1
,
блок подготовки газа-носителя
2
, включающий регулятор расхода газа
3
, изме-
ритель расхода газа
4
и фильтр
5
. Она выполняет задачу установки, стабилиза-
ции и очистки потоков газа-носителя и дополнительных газов (если они необ-
ходимы для питания детектора).
Рис. 320.
Блок-схема газового громатографа:
1
— баллон с сжатым газом;
2
— блок подготовки газа-носителя;
3
— регулятор расхода
газа;
4
— измеритель расхода газа;
5
— фильтр;
6
— микрошприц для введения пробы;
7
— испаритель;
8
— хроматографическая колонка;
9
— термостат;
10
— детектор;
11
— самописец;
12
— интегратор;
13
— цифропечатающее устройство.
В системе подготовки газов важное значение имеют установка и стабили-
зация оптимальной для данного анализа величины расхода газа-носителя, по-
скольку они влияют на характеристики пиков анализируемых веществ. Газ-
носитель подается из газового баллона через редуктор, а расход газа определя-
ют с помощью регуляторов давления. Очистка газов от пыли, влаги и органиче-
ских соединений осуществляется с помощью фильтров, установленных после
баллона.
343
354
К газу-носителю предъявляется ряд требований: он должен быть инерт-
ным, достаточно чистым, иметь как можно меньшую вязкость, обеспечивать
высокую чувствительность детектора, взрывобезопасным, доступным. Указан-
ным требованиям удовлетворяют в основном гелий, азот, аргон. Водород, ис-
пользуемый в ряде случаев, имеет два недостатка, препятствующих его приме-
нению: во-первых, он огне- и взрывоопасен и, во-вторых, химически реакцион-
носпособен по отношению к ненасыщенным или способным к восстановлению
веществам.
Внешние узлы газожидкостного хроматографа Agilent 7890 A c масс-
спектрометром Agilent 5975 C (рис. 321).
Рис. 321.
Хроматограф и масс-спектрометр
Дозирующие устройства
В аналитической практике приходится иметь дело с пробами, разнооб-
разными как по величине, так и по агрегатному состоянию. Многие вещества,
разлагающиеся при высоких температурах, можно хроматографировать в виде
их устойчивых производных.
Универсального дозирующего устройства, позволяющего эффективно
вводить большие и малые газообразные, жидкие и твердые пробы, не сущест-
вует, поэтому используют несколько типов дозаторов.
Жидкие пробы вводят в поток газа-носителя либо непосредственно путем
впрыскивания из микрошприца через мембрану, изготовленную из силиконо-
вой самоуплотняющейся резины, либо с помощью специальной петли, которую
предварительно заполняют образцом, а затем подключают к системе. В капил-
лярной газовой хроматографии используют специальные дозаторы. Объем вво-
димой пробы зависит от типа детектора, количества НЖФ и диаметра колонки.
Обычно объем смеси, анализируемой методом ГЖХ, составляет для жидкостей
от сотых долей мкл до 10 мкл. Дозирование — одна из ответственных опера-
ций, и ошибки при ее выполнении составляют, как правило, большую часть по-
грешности анализа.
344
355
Устройства для ввода проб.
Выделяют два типа инжекторов: инжектор
прямого ввода проб и ввода проб с делением потока. Инжектор прямого ввода
проб, в которых проба в парообразном состоянии целиком попадает в колонку;
инжектор ввода проб с делением потока, в которых только небольшая часть
пробы, переведённой в парообразное состояние, попадает в колонку. Темпера-
туру испарителя можно запрограммировать. При этом способе жидкая проба
вводится в холодную внутреннюю трубку испарителя, где температура повы-
шается по запрограммированному режиму.
Испаритель
Испаритель представляет собой нагреваемый до определенной темпера-
туры металлический блок с каналом для ввода и испарения жидкой пробы.
В канал подается поток предварительно нагретого газа-носителя. Игла шприца
с анализируемой жидкостью вводится через термостойкое уплотнение в канал
испарителя. Введенная проба быстро испаряется и переносится потоком газа в
колонку. Обычно температура испарителя на 30–50
°
С выше температуры кипе-
ния наиболее высококипящих компонентов смеси, чтобы обеспечить быстрое
испарение. В то же время температура должна быть не очень высокой, чтобы
исключить термическую деструкцию или изменение состава анализируемых
соединений.
Хроматографические колонки
Поток газа-носителя вместе с пробой поступает в колонку, где происхо-
дит сорбция.
Хроматографическая колонка должна отвечать ряду требований, в том
числе:
1) материал, из которого изготовлена колонка, не должен быть каталити-
чески активным по отношению к сорбенту и компонентам разделяемой смеси;
2) необходимо чтобы сечение колонки не изменялось при нагревании до
рабочей температуры, и чтобы колонке можно было придавать нужную форму.
Обычно колонки изготавливают из боросиликатного стекла, кварца, не-
ржавеющей стали, полимеров (чаще тефлона). Различают два вида аналитиче-
ских колонок: насадочные (набивные) и капиллярные.
Насадочная колонка
— разделительная колонка, внутренняя полость
которой полностью заполняется инертным твердым носителем, покрытым тон-
кой пленкой нелетучего вещества (НЖФ). Обычно длина насадочных колонок
колеблется от 1 до 5 м, а внутренний диаметр — от 2 до 4 мм (рис. 322).
Микронасадочные колонки отличаются от насадочных только меньшим
диаметром трубок, равным 0,6–2,0 мм.
Конфигурация колонок может варьировать. Обычно используют прямые,
изогнутые или спиральные колонки. В настоящее время применяются преиму-
щественно спиральные колонки различных типов, что позволяет уменьшить га-
бариты термостата.
345
356
Рис. 322.
Внешний вид насадочных (набивных) колонок
Насадочные колонки
заполняются твердым пористым носителем, про-
питанным неподвижной высококипящей жидкой фазой, на которой происходит
процесс разделения. Количество жидкой фазы составляет 5–30% от массы
твердого носителя, которым обычно служит практически инертное твердое ве-
щество. Основное назначение твердого носителя в хроматографической колон-
ке заключается в удерживании жидкой фазы на своей поверхности в виде одно-
родной пленки.
К
носителю предъявляются следующие требования. Он должен быть:
1) механически прочным и иметь развитую поверхность, чтобы удержи-
вать необходимое количество НЖФ (≈ 20 м
2
/г);
2) инертным, т. е. не проявлять адсорбционной и каталитической актив-
ности как по отношению к анализируемым веществам, так и к жидкой фазе.
Капиллярные колонки
получили свое название от материала, из которо-
го их изготавливают: капиллярных трубок с внутренним диаметром 0,1–0,5 мм
и длиной 10–100 м, выполненных чаще из плавленого кварца или стекла (рис.
323).
Рис. 323.
Внешний вид капиллярных колонок для ГЖХ
В качестве
твердых носителей
Достарыңызбен бөлісу: |