Анализ разделяемых компонентов на капиллярных колонках

Хроматография — метод разделения и анализа смеси веществ, основанный на различной сорбции компонентов анализируемой смеси определенным сорбентом. Впервые X. предложена в 1903 г. русским ученым М. Цветом. Разделение ведут в колонках, наполненных силикагелем, оксидом алюминия, ионообменными смолами (ионитами) и др., или же на специальной бумаге. Вследствие различной сорби-руемости компонентов смеси (подвижная фаза) происходит их зональное распределение по слою сорбента (неподвижная фаза) — возникает хроматограмма, позволяющая выделить и проанализировать отдельные вещества (процесс подобен многоступенчатой ректификации). В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы различают газовую и жидкостную X. по механизмам разделения — ионообменную, осадочную, распределительную и молекулярную (адсорбционную) X. в зависимости от техники проведения разделения в X. различают колоночную (колонки сорбентов), бумажную (специальная фильтровальная бумага), капиллярную (используют узкие капилляры), тонкослойную X. (применяют тонкие слои сорбентов). Методами X. анализируют смеси неорганических и органических соединений, концентрируют следы элементов. В химической технологии X. применяют для очистки, разделения веществ. X. позволяет разделять и анализировать смеси веществ, очень близких по свойствам (напр,, лантаноиды, актиноиды, изотопы, аминокислоты, углеводороды и др.). [c.151]

Кроме высокоэффективных и экстремально быстрых анализов с помощью капиллярных колонок можно проводить анализ широких фракций. Варьирование рабочих условий при работе на капиллярных колонках очень скоро показало, насколько уменьшается эффективность разделения при увеличении области температур кипения разделяемых компонентов. Примером этого может служить анализ семи к-алканов (рис. 31) при хорошем разделении изомеров. При еще более широкой области температур кипения, охватывающей примерно 12—15 членов гомологического ряда, разделение, конечно, значительно ухудшается. В то время как на заполненных колонках могут быть разделены все члены гомологического ряда, содержащиеся в таких пробах, капиллярная газовая хроматография при значении критерия разделения для гомологов К = 2—6 обладает такой разделительной способностью, что может отделять, кроме того, отдельные изомеры. [c.349]

Продолжительность анализа. Благодаря низкой вязкости газов даже на длинных колонках возможны экспрессные анализы. Большинство анализов при ГАХ проводится за 5 мин и менее, тогда как методы ГЖХ требуют от 5 мин до 1 час. Восемь — десять компонентов можно четко разделить на капиллярных колонках менее чем за 1 мин. [c.14]

Отсутствие зернистого носителя дает возможность увеличить длину капиллярной колонки от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Столь значительное удлинение колонки резко улучшает разделение анализируемой смеси и позволяет разделять вещества с очень близкими коэффициентами Генри, например орто-, мета- и лара-изомеры, изотопные соединения. Уменьшение диаметра колонки до 0,02 см позволяет работать с очень малыми дозами (порядка 0,1—10 мкг), т. е. капиллярная хроматография является тонким микрометодом анализа. При малых дозах и соответственно малых количествах жидкой фазы на единицу объема капиллярной колонки объемы удерживания и время удерживания компонентов значительно меньше, чем в газо-жидкостной хроматографии в заполненных колонках. Это намного сокращает время анализа, а также позволяет работать при более низких температурах. Объемная скорость потока газа-носителя очень мала, что очень важно при использовании дорогостоящих газов-носителей, таких, например, как гелий и аргон. Отметим, однако, что указанные достоинства в полной мере проявляются лишь при высокочувствительном и неинерционном детекторе. Наилучшим оказался пламенно-ионизационный детектор. [c.117]

На рис. 100 приведен пример полученной при этом хроматограммы на капиллярной колонке длиной 150 лг. В данном случае произведено разделение смеси всех изомеров парафинового углеводорода Сд с примесью некоторых, более легких углеводородов. На рис. 100 обозначены только некоторые компоненты, но в действительности были идентифицированы компоненты, соответствующие всем пикам хроматограммы. Для полного разделения смеси анализ проводили при двух различных температурах (46 и 106°). Те компоненты, которые плохо разделялись при одной температуре, хорошо разделялись при другой. Высокая разделительная способность очень длинных капиллярных колонн позволяет поставить вопрос о разделении таким путем изотопов. [c.293]

На рис. 1 приведена схема прибора опишу одновременно принцип его работы и детали эксперимента. Когда очень разбавленный раствор спиртов анализируют на одной колонке, то пики, появляющиеся вначале, разделяются, но за ними следует большой пик воды с размытым хвостом , который мешает определению компонентов, выходящих позднее. Чтобы устранить эту трудность, мы ввели перед колонкой дополнительный слой (предварительная колонка), который удерживает воду возможно более длительное время. Вполне пригодным для этой цели оказался диглицерин, так как вода на нем задерживается дольше, чём 2-октанол. Процедура состоит в следующем пробу вводят в предварительную колонку, из которой спирты переходят в основную колонку (направление газового потока показано на рис. 2) и затем, как раз перед выходом воды из предварительной колонки, направление газового потока изменяют таким образом, что он проходит над боковым плечом (новое распределение потока показано на рис. 3). Хроматографический анализ всех компонентов происходит в основной колонке, которая в нашем случае содержит 10% полиэтиленгликоля в качестве неподвижной фазы. Вода, остающаяся к моменту переключения потока в предварительной колонке, вымывается, как это видно, в обратном направлении. Скорость потока регулируется с помощью капиллярного ограничителя в точке А. Все органические компоненты, выходящие позже, чем вода, также вымываются в обратном направлении. [c.453]

В некоторых случаях нельзя выбрать одну удовлетворительную рабочую температуру из-за широкого диапазона температур кипения компонентов пробы. В таких случаях необходимо в ходе анализа повышать температуру либо ступенчато, либо непрерывно по линейной или нелинейной программе. Смеси с более широкими диапазонами температур кипения лучше разделять в изотермических условиях на капиллярных колонках, а не на набивных. [c.90]

Хроматографический анализ. Анализ основан на хроматографии (см. 6.3), позволяющей разделять двух- и многокомпонентные смеси газов, жидкостей и растворенных веществ методами сорбции в динамических условиях. Анализ производится с помощью специальных приборов - хроматографов. Разработано несколько методов анализа, которые классифицируются по механизму процесса и природе частиц (молекулярная, ионообменная, осадительная, распределительная хроматография) и по формам применения (колоночная, капиллярная, тонкослойная и бумажная). Молекулярная хроматография основана на различной адсорбируемости молекул на адсорбентах, ионообменная хроматография - на различной способности к обмену ионов раствора (см. 8.6). В осадительной хроматографии используется различная растворимость осадков (см. 8.6), образуемых компонентами анализируемой смеси при взаимодействии с реактивами, нанесенными на носитель. Распределительная хроматография базируется на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися жидкостями ( 8.2). Молекулярная (жидкостная адсорбционная), ионообменная и осадительная хроматография обычно проводятся в хроматографических колонках соответственно с адсорбентом, ионообменным материалом или инертным носителем с реагентом. [c.513]

На колонках Голея в сравнительно короткое время можно разделить газовые смеси, кипящие в узком температурном интервале. Так, через систему с капиллярными колонками была пропущена синтетическая смесь углеводородов Сг—Сб, содержащая насыщенные и ненасыщенные углеводороды с двойными и тройными связями (рис. 8). Из 19 компонентов смеси было выделено 17. Эта смесь содержит значительно больше компонентов, чем обычно находится в природной пробе, и анализ иллюстрирует большие возможности разделения газов при использовании капиллярных колонок. Колонка состояла из секции в 30 м, содержащей полипропиленгликоль, и секции в 60 Л4 с диметилсульфоланом, соединенных последовательно. [c.146]

Точность и надежность результатов хроматографического анализа в сушественной мере определяется полнотой разделения компонентов, которая в свою очередь зависит от селективности сорбента и от эффективности колонки. Эффективность колонки определяется следующими факторами содержанием НЖФ на твердом носителе, зернением сорбента, природой газа-носителя, режимом работы колонки и характером заполнения и типом колонки. Влияние этих факторов достаточно подробно рассмотрено в монографии Супины [8]. В этом разделе описаны только те возможные пути повышения эффективности, которые практически не рассматриваются в указанной монографии [8], в частности применение высокоэффективных капиллярных насадочных колонок и их заполнение твердым сорбентом. [c.44]

Использование в качестве колонок стеклянных капилляров большой длины также улучшает условия разделения — капиллярная хроматография. Таким путем удалось разделить углеводороды Се (в погоне сырой нефти) на 36 компонентов. Метод капиллярной хроматографии представляет большой интерес для нефтеперерабатывающей промышленности при анализе погонов сырой нефти, бензина, продуктов риформинга и других продуктов нефтепереработки. [c.288]

Недавние исследования параметров, влияющих на работу найлоновых капиллярных колонок [1], показали, что такие колонки можно использовать для весьма быстрого проведения анализа. При работе с найлоновыми колонками при соответствующих условиях было обнаружено, что смесь летучих углеводородов, кипящих до 100°, можно проанализировать за 1 мин, причем первые компоненты полностью выходят из колонки в течение 0,5 сек. Однако оказалось, что, хотя первые компоненты полностью разделяются в колонке, они записываются вместе на хроматограмме вследствие большой инерционности использованных систем регистрации, а именно потенциометрических самописцев. Можно, однако, пользоваться катоднолучевыми осциллоскопами, отличающимися малой инерционностью. Кроме того, все хроматографическое оборудование вместе с осциллоскопом может быть изготовлено за меньшую стоимость, чем потенциометрический самописец. [c.159]

Для количественного анализа смеси углеводородов, получаемой при процессе каталитического реформинга, Халас и сотр. (1963) составили комбинацию из заполненной капиллярной колонки длиной 1,2 ж и твердослойной капиллярной колонки длиной 30 м. За 11 мин была разделена смесь углеводородов, состоящая из 33 компонентов от метана до гептана (рис. 21). [c.334]

Обнаружение и последующее удаление серусодержащих компонентов из нефтяного сырья играет большую роль в процессах нефтепереработки. Это вызвано тем, что серусодержащие компоненты отравляют катализаторы, используемые в процессах нефтепереработки. Поэтому обнаружение и количественное онределение соединений серы чрезвычайно важно. Селективное детектирование следовых количеств соединений серы в сложных углеводородных смесях, какой является бензино-лигроиновая фракция нефти, может быть достигнуто нутем иснользования ГХ с пламенно-фотометрическим детектированием. Разделение может быть оптимизировано, если использовать высокоэффективные капиллярные колонки, разработанные специально для анализа бензино-лигроиновой фракции (см. предыдущий раздел). В табл. 8-6 приведены условия онределения серусодержащих соединений в нефтяных фракциях. [c.111]

Хроматографирование проводят на капиллярной колонке длиной 50—100 м и внутренним диаметром 0,2—0,3 мм, заполненной скваланом. Анализ фракций н. к.— 125°С осуществляется при двух температурах, оптимальными являются 50 и 80 °С. Пример хроматограммы фракции н. к. — 125 С нефти Самотлорского месторождения приведен на рис. 6.4. Селективность неподвижной фазы зависит от температуры, поэтому при другой температуре (80 С) порядок выхода компонентов несколько меняется. Пики, представляющие собой дуплеты или триплеты, при другой температуре соответствуют индивидуальным углеводородам или выходят в других комбинациях. Например, при 50 °С н-октан выходит вмссте с транс,транс,транс-1,2,3,4-тетраметилциклопентаном (пик 47) и не полностью отделяется от них гране-1,2-диметилциклогексан (пик 48), а при 80 С они разделяются. [c.126]

Б анализах, проводимых при помощи капиллярных колонок, весьма важна оптимальная скорость потока газа-носителя. Эффективность максимальна, когда время удерживания пиков пробы примерно в 3,3 раза превосходит время удерживания воздуха. Поэтому необходимо подобрать размеры колонки такими, чтобы скорость газа-носителя была оптима-льной, когда время удерживания пробы в 3,3 раза превосходит время удерживания воздуха. Сильно удергкиваемые компоненты, такие, как жирные кислоты, дадут лучшую эффективность при работе на коротких колонках малого диаметра. Слабо удерживаемые компоненты, такие, как газы, лучше разделяются на длинных капиллярах. Диаметры капилляров изменяются не в очень широких пределах, благодаря чему удается избежать избыточного давления. При одном и том же значении длины или диаметра колонки обычно не обеспечиваются оптимальные условия при анализе сильно различающихся по свойствам проб. [c.142]

Нейлоновый капилляр длиной 1600 м и внутренним диаметром 1,7 млг был смочен на участке 30 м гексадеканом. В эту колонку можно было вводить пробы до 20 мг, эффективность ее составляла более 1 млн. теоретических тарелок. Применялись скорости в 250 мл мищ время проведения опыта составляло не более 2 час. Оказалось, что величина пробы для цилиндрической нейлоновой капиллярной 1 олонки пропорциональна доступной поверхности или обш ему количеству смачивающего вещества в колонке. При использовании аргонного ионизационного детектора поток с пробой следует разделить до входа в ячейку. Для анализа микропримесей можно воспользоваться байпасом, когда поток основных компонентов после колонки направляют мимо детектора, а микрокомпоненты — прямо в измерительную камеру. [c.211]

Описанный прибор оказался полезным при анализе сложных смесей углеводородов. Рисунок иллюстрирует разделительную способность капиллярных колонок на примере пробы, содержащей парафины Сд — Сз и нафтены. За 30 мин. было достигнуто отчетливое разделение 25 компонентов. Колонка и камера работали при температуре 100° и давлении 0,5 ати аргона перед капилляром. Эффективность для пика гептана составляла 50 ООО теоретических тарелок, т. е. око,ио 500 тарелок на 30 см. При применении этой колонки удавалось достичь эффективности в 400 тарелок на 30 см при разделении смесей углеводородов. Сочетанием очень эффективных капиллярных колонок со смоченными стенками с весьма чувствительными ионизационными детекторами удалось разделить изомерные соединения, которые раньше можно было разделить лишь нри условии использования специфических жидких фаз. Скотт [6] изготовил хроматографические колонки высокой эффективности, занолненные огнеупорным изоляционным кирпичом С-22, и разделил сложные смеси на неспецифичных жидких фазах. Система капиллярной колонки с ионизационным детектором была успешно использована для разделения следующих смесей всех 16 парафинов фракции Сд — С , [c.212]

Хроматографический метод разделения основан на малых различиях в таких свойствах веществ, как растворимость, сорбируемость, летучесть, пространственная структура, скорость ионного обмена. Поэтому основой развития хроматографии является понимание химических взаимодействий, определяющих эти свойства. Впечатляет рост масштабов использования жидкостной хроматографии, достигнутый с момента ее появления в 1970 г. В настоящее время на приобретение жидкостных хроматографов, производимых в основном в США, ежегодно затрачивается 400 млн. долл. Такой быстрый рост стал возможен благодаря применению новых приемов и средств, обеспечивших значительное повышение скорости анализа и его разрешающей способности, в частности благодаря использованию давления и подвижных фаз переменного состава (градиентного режима). Повысить селективность разделения и увеличить срок службы колонки позволяют неподвижные фазы с привитыми молекулами . Применение электрохимических, флуориметрических и масс-спектрометрических детекторов повысило чувствительность обнаружения разделяемых компонентов вплоть до 10 г. Газовая хроматография старше жидкостной примерно на десятилетие, но и в ней достигнуты в последнее время заметные успехи. Современные высокоэффективные методы позволяют осуществить разделение всего за несколько десятых секунды. Вне лаборатории применяются портативные хроматографы размером со спичечную коробку. Сложные смеси можно разделять буквально на тысячи компонентов, применяя капиллярные колонки из кварцевого стекла, которые производятся непосредственно по той же технологии, что и оптические волокна для линий связи. Наконец, стало возможно разделять соединения, раз-личаюцщеся только по изотопному составу. [c.241]

Разработка и совершенствование различных типов МПД и АЭД (см. раздел 4.6.4), позволили надежно контролировать степень загрязнения почвы ЛОС различных классов и металл органическими соединениями. После извлечения из почвы пестицидов (хлор-, фосфор-, азот- и серусодержащие органические соединения) и их анализа в системе оп-Ипе с ГХ/АЭД и капиллярной колонкой (30 м X 0,32 мм) с НР-1 при программировании температуры в интервале 110—270°С результаты идентификации целевых компонентов оказались достаточно надежными [145]. [c.493]

Для разработки методики смесь перечисленных К-нитрозами-нов (по 10 нг каждого соединения) разделяли на стеклянной капиллярной колонке 30 мХ0,3 мм с фазами иСОК НВ-5100 и 5Е-30 в режиме программирования температуры (6°С/мин) от 40 до 200 °С и при скорости потока гелия 1,3 мл/мин. Эти условия обеспечивали вполне удовлетворительное разделение смеси НА (рис. 4.14а), что позволило получить хорошую воспроизводимость площадей пиков на масс-фрагмеитограммах и РГХ и идентифицировать по масс-спектрам каждый компонент искусственной смеси. Однако анализ НА, выделенных из пищевых продуктов, протекает значительно сложнее реконструкция хроматограммы по характеристическим ионам Ы-нитрозаминов позволила с достаточной степенью надежности обнаружить лишь НПип (рис. 4.146). Для остальных НА не удалось устранить наложение масс-спектров примесей макрокомпонентов экстракта, имеющих время удерживания, близкое к анализируемому НА. При этом практически невозможно обнаружить НА ранее не изученной структуры. Применение химической ионизации повышает характеристичность масс-спектров НА и, соответствеи- [c.130]

Керосин представляет собой смесь насыщенных углеводородов С12—С20, кипящих в интервале 175—325 °С. Как из чрстой пробы, так и из сточной воды, содержащей множество компонентов, керосин можно выделить по методике, аналогичной методике экстракции и очистки бензина. При анализе стандартной пробы керосина, (0,001 мл на 20 мл гексана) на той же колонке, но с более высокой максимальной температурой (250°С), первый пик появляется при 143°С, что соответствует н-декану. Затем элюируются все остальные пики до тетрадекана (при 191 °С). Начиная с этого момента и кончая температурой 250°С, при которой элюирование компонентов керосина заканчивается, на хроматограмме появляет ся ряд небольших пиков при непрерывном подъеме нулевой линии (см. рис. 16.1,б). Эта хроматограмма соответствует пробе, содержащей 0,001 мкл керосина. Для качественной идентификации керосина лучше подходит хроматограмма, изображенная на рис. 16.3. Появление пиков на этой хроматограмме является следствием двух факторов. Во-первых, число изомеров компонентов керосина при переходе от пентадекана к эйкозану резко увеличивается (угле- водород С20 имеет более 350 000 изомеров) и на колонке длиной 1,8 м нельзя разделить даже сотую часть их. Для решения этой задачи нужны капиллярные колонки длиной от 100 до 300 м. [c.524]

Описанный метод можно распространить на разделение смесей в парообразном состоянии при помощи парофазной или газовой хроматографии. Летучую пробу вносят в газ-носитель, например азот или аргон, пропускаемый через колонку с соответствующим адсорбентом, которым может быть твердое вещество или чаще твердое вещество с нелетучей жидкостью используют также очень длинную капиллярную трубку с нелетучей жидкостью (колонка Голея). Молекулы веществ смеси разделяют либо газовой адсорбцией, либо распределением между газовой и жидкой фазами. В элюанте (т. е. в газе-носителе) компоненты исходной смеси появляются примерно в таком порядке, который соответствует их растворимости в жидкой фазе. Наиболее часто этот метод используют для анализа смесей органических соединений, но он может быть применен и для разделений в препаративной химии, например при получении фторуглеродов. [c.350]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология