ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы хроматографического процесса из "Курс газовой хроматографии Издание 2" Предлагаемая вниманию читателя книга была написана, когда К. А. Гольберта уже не было в живых. Однако задумана она была еще при жизни Кирилла Алексеевича. В ней использованы результаты наших совместных работ, и если эта книга окажется полезной читателю, я буду считать, что в какой-то мере выполнил долг перед своим учителем, работа с которым тесно сблизила нас в последние три года его жизни. [c.8] При подготовке второго издания настоящей книги не было возможности достаточно полно осветить все то новое, что достигнуто газовой хроматографией за период, начиная с конца 1964 года (когда фактически была завершена работа над рукописью первого издания), для этого потребовался бы значительно больший объем. Однако в такой детализации не было необходимости, поскольку сейчас в литературе имеются прекрасные монографии и обзоры, посвященные отдельным вариантам газовой хроматографии, отдельным областям ее применения. Поэтому настоящая книга сохранила характер общего введения в дисциплину, где детально рассматриваются наиболее значительные вопросы теории и практики и даются ссылки как на оригинальные статьи, так и на работы обзорного характера, изучение которых может потребоваться читателю, желающему специализироваться по какой-либо узкой проблеме. [c.9] Возможность разделения смесей на слое порошка известна давно, однако честь открытия хроматографии как метода разделения веществ принадлежит Цвету [1], который впервые применил прояви-тельный вариант жидкостно-адсорбционной хроматографии для анализа хлорофилла. Цвет показал что по мере движения хлорофилла в потоке растворителя по трубке, заполненной порошком мела, первоначальное зеленое кольцо расщепляется на несколько разноцветных колец, каждое из которых соответствует составной части хлорофилла. Причина такого явления связана с различной силой поглощения (адсорбции) составных частей хлорофилла находящимся в трубке мелом. Цвет назвал свой метод хроматографией, т. е. цветописью, хотя сам же указал, что этим способом можно разделять и бесцветные вещества. До 1914 г. Цвет опубликовал ряд статей по хроматографии, однако после его работ метод не развивался и не использовался вплоть до 1931 г., когда Куном, Винтер-штейном и Ледерером [2] были воспроизведены первоначальные опыты Цвета. Столь же длительное забвение ставших теперь классическими исследований в немалой степени было связано с отрицательными отзывами тогдашних авторитетов, которые не смогли понять всей глубины открытия молодого ученого. [c.13] Фронтальный и вытеснительный хроматографические методы предложены Тизелиусом и Клессоном [3, 4] в 1940—1942 гг. [c.13] Из ранних исследований по адсорбционному разделению в газовой фазе следует отметить работы Шуфтана [5], Петерса [6], Гессе [7], Тернера [8] и Дамкелера [9], выполненные в 1937—1943 гг. В частности, Дамкелер и Тайле осуществили хроматографическое разделение смеси бензола и циклогексана в паровой фазе на колонке, заполненной кусочками глины, которая была предварительно дезактивирована путем обжига и модифицирована небольшим количеством глицерина. [c.13] Первая работа по газовой хроматографии в СССР была выполнена Туркельтаубом [14] в 1949 г. Через два года Жуховицкий, Золотарева, Соколов и Туркельтауб[15] предложили метод хроматермогра-фии, а впоследствии — различные модификации этого метода, предусматривающего применение движущегося температурного поля. [c.14] Вяхирев [16] одновременно с Янаком [17] в 1953 г. предложили простой метод детектирования выходящих из хроматографической колонки веществ при помощи бюретки со щелочью, поглощающей газ-носитель (двуокись углерода). Этот прием на соответствующем этапе нашел широкое применение в лабораторной практике. [c.14] Следующий качественный скачок в развитии газовой хроматографии связан с работами Голея [18], предложившего в 1957 году использовать в качестве колонок длинные капилляры. Это дает возможность, вследствие весьма высокой эффективности, проводить. детальный анализ смесей, включающих десятки и сотни индивидуальных компонентов. Приблизительно в то же время были изобретены высокочувствительные пламенно-ионизационный и ионизационный детекторы [9, 20]. [c.14] В 1962 г. Жуховицкий и Туркельтауб [21, 22] предложили вакан-тохроматографию и ступенчатую хроматографию. Первый из этих вариантов основан на применении вместо газа-носителя исследуемой пробы, а вместо пробы — инертного газа второй основан на применении в проявительной хроматографии больших проб. Дальнейшие исследования привели к созданию оригинального комплекса хрома-тографических методов — хроматографии без газа-носителя. [c.14] В последующие годы стали проводиться широкие исследования в области создания новых адсорбентов [23], что значительно расширило возможности газовой хроматографии для анализа высококипящих соединений. В шестидесятые годы развивается реакционная газовая хроматография — комплексный метод, включающий химические превращения веществ и их хроматографическое разделение [24]. Развитие получили и другие комплексные методы, в частности хромато-масс-спектрометрия. [c.14] В 1962 г. появилась первая работа [25] в области газовой хроматографии при давлении выше 100 кгс/сма, а с 1966 г. стали прово - диться детальные исследования в этом направлении [26]. [c.14] Газовая хроматография — один из наиболее перспективных физико-химических методов исследования, бурно развивающийся в настоящее время. Создание и успешная разработка различных вариантов газовой хроматографии привели к перевороту в области аналитического контроля и автоматизации производственных процессов, нефтяной, химической и других отраслей промышленности, а также1 в практике научной работы. Газовая хроматография позволяет исследователю быстро и эффективно решать такие задачи, которые ранее казались неразрешимыми или требовали огромных затрат труда и времени. Число публикаций, посвященных теоретическим основам и практическому применению газовой хроматографии, превысило 20 000, причем преобладающая часть этих работ относится к последним 10—12 годам. Динамика развития газовой хроматографии и роста ее аналитических возможностей видна из таблицы, приведенной в обзоре Янака [29]. [c.15] В настоящее время вряд ли существует научно-исследовательская или производственная лаборатория, занимающаяся анализом летучих органических веществ, в которой отсутствовала бы хрома-тографическая аппаратура. Однако этим далеко не исчерпывается роль и значение газовой хроматографии в науке и технике. Так,, разработана аппаратура и созданы хроматографические методики анализа газов в кабине космического корабля, органических веществ, в лунных породах, а также атмосферы Марса. [c.15] Выпускаемая аппаратура позволяет анализировать не только вещества, представляющие собой в нормальных условиях т азы, но и высококипящие соединения, например углеводороды с числом углеродных атомов в молекуле до 100, различные другие вещества, в том числе компоненты пищевых продуктов, перекиси, сточные воды, фармацевтические препараты, различные пестициды и т. д. [c.16] Метод газовой хроматографии можно использовать и для анализа нелетучих веществ путем определения продуктов их пиролиза или использования исследуемых веществ в качестве неподвижных фаз. Анализ нелетучих соединений может быть осуществлен также методом газовой хроматографии при повышенном давлении. Существует хроматографический метод анализа таких легких веществ, как изомеры и изотопы водорода. [c.16] Из физико-химических применений газовой хроматографии следует отметить возможность изучения термодинамики сорбции, молекулярных весов, давления пара веществ, коэффициентов диффузии, поверхности адсорбентов и катализаторов. Широко применяются хроматографические методы определения элементного состава, а также методы определения констант химических реакций. [c.16] Важной особенностью газовой хроматографии является возможность определения в различных продуктах микропримесей, что иллюстрируется данными таблицы. За последнее время чувствительность определения увеличилась еще больше и сейчас удается определить концентрации порядка 10 10 %. Это делает метод незаменимым при анализе мономеров, используемых в производстве полимерных материалов, а также при исследованиях биосферы. [c.16] Применение газовой хроматографии в препаративных целях открывает новые пути получения высокочистых реактивов, причем в последние годы наблюдается тенденция к существенному повышению производительности и превращению хроматографии из препаративного метода в полупромышленный и промышленный. Хромато-графическую аппаратуру широко применяют на технологических установках нефтяной и химической промышленности, причем в ряде случаев не только для контроля производства, но и для автоматического регулирования. [c.16] Одним из главных преимуществ газовой хроматографии по сравнению с другими физико-химическими методами является быстрота проведения анализа. Так, если продолжительность анализа многокомпонентной смеси ректификацией измеряется часами, то газовая хроматография позволяет получить более надежные и более детальные результаты в течение минут и даже секунд. [c.16] Расшифровка результатов хроматографического анализа достаточно проста, а современный газовый хроматограф представляет собой автоматический прибор, зачастую снабженный счетно-решающим устройством для обработки информации и требующий от обслуживающего персонала осуществления лишь небольшого числа операций. [c.16] Вернуться к основной статье