Хроматографические процессы разделения газов

В гл. I при рассмотрении влияния температуры на хроматографический процесс было показано, что наряду с изотермическим процессом для разделения смеси трудноразделяемых веществ целесообразно применение метода хроматермографии. Здесь мы рассмотрим наиболее часто применяющийся в газо-жидкостной хроматографии метод температурного воздействия на хроматографический процесс-метод программирования температуры. [c.183]

Хроматографические методы разделения веществ основаны на сорбционных процессах. Здесь под сорбцией понимается поглощение газов, паров или растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями (сорбентами). Обратный процесс называют десорбцией. Сорбция — общее понятие, включающее в себя адсорбцию (поглощение на поверхности фазы) и абсорбцию (поглощение в объеме фазы). [c.185]

Хроматографические процессы разделения газов [c.257]

Рассмотрим физико-химические основы сущности хроматографического процесса разделения на примере газо-жидкостной хроматографии, когда смесь анализируемых компонентов, находящихся в газовой фазе, проходит вместе с газом-носителем вдоль нелетучей жидкости. [c.288]

Цель хроматографического процесса — разделение образца на отдельные составляющие его компоненты. Исследуемый образец подается в колонку в потоке газа-носителя, вместе с ним перемещается вдоль колонки и выходит из нее. Однако вследствие взаимодействия между образцом и неподвижной фазой отдельные компоненты образца перемещаются по колонке с различной ско- [c.16]

Определение хроматографии газов. Хроматография газов представляет собой лишь один из частных случаев хроматографического процесса разделения. [c.157]

Э. П. Скорняков и К. И. Сакодынский исследовали возможность осуществления непрерывного двухмерного хроматографического процесса разделения на неподвижном слое сорбента, в котором перенос компонентов разделяемой смеси достигается из-за одновременного воздействия потока газа-носителя и температурного поля, движущихся во взаимно перпендикулярных направлениях. Они показали, что при соответствующей конструктивной разработке этим методом можно разделять многокомпонентные смеси газов и паров с одновременным выделением нескольких фракций, обогащенных отдельными компонентами. Авторы проводили эксперименты на установке, изображенной на рис. 33. [c.153]

Важным параметром, определяющим скорость течения газа в капилляре, а следовательно и длительность хроматографического процесса разделения, является вязкость газа-носителя, зависящая от природы газа и от температуры колонки. [c.25]

Из полученных выражений для составляющих работы разделения Лсж и Лн, в уравнениях (6), (7) и (8) видно, что с точки зрения энергетических затрат в хроматографическом процессе разделения в качестве газа-носителя выгоднее использовать газ с меньщей вязкостью (например, водород) и меньшим значением молярной теплоемкости (например, гелий). [c.60]

Не рассматривалась также составляющая энергетических затрат на отделение выводимого из колонны продукта от газа-носителя, так как эти затраты энергии непосредственно не связаны с параметрами хроматографического процесса разделения и определяются тем, осуществляется ли конденсация продукта или его поглощение на сорбенте с последующей тепловой регенерацией и т. д. [c.22]

Принцип хроматографического метода разделения основан на различии в адсорбции веществ, что обусловливается как природой адсорбируемых веществ, так и природой адсорбентов. Различные вещества на одном и том же адсорбенте адсорбируются в разной степени. Это можно представить и таким образом, что при адсорбционном равновесии они неодинаковое время находятся на поверхности адсорбента. Вещество, которое сильнее адсорбируется, дольше удерживается на поверхности адсорбента. Если смесь газов или жидкий раствор пропускать через слой адсорбента, то раньше будут выходить компоненты, которые сорбируются слабее. Б процессе прохождения через слой адсорбента смеси веществ [c.175]

При малых парциальных давлениях изотерма адсорбции Лэнгмюра приближается к прямой (рис. 6, /). Так как протекающий в колонке процесс разделения смеси веществ при наличии прямолинейной зависимости величины адсорбции от парциального давления газа приводит к улучшению разделения смеси, то хроматографическое разделение целесообразно вести при малых парциальных давлениях. [c.16]

На рассмотренные критерии разделения, а также на степень загрязнения компонентов разделяемой смеси оказывает влияние ряд факторов, таких как, например, температура, давление, свойства газа-носителя и др. Поэтому в следующих главах мы рассмотрим влияние этих факторов на хроматографический процесс. [c.51]

Если на выходе газа из хроматографической колонки установить анализирующий прибор, то по ходу разделения смеси можно идентифицировать (качественно оценивать) ее компоненты. Современные приборы позволяют вести непрерывную запись их показаний в течение всего процесса разделения на специальной диаграммной ленте. Диаграмма, полученная таким способом, называется хроматограммой. [c.128]

Разделение сложных смесей хроматографическим способом основано главным образом на различной сорбируемости компонентов смеси адсорбционная хроматография). В процессе хроматографирования так называемая подвижная фаза элюент), содержащая анализируемую пробу, перемещается через неподвижную фазу. Обычно неподвижная фаза представляет собой вещество с развитой поверхностью, а неподвижная - поток газа или жидкости, фильтрующейся через слой сорбента. При этом происходит многократное повторение актов сорбция - десорбция, что является характерной особенностью хроматографического процесса и в значительной степени обусловливает эффективность хроматографического разделения. [c.292]

В этой главе мы рассмотрели теории, которые объясняют размывание хроматографических зон. Эти теории являются основополагающими для понимания любого хроматографического метода. К тому же они имеют большую практическую ценность, давая хорошее объяснение возможных влияний многих различных экспериментальных переменных. Однако следует уделять внимание не только теоретическим обоснованиям процессов, происходящих в хроматографической колонке. Как уже было показано, детектор и система записи являются жизненно важными дополнениями в хроматографических измерениях, а сам хроматографический процесс является только частью в общей аналитической системе, которая сочетает разделение и количественное измерение. Такие системы находят огромное практическое применение в современном химическом анализе. В гл. 17 будут рассмотрены четыре специфических примера тонкослойная хроматография, газо-жидкостная хроматография ионообменная хроматография и молекулярно-ситовая хроматография. [c.551]

Газ-носитель и адсорбенты. Газ-носитель. Природа газа-носителя существенно влияет на качество разделения веществ и их определение. Основными требованиями, предъявляемыми к газу-носителю как подвижной фазе, являются следующие газ-носитель должен быть инертен по отношению к разделяемым веществам и сорбенту, поэтому не рекомендуется использовать, например, водород для элюирования ненасыщенных соединений, так как может происходить их гидрирование вязкость газа-носителя должна быть как можно меньшей, чтобы поддерживался небольшой перепад давлений в колонке коэффициент диффузии компонента в газе-носителе должен иметь оптимальное значение, определяемое механизмом размывания полосы (в ряде случаев последние два условия противоречат друг другу, тогда газ-носитель необходимо подбирать в соответствии с конкретной задачей анализа) газ-носитель должен обеспечивать высокую чувствительность детектора поскольку при проведении хроматографического процесса расходуется значительное количество газа-носителя, необходимо, чтобы он был вполне доступен газ-носитель должен быть взрывобезопасным выполнение этого требования особенно важно при использовании хроматографов непосредственно на технологических установках газ-носитель должен быть очищенным. [c.84]

Время выхода и процесс разделения компонентов зависят от линейной скорости газа-носителя в хроматографической колонке. Так как линейная скорость определяется свободным сечением колонки, которое трудно определить, то принято указывать не скорость газа, а его расход (в мл/мин или л/ч). [c.70]

Разделение обычно происходит в колонках, наполненных твердым пористым сорбентом, на который нанесена жидкая стационарная фаза. Проба паров анализируемых компонентов вводится в поток газа-носителя, который нерастворим в стационарной фазе. Во время прохождения анализируемых веществ вдоль неподвижной жидкой фазы между газовой и жидкой фазами многократно устанавливается равновесие, связанное с повторением процесса растворения и испарения. Вещества, лучше растворимые в стационарной фазе, удерживаются ею дольше. Таким образом, процесс разделения обусловлен различием в силах межмолекулярного взаимодействия анализируемых веществ с жидкой фазой. Из различных типов межмолекулярных сил наибольшее значение имеют дисперсионные ориентационные и донорно-акцепторные. Теория газо-хроматографического разделения тесно связана с теорией растворов и в настоящее время еще окончательно не разработана. Динамика поведения вещества, проходящего через колонку, обычно описывается на основе теории тарелок (по аналогии с процессом ректификации) и теории эффективной диффузии. Суть теории тарелок заключается в том, что хроматографическая колонка рассматривается как совокупность ряда последовательных небольших идеальных ступенек-тарелок, содержащих газовую и жидкую фазы. Предполагается, что в начальный момент вещество находится на первой тарелке, причем некоторая его доля q будет в газовой фазе, а доля р — в жидкой. Соотношение между q я р зависит от количества взятого вещества и константы равновесия. Входящий в колонку газ будет вытеснять находящуюся в газовой фазе долю вещества оставляя на предыдущей тарелке долю вещества р. Каждая доля вновь будет распределяться между фазами, но уже в двух [c.288]

Использование вспомогательного газа позволяет оптимизировать сигнал детектора независимо от типа и объемной скорости газа-носителя. Это важно, поскольку дает возможность одновременно использовать водород в качестве газа-носителя и азот в качестве вспомогательного газа. Ири этом одним ударом убивают двз х зайцев водород в качестве газа-носителя обеспечивает наилучшее разделение, а азот — в качестве вспомогательного газа — самую высокую чувствительность. Ирименение вспомогательного газа позволяет независимо оптимизировать хроматографический процесс и сигнал детектора, причем сигнал детектора нечувствителен к изменению объемной скорости газа-носителя. Следовательно, изменение вязкости газа-носителя при варьировании температуры колонки не будет влиять на чувствительность детектора. Обратная картина наблюдается при использовании детектора без вспомогательного газа. В таких детекторах необходимо более строгое регулирование потока, а не давления. В противном случае при варьировании температуры наблюдается изменение сигнала детектора. [c.76]

Потребность в более точном контролировании анализа и увеличении его универсальности привела к значительному усложнению и увеличению числа различных приборов для анализа методом ГХ. Температуру колонки можно поддерживать неизменной (изотермический режим) или программировать ее. Во втором из этих режимов температуру колонки постепенно повышают, что позволяет за приемлемое время и с достаточной чувствительностью определять соединения самой разной летучести. (В отличие от анализа в изотермическом режиме при программировании температуры соединения, выходящие из колонки в последнюю очередь, дают не растянутые, а узкие хроматографические пики.) Повышение температуры приводит к расширению газа-носителя. Поэтому для поддержания постоянной скорости потока газа-носителя в процессе разделения с программированием температуры колонки требуются дифференциальный регулятор газового потока и баллон с газом высокого давления. Для получения стабильных результатов применяют дифференциальную систему с двойными колонками и двойным детектором, которая позволяет автоматически учесть нестабильную концентрацию паров неизвестной жидкой фазы в элюате, которая возрастает с повышением температуры. Исключительно хорошие разделения обеспечивают незаполненные капиллярные колонки (с жидкой фазой на стенках), длиной 15—300 м. Для проведения сложных анализов часто требуются вспомогательные методы, такие, как химическое превращение анализируемого соединения [1]. [c.421]

Отличие капиллярной хроматографии от обычно применяемой хроматографии с колонками, заполненными зерненой твердой фазой, состоит в том, что здесь жидкая фаза наносится непосредственно на стенки тонкого капилляра, служащего хроматографической колонкой. Это обстоятельство приводит к устранению вредного влияния вихревой диффузии на размывание хроматографических полос, существенно уменьшает сопротивление потоку газа-носителя и обеспечивает условия стабильности тонких пленок. Все это позволяет значительно увеличивать длину колонок, что улучшает процесс разделения, применять весьма малые дозы анализируемого вещества, т. е. осуществлять микроанализ, а также существенно сокращать время анализа, приближая его к экспрессному. [c.235]

Основными узлами хроматографа являются хроматографическая колонка и детектор. Хроматографическая колонка (рис. 1, К) выполняет функцию разделения анализируемой смеси па составные компоненты, а детектор (рис. 1, Д) количественно (в потоке газа-носителя) регистрирует концентрацию уже разделенных соединений. Результаты разделения автоматически фиксируются самописцем. На рис. 1 схематично показаны отдельные этапы хроматографического разделения трехкомнонентной смеси ( мгновенные фото положений хроматографических зон в колонке через определенные интервалы времени) и связь процесса разделения с регистрируемой хроматограммой. В момент ввода анализируемой смеси зоны всех трех веществ расположены в начале хроматографической колонки. Под действием потока газа-носителя компоненты [c.9]

Изучение процессов рассеяния газов из залежей очень важно при проведении прямых геохимических поисков нефти и газа, так как присутствие мигрирующих УВ в верхних слоях отложений свидетельствует о наличии нефтяного или газового скопления в нижележащей толще. Пластовая миграция также может влиять на формирование состава газовых залежей. Известно, что пластовая миграция газов происходит за счет всплывания газов в воде и движения вместе с водой в растворенном, а иногда и в свободном состоянии. Считается, что этот вид миграции играет важнейшую роль в образовании газовых и нефтяных месторождений. Во всех случаях движения свободного или растворенного газа на значительное расстояние по пласту будет происходить его дифференциация. Метан как наиболее подвижный и наименее сорбируемый компонент будет опережать другие углеводородные компоненты. В соответствии с хроматографическим разделением за метаном будет следовать этан, далее пропан и т. д. (рис. 98). Таким образом, газовые залежи, расположенные ближе к источнику генерации УВ, теоретически должны содержать газы, в наибольшей степени обогащенные гомологами метана. [c.271]

Одним из главных компонентов процесса газохроматографического анализа является газ-носитель. Несмотря на то что применяемые в газовой хроматографии газы-носители являются, как правило, инертными, природа газа-носителя может оказывать значительное влияние как на характеристики детектора, так и на процесс разделения в хроматографической колонке. Некоторые типы детекторов в газовой хроматографии работают только с определенным типом газа-носителя, например аргоновый с Аг, гелиевый с Не. Другие имеют разную чувствительность при использовании различных газов-носителей, например детектор по теплопроводности (ДТП) с га. ми-носителями Не и N2 илн фото-ионизационный (ДФИ) с N2 и воздухом. Для третьих необходимо применение нескольких газов с целью идентификации анализируемых веществ, например для детектора плотности (ДП) — N2 и СО2 или смеси газов для обеспечения более высокой линейности для электронозахватного детектора (ДЭЗ) с импульсным питанием — Аг+5% СН4. [c.123]

Применяемые газы содержат примеси в ничтожно малых концентрациях. Присутствие этих примесей чаще всего не влияет на процесс разделения, однако, они оказывают вредное действие на неподвижную фазу, находящуюся в колонке. Кислород и водяной пар при температурах выше 100°С разлагают полигликоли, полиэфиры и некоторые силиконовые фазы, что приводит к изменению термостойкости и хроматографических свойств неподвижных фаз. Органические примеси даже в ничтожно малых концентрациях вносят искажения при проведении анализа с программированием температуры. На стадии охлаждения колонки эти вещества накапливаются в ее начале и по мере повышения температуры мигрируют к ее концу. Иногда эти примеси могут выходить с анализируемыми компонентами и при пониженных концентрациях последних даже маскировать их. Поэтому все примеси рекомендуется удалять из применяемых газов физическими или химическими методами. [c.32]

Для отделения летучих примесей от полимеров наиболее часто используются следующие методы экстракция, растворение с последующим осаждением полимера, термическая десорбция в потоке газа-носителя и т. п. Несомненно целесообразно использовать для отделения летучих компонентов и другие эффективные, в первую очередь хроматографические, методы разделения гель-хроматографию, тонкослойную и колоночную хроматографию. В связи с большой трудоемкостью и слон ностью многостадийных методов их целесообразно использовать в тех случаях, когда более простые методы не эффективны (например, вследствие термической нестабильности полимера), или для разовых, единичных определений, когда специальная разработка простого метода не оправдана. Исключение составляют, по-видимому, только методы, в которых предварительной стадией является не процесс разделения, а разбавление анализируемого раствора полимера или растворение твердого полимера. Этот простой прием позволяет свести более сложную задачу — определение летучих компонентов в твердом полимере или [c.123]

Рис. П.2. Схематическое изображение хроматографического процесса разделения веществ А и Б при прояБительном (а, б) и фронтальном анализе (е, г) а — распределение веществ по слою неподвижной фазы при проявлении газом-носителем (ГН) б — прояви-тельная хроматограмма в — распределение веществ по слою неподвижной фазы при фронтальном анализе г — фронтальная хроматограмма. и Б — времена удерживания веществ А и Б, с — концентрация

В разрешении этих трудностей может помочь использование хроматографических методов разделения газов. Однако полное разделение всех составляющих продуктов горения, к которому стремятся при разработке лабораторных приборов, не оправдывает себя для устройств, задачей которых является получение сигнала о появлении химической неполноты горения и передача импульса в систему автоматического регулирования процесса горения. Параметры, характеризующие эффективность работы хроматографической разде-.тгительной колонки, должны быть подобраны таким образом, чтобы получить разделение суммы анализируемых компонентов и суммы негорючих газов, входящих в фон. В таком случае показания прибора будут свободны от указанных выше погрешностей. [c.480]

Соболев А.С.-Успехи газ.хроматогр.(Казань),1978,№5,231-238,-РКим,1979, 14Г180. Применение математических методом планирования эксперимента для оптимизации хроматографических процессов разделения хлорфенолов. [c.315]

Явление адсорбции было открыто во второй половине XVIII века. Шееле в 1773 г. в Швеции и Фонтана в 1777 г. во Франщш наблюдали поглощение газов углем, а Т. Е. Ловитц в 1785 г. в России наблюдал поглощение углем органических веществ нз водных растворов. Явление адсорбции газов активным углем было использовано Н. Д. Зелинским при создании противогаза для защиты от отравляющих веществ, применявшихся во время первой империалистической войны,—в противогазе пары отравляющих веществ хорошо адсорбировались из тока воздуха активным углем. Разделение веществ на основе их различной адсорбируемости широко используется в настоящее время как в промышленности, так и для аналитических целей. Впервые возможность использования адсорбции смесей для их анализа была открыта М. С. Цветом в 1903 г. в Варшаве, который применил адсорбенты для разделения окрашенных биологически активных веществ и в связи с этим назвал этот метод хроматографическим адсорбционным разделением смесей. В настоящее время хроматографические методы широко используются для анализов сложных смссей и для автоматического регулирования технологических процессов (см. Дополнение). [c.437]

Удельную поверхность адсорбентов на основе хроматографических измерений определяли Нельсон и Эггертсен, а также Рогинский, Киселев и др. Метод определения коэффициентов активности разбавленных растворов в процессе растворения газа или пара в жидкости предложили Кейлеманс и Квантес. Этот метод сыграл и продолжает играть важную роль в термодинамике разбавленных растворов и ее практическом приложении, например в технологии разделения экстрактивной дистилляцией. Метод получил дальнейшее развитие в работах Мартайра, Короля, Вяхирева, Решетниковой, Царфина и др. [c.250]

В последние годы все шире применяют капиллярные хроматографические колонки [66, 91]. В большинстве случаев это капилляры без набивки длиной 20—200 м с внутренним диаметром 0,1—0,5 мм. Они изготавливаются из стекла [64, 66], пластических масс [217] и т. д. Внутренняя поверхность капилляра покрыта пленкой неподвижной фазы, на которой и происходит процесс разделения. Высокое сопротивление капиллярной колонки компенсируется небольшим расходом газа-носителя (приблизительно 0,5 мл1мин). Поэтому образцы веществ, разделяемых на капиллярной колонке, должны быть очень малы (приблизительно 2—100 мкг). Преимущество капиллярных колонок заключается в их исключительно высокой разделительной способности, которая достигает сотен тысяч теоре- [c.495]

В простейшем случае в качестве газа-носителя употребляют двуокись углерода, которая поглощается раствором щелочи, а выделенное чистое вещество собирается над поверхностью поглотителя. Приемники меняют вручную или автоматически в зависимости от изменений сигнала детектора. Показателем эффективности препаративной хроматографии является не только степень разделения, но и количество чистого в щества, полученного за определенный период времени. Количество разделенных веществ, получаемых в единицу времени, можно увеличить, применяя хроматографические колонки большего размера или путем последовательного введения ряда небольших одинаковых по величине образцов и повторения всего процесса разделения через определенные промежутки времени. [c.519]

Хроматомембранный процесс предложен как общий способ осуществления массообменных процессов в системах — жидкость - газ и жидкость - жидкость в условиях относительного перемещения фаз, аналогично хроматографическому процессу. При этом одна из фаз может быть неподвижной, а вторая перемещается относительно нее, с последующей инверсией ролей фаз поток подвижной фазы останавливается, а неподвижная становится подвижной. При необходимости обе фазы перемещаются в пространстве навстречу или перпендикулярно друг другу по схеме, аналогичной непрерывной противоточной и двухмерной хроматографии соответственно. Подобная схема массообмена между потоками двух фаз позво.тяет решить проблему непрерывного разделения веществ. [c.247]

Пихлер и Шульц предложили хроматографический метод непрерывного разделения газов, основанный на противоточном распределении [103]. Твердый адсорбент или носитель, частицы которого покрыты тонким слоем растворителя (газожидкостная хроматография), движется в колонне сверху вниз (рис. 59). Предположим, что в некоторую точку 3 колонны подается смесь, состоящая из двух компонентов —К ти Кч. В точку 1 подается газ, практически не поглощаемый применяемым адсорбентом и являющийся элюентом в данном процессе. Считается, что можно обойтись и без элюента, если в самой разделяемой смеси присутствуют инертные компоненты, которые не поглощаюкя адсорбентом. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология