ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многоступенчатые схемы анализа из "Курс газовой хроматографии" Выше было показано, что очень часто однократного хромато-графического разделения недостаточно для решения поставленной аналитической задачи. В связи с этим необходимо использовать различные комбинированные схемы, предусматривающие параллельное, последовательное и многократное использование хро-матографических колонок в ходе анализа. [c.206] При этом предполагают, что точкам пересечения касательных к пику с нулевой линией отвечают достаточно малые концентрации компонента. [c.207] Предполагается, что m-ый компонент практически полностью отделяется от (т + 1)-ого компонента и что температуры колонки при прямом и обратном элюировании одинаковы. [c.208] Для этого необходимо быстро удалить из колонки менее летучие соединения. Так как = 8,5минн 4 мин, применение обратной продувки дает больший эффект, чем прямое элюирование всех компонентов пробы. [c.209] При выборе места и времени ввода газа-носителя для продувки следует учитывать, что к моменту переключения крана m-ый компонент должен полностью перейти во вторую секцию колонки. Одновременно в эту секцию может перейти и (т + 1)-ый компонент (или часть его), если он неполностью отделяется от предыдущего компонента на длине 1 соответствующей первой секции. В этом случае. -бщее время анализа равно или времени прямой продувки (т + 1)-го компонента, или времени пребывания в колонке последнего я-го компонента (большему из этих значений). [c.209] Удвоенное второе слагаемое в правой части уравнения (IV, 12) соответствует выраженному в единицах времени основанию пика (т + 1)-го компонента, элюируемого в обратном направлении. [c.209] Таким образом можно определить оптимальное место ввода газа-носителя при полуобратной продувке. [c.210] Значительный интерес представляет полуобратная продувка при разделении на колонках, состоящих из секций с различными сорбентами. Такой метод, помимо экономии времени, позволяет удалять из системы компоненты, пики которых в противном случае могли бы наложиться на пики определяемых компонентов. Так, разработан метод быстрого определения содержания углеводородов Q — С3 в газах пиролиза. Хроматографическая колонка состояла из двух секций первая — длиной 4 м заполнена инзен- j ским кирпичом с 20% вазелинового масла вторая — длиной 6 м заполнена силикагелем КСК с 1,5% вазелинового масла. Соотношение между количествами отдельных сорбентов подобрано из соображений наиболее равномерного разделения целевых компонентов. Первый сорбент дает возможность полностью отделять пропилен от изо-бутана, который вместе с более тяжелыми углеводородами элюируется затем в обратном направлении (рис. IV, 12). Анализ продолжался около 7 мин при температуре колонки 40 °С. [c.211] Свобода68 применил полуобратную продувку при анализе водных растворов спиртов, причем вода задерживалась в первой секции колонки (неподвижная жидкость — дигли-церин) и затем элюировалась в обратном направлении, в то время как спирты переходили во вторую секцию (с полиэтиленгликолем 400), после которой был установлен детектор. [c.211] Более сложную систему применили Мартин и Винтере59 для разделения углеводородов нефти. На первой секции, названной авторами колонкой предварительного фракционирования, отделялись углеводороды до С7 включительно. Разделение этой фракции проводили на второй секции, а тяжелые углеводороды элюировали в обратном направлении при повышенной температуре. [c.211] При т) 0,5 продолжительность анализа по схеме в меньше, чем по схеме г, а при -ц 0,5 — наоборот (см. рис. IV, 14), причем компоненты выходят из колонки в последовательности 3, 1, 2. Однако часто полоса тяжелого вещества 3 сильно размыта и асимметрична, поэтому желательно, чтобы это соединение элюи-ровалось в последнюю очередь. Этого можно добиться при т) [ 0,5 путем использования схемы в, так как легкие компоненты 1 и 2 успевают еще раз обогнать компонент 3 в первой секции. [c.214] Ниже в качестве примера разделения трехкомпонентной смеси рассмотрена задача определения минимальной продолжительности анализа смеси гексана, гексена и декана. Для четкого отделения гексана от гексена была использована колонка с 20% поли-этиленгликольадипината на инзенском кирпиче. Разделение проводили при 50 °С и расходе воздуха 48 мл/мин. Хроматограмма, приведенная на рис. IV, 15а, показывает, что при разделении на такой колонке расстояние между пиками декана и гексана довольно велико, что приводит к значительному увеличению продолжительности анализа и сильному размытию пиков. В связи с этим целесообразно использовать для анализа этой смеси двухступенчатую схему. Для заданных критериев разделения (гексана и гексена — 1,5 гексена и декана — 2,0) были вычислены длины первой и второй секций. Они оказались соответственно равными 39 и 200 см. Найдены интервалы переключения секций тмин = 18 сек тмакс = НО сек. Так как эффективный коэффициент диффузии декана в данном случае очень велик, размытие полосы также ве-.лико, поэтому желательно элюировать декан последним. Для проведения анализа была выбрана схема в (рис. IV, 14), хотя т] 0,5, чему соответствует хроматограмма, приведенная на рис. IV, 156. Продолжительность анализа сократилась до 3,5 мин при удовлетворительной четкости разделения. Из рис. IV,15e следует, что при использовании схемы г (рис. IV, 14) действительно происходит неполное разделение гексана и декана вследствие сильного размытия полосы последнего. Любопытно, что если время переключения при данной схеме соответствует тмакс, то компоненты / и 2 успевают выйти из второй секции в детектор и тогда переключение секций дает возможность осуществить обычную обратную продувку с регистрацией третьего компонента (рис. 1Ч, 5г). [c.214] Многоступенчатые схемы анализа сложных смесей. Выше было показано, что очень часто путем однократного разделения на одной колонке не удается определить состав сложной смеси вследствие взаимного наложения пиков. Поэтому широко применяется двукратное разделение на колонках с сорбентами различной полярности. Соответствующий анализ можно сравнительно просто осуществить на одном приборе, если использовать одну из схем,. [c.215] В ряде случаев схема с параллельной продувкой является альтернативой анализу на одной колонке с программированием температуры (если первая ступень содержит менее эффективный сорбент, чем вторая). [c.217] Для определения углеводородов Сх—С10 в газах пиролиза авторы разработали схему, предусматривающую использование параллельной и пслуобратной продувки (рис. IV, 20). В схему включены две колонки длиной 3 м, внутренним диаметром 4 мм каждая. Первая колонка (/) заполнена инзенским кирпичом, модифицированным вазелиновым маслом (20%). При температуре 70 °С и расходе воздуха 55 мл/мин на ней удается разделить пиро-газ на ряд фракций, что фиксируется детектором 4. Хроматограмма показана на рис. IV, 21. Первая фракция, содержащая водород и углеводороды Q — С3, направляется во вторую колонку (5) для дальнейшего разделения. Если требуется определить лишь групповой состав более тяжелых компонентов, то фракции, содержащие углеводороды С4 — С6, элюируют непосредственно в атмосферу. После выхода компонентов с шестью атомами углерода углеводороды С, и выше элюируются в обратном направлении и регистрируются. При этом расход газа-носителя (воздуха) можно довести до 110 мл мин. [c.219] Вторая колонка (5) заполнена более сильным сорбентом, чем первая (например, 1,5% вазелинового масла на силикагеле КСК), что позволило разделить компоненты первой фракции при 40 °С и расходе воздуха 55 мл/мин. Хроматограмма представлена на рис. IV, 22. [c.219] Л 5— колонки 2, 3— четырехходовые краны 4, 6 — детекторы. [c.219] Ууд ол - На основании этой величины определяют значение 2со(о,5)о..ц-Из точки С с ординатой у%,ОЛ1 — 2ш(о,5)ол1 под углом 45° к оси УУд проводят прямую до пересечения в точке D с линией парафинов (2). Абсцисса точки D равна УуД,П2- Ширину остальных фракций определяют аналогичным образом. [c.223] Длина каждой колонки второй ступени разделения также составляет 3 м, а внутренний диаметр — 4 мм. Перед каждой из колонок находится дозатор, что позволяет, в случае необходимости, использовать секцию как самостоятельный прибор. [c.223] Вернуться к основной статье