Газожидкостная хроматография

Метод основан на распространении анализируемых веществ между неподвижными жидкими фазами и инертным газом. Перенос вещества происходит из-за различной растворимости компонентов смеси в жидкой фазе, нанесенного на поверхность инертного носителя.

Разделяют с помощью ГЖХ: вещества, испаряющиеся без разложения или вещества, которые разлагаются, но дают идентифицируемые газообразные продукты; жидкости.

Схема:

1 – Газовый баллон с газом-носителем.

2 – Термостат.

3 – Колонка

4 – Дозирующее устройство.

5 – Детектор

6 – Усилитель тока.

7 – Регистрирующее устройство.

Основная часть хроматографа – колонка. Сделана из стекла или металла, размер от нескольких см до нескольких метров. В колонке находится неподвижная жидкая фаза, нанесенная на пористый материал – носитель.

Носитель – инертное вещество, которое при развитой поверхности имеет малую адсорбционную активность. Получают из огнеупорного кирпича и диатомитовых земель (содержат до 90% SiO2). Носитель просеивают и прокаливают.

Неподвижная жидкая фаза – органические вещества, которые отличаются по полярности (парафин, силиконовые масла, глицерин). При нормальной температуре – твердые вещества или вязкие жидкости с температурой кипения более 300°С. Неподвижная жидкая фаза наносится на носитель следующим образом: ее растворяют в толуоле, добавляют носитель, перемешивают, растворитель упаривают, перемешивают. Образуется насадка. Эту насадку набивают в колонку, колонку термостатируют не выше 350°С (чтобы не смыть неподвижную жидкую фазу).

Детектор:

а) Катарометр (по теплопроводности) – используют для анализа органических и неорганических соединений (HSN, CO).

Недостатки: низкая чувствительность, следовательно, плохое разделение. Обладает чувствительностью к воде, следовательно, нельзя брать дистиллят.

Состоит из 2-х ячеек:

Первая ячейка – сравнения, вторая – аналитическая.

Внутри каждой ячейки спираль из Wo, Ni, Pt. При запуске хроматографа чрез катарометр проходит газ-носитель (гелий, N2), т.к. через обе ячейки идет только газ-носитель, перо самописца пишет прямую линию. При введении анализируемой пробы в аналитическую ячейку поступает смесь газа-носителя с анализируемым веществом, происходит изменение теплопроводности, изменяется сопротивление, перо самописца отклоняется от нулевой линии. При использовании катарометра на хроматограмме первый пик – пик воздуха (прямоугольный), который вносится вместе с анализируемой пробой.

б) Детектор ионизационно-пламенный (ДИП). Более чувствителен, чем катаромтер, универсален, мало чувствителен к воде (можно анализировать дистиллят). Используют газы-носители: He или N2, воздух, водород. Последние два необходимы для создания пламени, в котором сгорает или облучается проба. Образуются ионы, возникает ионный ток, появляется пик на хроматограмме. Пика воздуха не будет.

Способы идентификации вещества на хроматограмме:

Газовая или жидкостная проба вводится в инжектор и газом-носителем продавливается по колонке. В колонке вещество сорбируется на неподвижной жидкой фазе. Вещества, которые плохо сорбируются, быстро выходят из колонки и наоборот. Разделенное вещество, попадая в детектор, образуют ток, он усиливается усилителем и самописец фиксирует изменения.

Хроматограмма – график величины сигнала во времени.

Идентификация по расстоянию (времени) удерживания.

Абсолютное расстояние удерживания – расстояние от момента ввода пробы до момента выхода пробы. Абсолютное расстояние (время) удерживания требует четкой фиксации параметров (температуры термостата, скорости газа-носителя, объема пробы, соотношения компонентов в пробе), поэтому удобнее использовать относительное расстояние (время) удерживания. Для этого в пробу вводят стандартное вещество с известным абсолютным расстоянием удерживания и находят соотношение:

Для определения, каким летучим ядом произошло отравление, следует использовать колонки разной полярности (может быть отравление несколькими веществами).

Количественное определение:

1. Метод абсолютной калибровки. Делается серия растворов с известной концентрацией для построения калибровочного графика. Проводят ГЖХ газовой фазы каждого раствора и строят калибровочный график по высоте или площади пика. Концентрацию анализируемого вещества находят по калибровочному графику.

2. Для ускорения используют метод внутреннего стандарта. Берут 5 проб с известной концентрацией, в каждую пробу вводят одинаковое количество стандарта. Получают газовую фазу, вводят в хроматограф, получают хроматограмму и находят отношения высот или площадей пиков анализируемого вещества и стандарта, строят калибровочный график «отношение от концентрации». Далее в анализируемую пробу вводят то же количество стандарта, что и для построения калибровочного графика и определяют концентрацию по калибровочному графику.