмме рассчитывают по формуле:

удельной поверхности адсорбента:

tR ' VR ' 2 2,1 = =, (3.17) Vg, tR ' VR ' 1 VS = (3.12) Sуд где tR ' и VR ' – исправленные характеристики удерживания соедине2 Удельный удерживаемый объем связан с коэффициентом расния 2 (сильнее удерживаемого в колонке), а tR ' и VR ' – исправленные 1 пределения:

характеристики удерживания соединения 1 (слабее удерживаемого в K, Vg = (3.13) колонке). Поскольку в числитель ставят характеристику соединения, с которое удерживается сильнее, степень разделения больше или равна Коэффициент распределения рассчитывают по формуле:

1. Чем больше отличие от 1, тем лучше разделяются вещества, если Vg степень разделения равна или меньше 1, то вещества не разделяются.

, K = (3.14) с Критерий селективности (коэффициент селективности колонки) Кс рассчитывают по формуле:

где – плотность НЖФ.

Г2 - Г1 VR - VR 2 Kc = 2 (3.18), Для идентификации компонентов исследуемых смесей в хромаГ2 + Г1 VR + VR 2 тографии целесообразно использовать относительное время удержигде Г2 и Г1 – общие коэффициенты Генри двух разделяемых соединевания или относительный удерживаемый объем VR ', определяемые отн ний; VR2 и VR1 – удерживаемые объемы (неисправленные!) этих сопо формулам:

единений.

t - t t ' Ri R0 R Одной из информативных характеристик разделения двух со, t ' = = (3.15) R отн седних пиков является величина разрешения RS, иногда ее называют t - t t ' R R Rст ст обобщенным критерием разделения. Разделение считается полным, VR - VR VR ' i 0 i, если RS > 1,5.

VR '= = (3.16) отн VR - VR VR ' ст 0 ст l2 - l1 tR 2 - tRRS1 = 2 = 2, (3.19) где tRi и tRст – измеренные времена удерживания i-го компонента и м1 + м2 м1 + мкомпонента, принятого за стандарт. Относительные параметры удерtR 2 - tRl2 - lRS2 = =, (3.20) живания нашли широкое распространение в повседневной практике µ0,5(1) + µ0,5(2) µ0,5(1) + µ0,5(2) качественного анализа. Кроме того, их можно использовать для оценRS2 = 0,848RS1, (3.21) ки селективности колонки. Для этого рассчитывают характеристики разделения. где 1, 2 – ширина пиков у основания, а 0,5(1), 0,5(2) – на середине высоты.

23 Коэффициенты распределения (в том числе коэффициенты Ген- Важную роль в хроматографическом процессе играет еще один ри) используют в расчете скоростей движения компонентов через ко- параметр колонки – коэффициент емкости (коэффициент извлечения) лонку. Зависимость скорости перемещения зоны компонента от пара- ki. Коэффициент емкости характеризует емкость удерживания колонки метров колонки в газо-жидкостной хроматографии определяется по и показывает, во сколько раз вещество дольше находится в неподвижуравнению: ной фазе, чем в подвижной. Для вещества i коэффициент емкости определяют как отношение количеств этого вещества в неподвижной и U S U =, (3.22) подвижной фазах. Количество вещества в одной из фаз можно опредеVC + K Vl лить как произведение средней концентрации вещества в этой фазе где U – средняя скорость перемещения зоны компонента; U – средS ( c ) на ее объем. Отношение количеств вещества в неподвижной и няя линейная скорость газа-носителя; VC – объем газовой фазы в коподвижной фазах равно также отношению времени пребывания в нелонке; Vl – объем НЖФ в колонке при данной температуре; K – коподвижной и подвижной фазах.

эффициент распределения. Объем НЖФ в колонке рассчитывают по Коэффициент емкости рассчитывают по формуле:

формуле:

c Vl Vl tR ' i,l ki = = Ki =, (3.26) g C Vl =, (3.23) VC tR c VC i,C с где сi,l – концентрация компонента в НЖФ; ci,C – концентрация компогде – масса сорбента (носителя вместе с НЖФ); C – содержание g нента в газе-носителе.

НЖФ на носителе, % масс; – плотность НЖФ.

Оптимальные значения ki лежат в пределах 1,5–4,0. Если ki мало, В газо-адсорбционной хроматографии зависимость скорости пезначит вещество плохо удерживается в колонке и продвигается по ней ремещения зоны определяется по уравнению:

почти с той же скоростью, что и газ-носитель. Если же ki велико, то U S время пребывания вещества будет большим, и анализ потребует больU =, (3.24) VC + Г Va ше времени.

где Г – истинный коэффициент Генри; Va – объем адсорбента в коАппаратура и объекты хроматографирования лонке. Остальные обозначения те же, что и в формуле (3.22.) • Газовый хроматограф серии ЛХМ-8МД с катарометром и роФактор запаздывания Rf – относительная скорость перемещетаметром, возможно применение хроматографов других моделей.

ния хроматографической зоны. Величина Rf всегда меньше 1. Она по• Колонки из нержавеющей стали 2м 3мм, заполненные сорказывает, насколько медленнее движется через колонку данное соедибентом с НЖФ.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.