ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы теории газовой хроматографии из "Газовая хроматография в исследованиях природных газов, нефтей и конденсатов " Хроматография — физико-химический метод разделения смеси компонентов при движении ее вдоль слоя сорбента или неподвижной жидкой фазы. Движение разделяемой смеси происходит под действием непрерывного потока подвижной фазы. В зависимости от того, что является подвижной фазой — жидкость или газ, различают соответственно методы жидкостной и газовой хроматографии. [c.9] В адсорбционном варианте газовой хроматографии перемещение разделяемой смеси компонентов происходит вдоль слоя адсорбента. Разделение смеси обусловлено различиями адсорбируемости компонентов на данном адсорбенте в данных условиях (различиями коэффициентов адсорбции компонентов смеси). [c.9] В газо-жидкостной хроматографии разделение смеси анализируемых компонентов происходит на неподвижной фазе, в качестве которой использована жидкость, нанесенная в определенном процентном соотношении на инертный носитель. [c.9] В капиллярной хроматографии неподвижная фаза наносится непосредственно на стенки капилляра, диаметр которого обычно составляет 0,25—0,35 мм. Разделение обусловлено различной растворимостью компонентов смеси в жидкости (неподвижной фазе) или различной стабильностью образующихся комплексных соединений. [c.9] Следует отметить, что в ряде случаев используется газовая хроматография на модифицированном адсорбенте. Адсорбент обрабатывают небольшим количеством жидкой фазы (например скваланом), что приводит к снижению адсорбционной активности адсорбента, улучшает и облегчает разделение более высококипя-щих соединений (например, в газовом анализе — бутанов, пента-нов, гексанов). В этом случае при хроматографическом анализе имеет место как адсорбция компонентов на твердом веществе — адсорбенте, так и растворимость в модифицирующей жидкости. [c.9] Если неподвижная фаза — адсорбент, то концентрацию вещества относят к 1 г адсорбента, в этом случае коэффициент будет иметь размерность мл г. [c.10] График зависимости концентрации анализируемого вещества в подвижной фазе от концентрации его в неподвижной фазе называется изотермой распределения и может быть линейным, иметь выпуклую или вогнутую форму. Если неподвижной фазой является твердое вещество (адсорбент), график будет называться изотермой адворбции, если же неподвижная фаза — жидкость, график будет представлять собой изотерму распределения. В методе газо-жидкостной хроматографии изотермы обычно носят линейный характер, так как коэффициент распределения не зависит от концентрации. Для газо-адсорбционного варианта характерны нелинейные изотермы, что соответствует появлению асимметричных хроматографических пиков. [c.10] Хроматографические методы различаются не только по характеру вещества, применяемого для разделения анализируемой смеси, но и по способу перемещения разделяемых компонентов вдоль слоя сорбента (или твердого носителя, обработанного неподвижной фазой). В этом случае различают проявительную (элюент-ную), вытеснительную и фронтальную хроматографию. [c.10] В проявительном анализе перемещение смеси разделяемых компонентов производится потоком проявителя (элюента), в результате компоненты распределяются по колонке в соответствии с коэффициентами распределения. Процесс этого распределения представлен на рис. 1. Смесь, состоящая из двух компонентов, подана на хроматографическую колонку. Под влиянием потока проявителя происходит ее движение вдоль слоя сорбента и разделение. Если построить график, на оси ординат которого отложить какое-либо свойство выходящего потока, связанное с его составом, а на оси абсцисс — время или количество элюента, прошедшего через колонку, то получим хроматограмму разделения этой бинарной смеси, в которой пик I будет соответствовать первому компоненту смеси, имеющему наименьшее значение коэффициента адсорбции (растворимости), а пик 2 — второму компоненту. [c.10] Фронтальный анализ заключается в непрерывном пропускании анализируемой смеси через слой адсорбента. В этом случае образуются зоны, которые содержат последовательно увеличивающееся число компонентов. Чистым на выходе из хроматографической колонки получается лишь наименее сорбирующееся вещество. При фронтальном анализе не происходит разделения смеси на отдельные компоненты. [c.11] В настоящей работе будет рассмотрен проявительный метод анализа, и лишь в разделе анализа инертных газов в составе природных газов будут приведены работы, посвященные методу фронтального обогащения. [c.12] Поток газа-носителя, выходящий из хроматографической колонки, вместе с разделенными в колонке компонентами смеси попадает в измерительную ячейку детектора. Возникает сигнал. Кривая зависимости сигнала детектора от объема газа и концентрации компонента называется хроматограммой. Хроматограмма в зависимости от типа применяемого детектора может быть дифференциальной и интегральной. [c.12] Различают два вида асимметрии фронтовую и хвостовую. Первый тип асимметрии обычно характеризует разделение веществ с низкой упругостью пара. В этом случае вещества конденсируются в первой части колонки. Обычно уменьщение количества вещества и повышение температуры опыта приводит к получению более симметричного пика. Хвостовая асимметрия возникает при смещении объемов вне колонки и при адсорбции на сорбенте или инертном твердом носителе. Этот вид асимметрии встречается наиболее часто. Асимметричность пиков можно оценить количественно по величине фактора асимметричности, который представляет отношение тангенсов углов наклона касательных проведенных в точках перегиба на переднем и замыкающем фронте полосы [55]. [c.13] Перпендикуляр, опущенный из максимума пика на нулевую линию, называется высотой пика (рис. 2,/г). Иногда этот перпендикуляр опускается на нулевую линию из точки пересечения касательных (рис. 2). Обычно ширина пика обозначается ц, или т и определяется соответственно либо в сантиметрах, либо в секундах. Существует несколько способов измерения ширины хроматографического пика как расстояние между контурами пика на 0,5 его высоты ( 1о,5), на 0,75 высоты (цо.тз) и т. д., как расстояние между точками перегиба или как отрезок ЕО, отсекаемый на нулевой линии касательными, проведенными к кривой в точках перегиба. [c.13] Время от момента ввода пробы в колонку до появления максимума пика на хроматограмме называется временем удерживания компонента, которому соответствует данный хроматографический пик. Выход компонента может характеризоваться также объемом удерживания, т. е. объемом газа-носителя, прошедщего через колонку с момента введения пробы до появления максимума пика на хроматограмме. [c.13] Время удерживания компонента и объем удерживания являются очень важными характеристиками в газовой хроматографии. Определение их позволяет идентифицировать хроматографические пики, т. е. определять их принадлежность к определенному компоненту. [c.13] Удерживаемый объем несорбирующегося газа называют газовым объемом и обозначают Уо- Газовый объем соответствует объему газового пространства колонки, или мертвому объему колонки (рис. 2, отрезок С А). Время удерживания несорбирующегося газа обозначается через to. [c.13] Эффективный удерживаемый объем Уэф определяется как приведенный удерживаемый объем Уд. исправленный с учетом перепада давления в колонке, т. е. [c.14] Широко применяются в хроматографической практике понятия относительный удерживаемый объем и относительное время удерживания, которые представляют отношение рассмотренных выще элюционных характеристик определяемого компонента (Уд) и стандартного вещества (Удст), т. е. [c.14] В качестве стандартных используются различные соединения в зависимости от состава анализируемой смеси метан, пентан, н-бутан, бензол и т. п. [c.14] Вернуться к основной статье