ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Детекторы из "Введение в газовую хроматографию" Колонки помещают в термостаты, температуру в которых поддерживают с точностью до (0,050,5) °С. В хроматографах распространены воздушное термостатирование с принудительной циркуляцией воздуха и без нее, а также (реже) контактное термостатирование по металлу (через который пропускают электрический ток). [c.149] Программирование температуры обычно осуществляют, изменяя температуру циркулирующего воздуха. [c.149] Детектор хроматографа представляет собой прибор, позволяющий фиксировать какое-либо физико-химическое свойство бинарной смеси, определяемое ее составом. Таким образом, хроматографическая колонка является подготовительным устройством, превращающим сложную анализируемую систему в последовательность бинарных смесей газа-носителя с одним из анализируемых компонентов (если не рассматривать случаев неполного разделения). Поскольку концентрация компонентов, особенно плохо сорбирующихся, в элюате изменяется очень быстро, детектор должен обладать малой инерционностью. В противном случае легколетучие вещества, даже разделенные на колонке, могут регистрироваться в виде одного пика (если расстояние между максимумами меньше величины, характеризующей инерционность детектора). [c.149] Обычно концентрации анализируемых компонентов в элюате малы (особенно, если определяют примеси), поэтому детектор должен быть очень чувствителен. Поскольку показания детектора используют для количественных расчетов, желательна линейная зависимость показаний детектора от количества опреде-ляе.мого вещества. Детектор должен обеспечивать воз]иожность непрерывной автоматической регистрации показаний в процессе анализа. [c.150] Можно без преувеличения сказать, что возможности хроматографа в основном определяются характеристиками используемого в нем детектора. Как справедливо указывают Жуховицкий и Туркельтауб [9], история развития хроматографии в известной степени представляет собой историю развития детектора . Действительно, например, развитие капиллярной хроматографии, в которой используют очень малые пробы, было бы практически невозможно без создания малоинерционных высокочувствительных детекторов. Если при анализе на обычной насадочной колонке применяют детектор низкой чувствительности, то часто приходится увеличивать объем пробы, что ведет к перегрузке колонки и ухудшению степени разделения. При использовании же высокочувствительного детектора необходимость в больших пробах, а следовательно, и опасность перегрузки колонки отпадает. [c.150] В хроматографии используют интегральные и дифференциальные детекторы. [c.150] Интегральные детекторы. Детекторы этого типа непрерывно фиксируют общее количество разделяемых компонентов. Наиболее простым интегральным детектором является азотометр, принцип действия которого основан на измерении (в калиброванной газовой бюретке, заполненной раствором щелочи) объема выходящего нз колонки элюата после поглощения газа-носителя (СОг) щелочью. Если непрерывно фиксировать понижение уровня щелочи в бюретке в процессе анализа, то получаемая хроматограмма будет иметь вид, показанный на рис, 1.9,6, а высота ступени будет мерой количества данного компонента. [c.150] Работа интегрального детектора может быть основана также на определении количества реактива, израсходованного при титровании элюата (если анализируют вещества кислого или основного характера). [c.150] Преимуществом интегральных детекторов перед детекторами других типов является их простота. Кроме того, как правило, сохраняется линейная зависимость показаний детектора от количества вещества. Существенным недостатком интегральных детекторов является низкая чувствительность и значительная инерционность. Поэтому в настоящее время их применяют крайне редко. [c.151] Дифференциальные детекторы. Дифференциальные детекторы подразделяют на концентрационные и потоковые. Сигнал концентрационного детектора зависит от мгновенной концентрации компонента в бинарной смеси с газом-носителем [131]. Если считать, что сигнал детектора ес пропорционален концентрации С, т. е. [c.151] Если при использовании концентрационного детектора ог скорости газа-носителя зависит площадь пика и не зависит высота его (влияние инерционности не учитывается), то при использовании потокового детектора, наоборот, площадь пика остается постоянной, а высота увеличивается с повышением скорости, поскольку при этом увеличивается поток данного компонента. [c.151] Таким образом, величина 5с соответствует сигналу (в мВ) при концентрации 1 мг/мл. [c.152] Инерционность детектора, как уже указывалось, является очень важной характеристикой она влияет на четкость разделения пиков на хроматограмме. Инерционность зависи-т от степени дополнительного размытия зон компонентов в камере детектора и от инерционности чувствительного элемента. Так, при использовании катарометра нить его, расположенная параллельно направлению потока, может оказаться настолько длинной, что один конец ее будет соприкасаться с молекулами первого компонента, а другой (в тот же момент) —с молекулами второго компонента, вследствие чего разделение не будет зафиксировано. Кроме того, для перехода некоторого количества тепла от чувствительного элемента к определяемому веществу необходимо время. Поэтому очень узкая зона, движущаяся с большой скоростью, может быстро пройти через детектор, оставшись практически не за.меченной им. [c.152] Время отличается от формы кривой распределения концентраций в элюате. Было показано, что отношение то/то.5 (где то.з — выраженная в единицах времени полуширина пика) не должно превыш ать 0,085. Тогда сигнал детектора, соответствующий максимальной концентрации, будет искажен не более чем 1,5% (в сторону уменьшения), асимметрия пика не превысит 0,6%, а площадь пика практически не исказится. Влияние инерционности на форму пика при больших значениях то/то,5 показана на рис. 3.5 [9]. [c.153] Интервал, в котором сохраняется линейная зависимость показаний детектора от концентрации или количества определяемого вещества, называют линейным динамическим диапазопом. Он характеризуется постоянством значений Ас или А и соответствует отношению максимальной концентрации (или скорости потока), вызывающей сигнал с 3%-ным отклонением от линейности, к минимальной определяемой концентрации. [c.153] Катарометр (детектор по теплопроводности). Наиболее распространенным детектором дифференциального типа является катарометр, принцип работы которого основан на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности окружающей среды (элюата). Катарометр надежен в работе и сравнительно прост в изготовлении. На рис. 3.6 показана одна из схем катарометра. Сопротивления (два или четыре), расположенные в соответствующих камерах (ячейках), являются активными плечами измерительного моста, на который подается постоянное напряжение (6—12 В). Активными плечами (элементами) измерительного моста могут служить платиновые, вольфрамовые или никелевые нити диаметром 5 мкм и более, а также полупроводниковые сопротивления — термисторы или пьезосопротивления. Поскольку чувствительность катарометра в значительной степени зависит от общего сопротивления и чувствительности элемента (чем больше сопротивление, тем выше чувствительность), часто применяют не натянутые нити, а спирали и биспирали. [c.154] Через одну камеру (рабочую) катарометра проходит элюат через другую (сравнительную)—чистый газ-носитель. По скольку плечи находятся под напряжением и, следовательно нагреты и от них происходит интенсивная теплоотдача к газу температура плеч (а следовательно, и сопротивление их) зави сит от природы газа. Если через обе камеры катарометра про ХОДИТ гйз одинакового состяВй, то выходной сигнял мостя ра вен нулю. При изменении состава одного из потоков характер теплоотдачи к нему меняется, следовательно, изменяется температура соответствующего плеча, а значит, и его сопротивление. В результате электрическое равновесие нарушается, и между точками а и б (см. рис. 3.6) возникает разность потенциалов, уже не компенсирующаяся дополнительным переменным сопротивлением Н. Эта разность и регистрируется в виде сигнала детектора. [c.154] Обычные катарометры непригодны для работы с капиллярными колонками и насадочными колонками малого диаметра это объясняется не низкой чувствительностью, а значительной их инерционностью. Основное требование к катарометру при работе с колонками малого диаметра заключается в возможности фиксации узких полос. [c.156] Вернуться к основной статье