Хроматография адсорбционная, аппаратура и методы

За последние годы в научно-исследовательском институте мономеров СК (г. Ярославль) уделяется большое внимание развитию и внедрению в промышленность методов газовой хроматографии. В зависимости от поставленных задач используются как газо-адсорбционная, так и газожидкостная хроматография и аппаратура с различными видами детекторов. Ниже приводится краткий обзор методов анализа и применяемой аппаратуры. [c.109]

Начиная с конца 50-х годов интерес к жидкостно-адсорбционной хроматографии резко возрос, так как появились высокочувствительные методы детектирования, новые селективные полимерные адсорбенты, была разработана аппаратура, способная работать при высоких давлениях. Все это привело к резкому увеличению скорости процесса хроматографирования, эффективному разделению смеси веш,еств, близких по свойствам, и к возможности работы в области малых концентраций, а следовательно, в области прямолинейного участка изотермы адсорбции. [c.68]

Для проведения вытеснительной хроматографии необходима такая же сложная аппаратура, как и для фронтального анализа (стр. 369). При вытеснительной хроматографии легче, однако, добиться полного разделения компонентов смеси, благодаря чему ее можно использовать и для препаративного разделения. Методику, разработанную Тизелиусом, редко используют для препаративных целей, так как изотермы адсорбции компонентов смеси, как правило, не известны. Другой недостаток этого метода состоит в том, что нужно точно отделять очень близко расположенные адсорбционные зоны. Поэтому в данном случае необходимо применять более точные методы обнаружения, чем, например, при непрерывной элюционной хроматографии. [c.372]

В жидкостной адсорбционной хроматографии наиболее часто пользуются вторым способом, так как непрерывные методы анализа во многих случаях требуют довольно громоздкой и сложной аппаратуры и нередко бывают трудно осуществимы, а послойный анализ возможен только в редких специальных случаях. [c.36]

Вместе с тем метод газовой хроматографии для исследования адсорбции отличается высокой чувствительностью, позволяющей изучать область малых заполнений, возможностью работать на серийной аппаратуре в широкой области температур и, следовательно, изучить адсорбционные взаимодействия большого числа интересных молекул разного строения. Однако нри этом используется приближение теории нелинейной равновесной хроматографии. Сопоставление со статическими исследованиями показывает, что обычно критерием достаточной близости к равновесным условиям в колонке при проявительной хроматографии является, во-первых, совпадение размытой границы пика для разных проб (от нуля до точки перегиба изотермы) и, во-вторых, вертикальность противоположной границы пика. Здесь демонстрировались примеры расчета изотерм адсорбции на основе теории Глюкауфа для таких случаев. Теплоты адсорбции находятся далее из изостер, а не по максимумам несимметричных пиков. [c.467]

Для проявительного разделения на адсорбционной колонке — старейшего метода хроматографии — используется простейшая аппаратура. Адсорбент обычно помещают в стеклянную трубку с внутренним диаметром от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и рабочей высотой от 5 до 25 диаметров. Применяют также металлические и пластмассовые трубки [26]. Адсорбент удерживается в трубке пористой диафрагмой. Способ удерживания зависит от метода применения колонки. Если адсорбент необходимо выдавливать для того, чтобы его можно было разрезать на зоны, то лучше использовать подвижную плоскую диафрагму, удерживаемую на маленьких выступах или на небольшом сужении внутри трубки. На рис. 152, б схематически показаны типичные нижние части колонок. Применяют также трубки такого типа с небольшим конусом, что при наличии стеклянного шлифа облегчает выдавливание адсорбента. Если разделенный на фракции образец нужно собрать полностью, то нижнюю часть трубки можно сузить или соединить с короткой трубкой меньшего диаметра [c.310]

Газовая хроматография представляет собой процесс, в котором разделение смеси производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей над сорбентом. Метод подобен широко применяемой жидкостной распределительной колоночной хроматографии, за исключением того, что подвижная жидкая фаза заменена движущейся газовой фазой. Газовая хроматография (ГХ) подразделяется на газо-адсорбционную хроматографию (ГАХ), где сорбентом является твердое тело с большой поверхностью, и газожидкостную хроматографию (ГЖХ), где сорбент — нелетучая жидкость, нанесенная на инертный твердый носитель. Подвижная фаза, или газ-носитель, представляет собой инертный газ, который пропускается с постоянной скоростью через насадочную колонку — трубку небольшого диаметра, содержащую сорбент. Аналитическая к олонка длиной около 1,5 ле и внутренним диаметром 4 мм может иметь эквивалент от 700 до 4000 теоретических тарелок (смотри ниже) в зависимости от типа и равномерности заполнения насадки. То, что говорится о газо-жидкостной хроматографии, об ее аппаратуре, детекторах, взятии пробы газа и т. д., в основном применимо к газо-адсорбционной хроматографии, которая является исторически более ранним методом и применяется преимущественно в случае анализа газов или относительно неполярных веществ с высокой летучестью. Область применения газо-жидкостной хроматографии значительно шире, так как этот метод применим к более широкому многообразию веществ и вместе с тем допускает применение не только насадочных, но и капиллярных колонок. В этой главе рассматривается только газо-жидкостная хроматография. [c.43]

Среди различных хроматографических методов весьма важна адсорбционная хроматография, как газовая (на поверхности раздела газ — твердое тело), так и жидкостная (на поверхности раздела жидкость— твердое тело), ее удельный вес среди других хроматографических методов непрерывно возрастает. Это связано, во-первых, с разработкой для газовой, а в последние несколько лет и для жидкостной хроматографии химически и геометрически достаточно однородных адсорбентов и, во-вторых, с разработкой новой аппаратуры, в частности высокочувствительных детектирующих устройств и скоростных жидкостных хроматографов с давлением у входа в колонну до 40 МПа. [c.7]

За последние 10—12 лет газовая хроматография, кроме решения аналитических задач, широко используется для определения удельной поверхности твердых тел. Преимущество этого метода перед статическими заключается в том, что он не связан с вакуумной аппаратурой, обладает высокой чувствительностью, позволяет определять поверхность от 0,01 до 1000 м 1г. Газохроматографические установки просты в монтаже и эксплуатации, высокопроизводительны и дают возможность определять величины удельных поверхностей в условиях, близких к условиям протекания адсорбционных и каталитических процессов. [c.116]

Основными физико-химическими характеристиками адсорбентов являются, с одной стороны, их структурные характеристики, часто не зависящие или мало зависящие от свойств адсорбирующихся веществ (удельная поверхность, пористость) и, с другой стороны, свойства, определяемые в основном природой системы адсорбент — адсорбат (энергия адсорбции, изотерма адсорбции и т. п.). Все эти величины обычно определяются при помощи адсорбционных опытов в статических условиях. Однако адсорбционные измерения часто бывают весьма длительными и требуют много времени для завершения и получения окончательного результата. В особенности это относится к калориметрическим определениям дифференциальных теплот адсорбции, требующим сложной аппаратуры, весьма чувствительной к колебаниям внешних условий. В послед нее время появляется довольно много работ по газо-хроматографическому исследованию изотерм адсорбции [1]. В ряде работ показано, что хроматографический метод позволяет быстро при некоторых допущениях определить изотерму адсорбции в удовлетворительной близости к изотермам, измеренным в статических условиях в вакуумной аппаратуре. Гораздо в меньшей степени исследованы возможности определения теплот адсорбции по данным газовой хроматографии [2], так как в лабораториях, занимающихся газовой хроматографией, обычно нет калориметров, позволяющих для сопоставления непосредственно измерять теплоты адсорбции для тех же систем. [c.37]

Поскольку в данной главе рассматриваются в основном липофильные вешества в неводных растворах, то мы не будем особо останавливаться на методике хроматографии на бумаге (или ее более современного аналога, использующего стекла, покрытые целлюлозой), для нормальной и обращенной распределительной, ионообменной, ситовой хроматографии, а также на разделении неорганических ионов. Достаточно сказать, что описанные аппаратура и методика в общем применимы во всех методах хроматографии в тонком слое, которые различаются только механизмом разделения. Мы не намеревались дать обзор всех работ в этой области (см. список дополнительной литературы). Вместо этого мы опишем методику адсорбционной хроматографии в тонком слое, широко используемую в лаборатории авторов с 1961 г., и обсудим ее некоторые усовершенствования. [c.133]

Как показывают данные, приведенные в третьей главе, уже сейчас методы газовой хроматографии позволяют на простой и надежной аппаратуре осуществлять большой комплекс адсорбционных измерений, важных для катализа [6] определять изотермы и теплоты адсорбции отдельных компонентов на катализаторах в области предкатализа, измерять его общую и активную поверхность, оценивать такие существенные для катализа свойства, как, например, кислотность или щелочность, устанавливать распределение участков поверхности по теплотам адсорбции и активности. [c.4]

Адсорбционная хроматография, старейший хроматографический метод, ведет свое начало с классических исследований Цвета [43, 58]. В течение многих лет ее широко использовали для разделения различных материалов, главным образом сложных смесей природных соединений. Методом проявительной хроматографии можно проводить разделение от миллиграммовых до гектограммовых количеств веществ при мягком режиме и использовании несложного лабораторного оборудования. В последние двадцать лет быстро развились и получили широкое распространение другие хроматографические методы, так что значение адсорбционной хроматографии одно время существенно уменьшилось, однако в последнее время интерес к ней вновь повысился, в первую очередь благодаря развитию теории и совершенствованию инструментального оснащения газовой хроматографии. Примерно десять лет назад были получены модифицированные адсорбенты, обеспечивающие быстрое и эффективное разделение, разработаны новые системы детекторов для обнаружения веществ в элюате, а также аппаратура для автоматической регистрации хода процесса разделения (как и в ГЖХ). [c.152]

Капиллярная хроматография характеризуется рядом существенных особенностей в методике и аппа-ратуре практически на всех стадиях хроматографического анализа — от введения пробы до детектирования разделенных компонентов. Капиллярную хроматографию можно рассматривать как микрометод газовой хроматографии. Миниатюризация колонки (аппаратуры) позволила существенно уменьшить величину анализируемой пробы и одновременно повысить эффективность разделения. Развитие капиллярной хроматографии отражает общую тенденцию развития аналитической химии, а именно переход к микрометодам. В последние годы применение капиллярной хроматографии резко расширилось. Это объясняется, по-видимому, не только высокой эффективностью метода и его большой чувствительностью, но и расширением области применения метода, особенно в сторону анализа высококипящих и нестойких соединений. Последнее преимущество метода связано с резким уменьшением количества сорбента и, следовательно, понижением температуры анализа, а также с более широким применением адсорбционно и каталитически инертных материалов для изготовления колонки и твердого носителя. [c.5]

Исключительное развитие газо-жидкостной и газо-адсорбционной хроматографии после их открытия объясняется быстротой и надежностью разделения, легко осуществляемого на простой аппаратуре, и тем, что для проведения анализа необходимо лишь несколько миллиграммов вещества. Методы эти позволяют идентифицировать и разделять ряд смесей веществ, которые другими методами разделяются с величайшим трудом. [c.44]

Аппаратура для регулировки и проведения анализа методом газо-адсорбционной хроматографии [c.295]

В газовой хроматографии все более широкое применение находят микронасадочные колонки. Наиболее подробно изучено размывание для газо-жидкостных микронасадочных колонок. В газо-адсорбционном варианте размывание для этих колонок изучалось в работах [1, 2]. Однако рассматриваемую в работе [21 колонку изготовляли методом вытягивания стеклянных капилляров. Поэтому по заполнению она отличается от обычных колонок вследствие спекания материала набивки со стенками колонки. В работе [1] показаны кривые размывания, но не сделано подробного анализа коэффициентов уравнения Ван-Деемтера. Использование микронасадочных колонок характеризуется рядом особенностей по сравнению с обычными насадочными сведение к минимуму объемов дозатора, соединительных линий и рабочего объема детектора применением делителя потока использованием быстродействующей электронной аппаратуры для регистрации хроматограмм. [c.16]

Простота обращения с аппаратурой и широкий температурный диапазон работы адсорбционных колонн сделали возможным быстрое исследование методом газовой хроматографии адсорбции огромного количества самых разнообразных п строению органи- [c.5]

Таким образом, метод импульсной (проявительной, элюционной) газовой хроматографии позволяет изучать равновесие в адсорбционных системах с непористым и неспецифическим адсорбентом. В этом методе используется простая стандартная аппаратура, газовые хроматографы, и легко достигаются температуры до 300—500 °С. Поэтому он позволяет исследовать адсорбционные свойства большого количества труднолетучих веществ разнообразного строения, исследовать адсорбцию которых статическим методом в обычной вакуумной аппаратуре затруднительно. [c.43]

Газовая хроматография находит все более широкое применение при изучении поверхности катализаторов и каталитических реакций. Описываются приборы и методы для быстрого определения активности и селективности катализаторов, измерения поверхности катализаторов и адсорбционных характеристик компонентов реакции в ходе реакции, удельной радиоактивности и т. д. Газовая хроматография позволяет проводить исследование -с весьма небольшими количествами реагирующих веществ и катализаторов, в простой и надежной аппаратуре, осуществлять автоматическую регистрацию результатов. Применение методов газовой хроматографии в кратчайший срок позволит получить большую по объему информацию в области кинетики и механизма каталитических процессов. [c.357]

В последние годы появились новые методы анализа газов. К ним следует отнести масс-спектрометрические методы анализа [6], которые могут выполняться очень быстро, по требуют громоздкой, дорогостоящей аппаратуры. Значительно перспективнее для широкого применения являются новые способы адсорбционного газового анализа, известного под названием хроматермографии и парогазовой хроматографии [7]. [c.82]

Для специалиста в области классической хроматографии наибольший интерес представят, конечно, первые главы, содержащие основные данные о приемах работы и аппаратуре. Осуществить разделение смесей растворов веществ, как мы уже говорили, можно и обычными колоночными методами, и в последующих главах автор рассматривает все виды колоночной хроматографии - адсорбционную. распределительную, ионообменную и гель-фильтрационную. Однако он постоянно возвращается к спещ1фике исследований при высоких давлениях и дает весьма полезные указания об особенностях применения в каждом случае хроматографии при высоких давлениях, позволяющей ускорить процесс анализа. Предлагаемая вниманию читателей книга насыщена экспериментальным материалом главным образом из области органической и биологической химии, отличается компактностью изложения и, несомненно, будет полезна для дальнейшего развития метода советскими исследователями. [c.5]

Газо-жидкостная хроматография является очень гибким и перспективным методом, область применения которого значительно шире газо-адсорбционного. Он успешно применяется для разделения вы-сококипящих веществ, к которым относится большинство углеводородов. Дальнейшее изложение материала в основном базируется на газо-адсорбцнонной хроматографии. Однако то, что касается основных элементов аппаратуры н методики проведения анализа, применимо и к газо-жидкостной хроматографии. При этом следует иметь в виду, что метод газо-жидкостной хроматографии позволяет анализировать не только газы, но и жидкости. Поэтому для анализа жидких смесей могут применяться только приборы, снабженные, приспособлением для испарения введенных в колонку жидкостей и устройством для поддержания температуры колонки и детектора на уровне, исключающем конденсацию паров жидких компонентов анализируемой смеси. [c.94]

В книге дан подробный анализ современных технических приемов хроматографии и возможностей н0ве11Ш011 аппаратуры, а также полный справочный материал по обменникам и сорбентам.. Анализируются последние достижения в гель-фил5,трации, распределительно , адсорбционно , ионообменной, аффинной и тонкослойной хроматографии. В каждом из методов наряду с обычно хроматографией рассмотрены достижения ыетодов высокоэффективной хроматографии при высоком давлении в колонках и на микропластинках. [c.2]

М. С. Цвет разработал аппаратуру для жидкостной хроматографии, впервые осуществил хроматографические процессы при пониженном давлении (otкaчкe) и при некотором избыточном давлении, разработал рекомендации по приготовлению эффективных колонок, впервые использовал как микронасадочные, так и препаративные колонки, обратный поток подвижной фазы в колонке, обратил внимание на необходимость учета одновременного протекания в колонке адсорбционных процессов и чисто диффузионных явлений. Разделение веществ он осуществлял как по методу частичного, так и полного вымывания их из колонки. [c.13]

Было найдено, что при исследованиях методом газовой хроматографии анализируемые компоненты удобно разделить на две группы первая включает кислород, закись азота, двуокись углерода и вторая — эфир, галотан, хлороформ, трихлорэтилен. Предварительная работа проводилась с адсорбционными колонками, однако скоро стало очевидным, что в связи с большей воспроизводимостью данных и более короткими временами удерживания желательно применение распределительных колонок. Оказалось, что лучшей колонкой для разделения смеси кислорода, закиси азота и двуокиси углерода является колонка длиной 6,1 ж и внутренним диаметром 6,3 мм, заполненная огнеупорным кирпичом (силосел, фракция 52—60 меш, свободная от тонких частиц) последний пропитывается диметил сульфоксидом в количестве 20% по весу. Некоторые газы — двуокись серы, аммиак, ацетилен, двуокись углерода, закись азота — хорошо растворяются в диметилсульфоксиде, тогда как для большинства газов, включая кислород и азот, растворимость в нем ничтожна. Колонка работает при комнатной температуре (20°), объем пробы может составлять 3 мл. Обычно в качестве газа-носителя используется водород, скорость потока которого равна 30 мл/мин. Если аппаратура применяется во время операции, то, чтобы устранить опасность взрыва, водород заменяют гелием. [c.442]

В настоящее время принято говорить о двух направлениях развития хроматографического метода — жидкостной и газовой хроматографии. Открытие М. С. Цвета относилось к жидкостной адсорбционной хроматографии. Подобно капельному анализу, не требуя оснащения какими-либо сложными приборами, метод не спеша завоевывал себе место в биохимических и биологических лабораториях. В самом деле, несколько стеклянных трубочек, резиновый баллон, вата, фильтровальная бумага, набор несложных сорбентов и обычных индикаторов — вот и вся скромная аппаратура классического цветовского метода. [c.5]

Для газо-жидкостноп распределительной хроматографии применяют специальную аппаратуру, так же как и для адсорбционной хрохматографии газов, что позволяет проводить как качественный, так и количественный анализ. Приборы — хроматографы обеспечивают автоматизацию процесса анализа, например, прп газовом каротаже в нефтяной промышленности, при непрерывном анализе парафиновых углеводородов, при определении суммы всех горючих газов и их раздельном определении, при анализе нефтяных газов. Осуществляется непрерывный автохлгатический контроль и экспресс-анализ. При поточных процессах в промышленности осуществляется автоматический многокомпонентный анализ. Методы газовой хроматографии позволяют определять микро-количества п даже следы различных органических веществ, например при меси бензола и циклогексанола в толуоле и циклогек-сане, примесь метилового спирта в воде, изопропилового спирта в бензоле. В 99%-ном хлорэтане можно таким путем обнаружить примеси углеводородов и галоидонроизводных. Можно определять очень малые количества метана, окиси углерода, азота и кислорода в чистом этилене. С другой стороны, методы газовой хроматографии позволяют разделять большие количества веществ непрерывным процессом, нанример получать чистый ацетилен пз газовых смесей, содержащих мало ацетилена (метод непрерывной газовой хроматографии). Газовые хроматографы с программным управлением получили применение нри препаративном разделении смесей различных органических соединений. Их колонки обеспечивают высокую производительность, что очень важно при разделениях сложных по составу смесей углеводородов и др. Высокотемпературная хроматография позволяет при 500—600° С осуществлять программированное изменение температуры. [c.198]

Подготовка образца перед записью спектра. Очевидно, что с уменьшением числа компонентов в данном образце возрастает точность и полнота структурного и функционального анализа по инфракрасным спектрам. Поэтому в инфракрасной спектроскопии приготовление образцов играет чрезвычайно важную роль. Современный инфракрасный спектрофотометр, какими бы хорошими ни были его конструктивные характеристики, не может дать лучшего спектра, чем это определяет качество представленного образца. Исследуемый образец должен быть обработан механически и химически для удаления по возможности всех нежелательных примесей. Полосы представляющего интерес соединения должны быть записаны в оптимальных условиях. Очевидно, что для этого нужно иметь соответствующее лабораторное оборудование и аппаратуру, с помощью которых можно проводить ректификацию или вакуумную перегонку, использовать адсорбционную, бумажную и препаративную газожидкостную хроматографию, провести химическое разделение (например, применяя реактив Жирара для выделения альдегидов или боратный метод для выделения первичных или вторичных спиртов, которые затем могут быть регенерированы водой). Необходимо также оборудование для разделения на основе различной растворимости, начиная с делительной воронки и кончая протнвоточнымн жидкостными колоннами. Все это увеличивает возможности ИК-метода в значительно большей степени, чем какие-либо тщательные калибровки прибора. [c.139]

При усовершенствовании аппаратуры, в частности детекторов, флюидо-адсорбционная хроматография может найти более широкое аналитическое, препаративное и физико-химическое применение. Однако основное преимущество этого метода — использование заметно адсорбирующейся подвижной фазы —проще реализуется в жидкостной хроматографии, в которой в последнее время были достигнуты высокие скорости анализа благодаря применению насосов высокого давления и адсорбентов в виде сферических гранул малого диаметра. Именно поэтому метод флюидо-адсорбционной хроматографии не получил пока достаточного развития. Тем не менее в некоторых случаях флюидо-адсорбционная хроматография более предпочтительна, в частности селективность флюидо-адсорбционной хроматографии может быть выше, а разделение можно провести за более короткое время. [c.146]

Показана возможность определения адсорбционных характеристик (изотермы адсорбции, энергия адсорбции, удельная поверхность адсорбента) твердых в-в (в том числе керамических материалов) и отмечены преимущества метода ГХ по сравнению с весовым и манометрич. определениями (быстрота, точность измерения, простота аппаратуры). Показано, что форма пика и величина удерж, объема хлороформа при адсорбции на смеси РЬО — корунд зависят от т-ры приготовления смеси, а удерж, объем -бутана при адсорбции на AI2O3 — от т-ры прокаливания, что говорит о возможности контроля качества керамических материалов с помощью хроматографии. [c.156]

В последние годы появились сообщения, описывающие частичное разделение высококипящих галогенидов, оксидов и гидроксидов при температурах вплоть до 1500° С в специальной аппаратуре, которая еще не выпускается. Этот высокотемпературный вариант газовой хроматографии называют также термохроматографией. Имеющиеся данные пока еще недостаточны для того,, чтобы решить окончательно, включает ли этот метод реальные процессы хроматографического разделения (адсорбционные процессы) на адсорбентах (кварце, гра фите и силикагеле) или же он представляет собой вариант особенно эффективной термодистилляции в колонке. Вследствие высоких температур разделения необратимые адсорбционные эффекты при разделении оксидов и гидроксидов этим вариантом ГХ при применении в качестве газа-носителя, например кислорода и смесей кислород/вода, не наблюдаются. В работах [460, 697] описа- [c.56]

Для перевода ионообменной хроматографии в ранг высокоэффективного метода определения ионов необходимо было решить те же проблемы, какие стояли перед жидкостной адсорбционной хроматографией 5—10 годами ранее. Надо было найти чувствительный универсальный проточный детектор и создать аппаратуру, позволяющую пройодить высокйэффективное разделение, ионов на мелкодисперсных ионитах. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология