Детекторы газового хроматографа – Хроматограф.ру

Детекторы газового хроматографа - Хроматограф.ру Анемометр

Основные операции при хроматографировании на бумаге

Хроматографическое разделение веществ на бумаге состоит из следующих основных операций: подготовка бумаги и растворителей; нанесение пробы; хроматографирование и детектирование пятен на хроматограмме.

Бумага для хроматографических качественных анализов выпускается двух марок: «М» – бумага медленной впитываемости, № 1 и 2; «С» – бумага средней впитываемости, № 3 и 4. Бумага представляет собой 100% сульфатную целлюлозу, предгидролизную, кордную. Содержание воды около 6-7%.

Для этого бумагу на 45 мин помещают в ацетилирующую смесь, состоящую из 90 мл уксусного ангидрида, 10 мл петролейного эфира и 8-10 капель конц. H2SO4. Затем ее вынимают и тщательно промывают в проточной воде в течение 15 мин, оставляют на 10-15 мин в дистиллированной воде, а затем промывают и высушивают в вакуум-эксикаторе над CaCl2.

Из бумаги вырезают соответствующего размера прямоугольные полосы или сворачивают из листа цилиндр, скрепляемый канцелярскими скрепками, для двумерной хроматографии.

Размеры полосок и цилиндра обусловливаются размерами камеры для хроматографирования, необходимой длиной перемещения разделяемых веществ и числом наносимых проб. Затем, отступя от нижнего края полосы бумаги, проводят простым карандашом линию старта, которая при хроматографировании должна быть на 20-30 мм выше уровня растворителя в камере для хроматографирования.

Для круговой хроматографии линией старта служит окружность диаметром 20-30 мм, проведенная из центра круга (см. рис. 183).

Затем бумагу выдерживают в камере для хроматографирования, на дно которой налита подвижная фаза (растворитель или смесь растворителей). Если в качестве неподвижной фазы применяют водные растворы нелетучих веществ (например, буферные растворы), то бумагу пропитывают этим раствором, высушивают, а перед применением выдерживают 10-16 ч в камере для хроматографирования.

Для пропитывания бумаги труднолетучими растворителями (формамид, пропиленгликоль и т. д.) их разбавляют метиловым спиртом, а затем бумагу погружают на 1-2 с в эту смесь, обжимают между листами фильтровальной бумаги и выдерживают 15-20 мин на воздухе.

Если бумага предназначена для хроматографирования аминокислот, ее вначале отмывают в 0,3 н. НСl, затем нейтрализуют 0,5 н. NH4OH, промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции по фенолфталеину, пропитывают 0,1% фосфатным буферным раствором с pH = 7,0-7,5 и высушивают на воздухе.

Подготовка растворителей заключается в приготовлении смеси с взаимной насыщенностью подвижной и неподвижной фазы. Обычно для этого смесь, взятую в определенном соотношении, встряхивают в делительной воронке. После отстаивания органическую фазу наливают в лодочку (при нисходящей хроматографии) или в чашку (при восходящей). Водную фазу помещают в хроматографический сосуд, чтобы обеспечить насыщение атмосферы камеры парами обеих фаз.

Нанесение пробы на бумагу проводят до или после пропитывания ее неподвижной фазой. Каплю раствора (0,5-1 мг в 1 мл) наносят из капиллярной пипетки, легко прикасаясь ею к отмеченным местам на линии старта. Раствор должен заполнять только отмеченный кружок, и образующееся пятно должно иметь диаметр не более 5 мм.

Затем бумажную полоску высушивают и применяют ее для нисходящей или восходящей хроматографии.

Адсорбенты для хроматографии

Адсорбенты, применяемые в хроматографии, кроме большой удельной поверхности, достигающей сотен квадратных метров на грамм, должны обладать избирательностью, химической й каталитической инертностью в отношении компонентов разделяемой смеси и подвижной фазы.

Из адсорбентов, применяемых в хроматографии, назовем главнейшие: оксид алюминия, силикагели, силохромы, цеолиты и полисорбы.

Оксид алюминия – мелкокристаллический порошок амфотерного характера с удельной поверхностью 230-280 м2/г. Адсорбционные свойства Аl2O3 в сильной степени зависят от способа его приготовления, обработки и качества исходных материалов. Гигроскопичен.

При увлажнении адсорбционная активность снижается. Оптимальной активности можно достигнуть нагреванием Аl2O3 при 400-450 °С в течение 5-6 ч. При хранении в отсутствие благи не теряет активности. Выпускается промышленностью: 1-й и 2-й активности (марки А-1 или А-2); по Брокману; оксид алюминия кислый, нейтральный и основной для тонкослойной хроматографии.

Силикагель – высушенный гель кремневой кислоты пористого строения с развитой внутренней поверхностью, кислого характера. Твердые хрупкие полупрозрачные или меловидные зерна от белого и желтоватого до коричневого цвета, с удельной поверхностью 300-700 м2/г – в зависимости от способа получения.

В зависимости от режима приготовления и формы зерен силикагели разделяются на кусковой – с зернами произвольной формы – и гранулированный. Промышленность выпускает большое число различных марок крупнопористых (КСК, ШСК, МСК, АСК) и мелкопористых (КСМ, ШСМ, МСМ, ACM) силикагелей, различающихся составом, пористостью и зернением.

Особый интерес представляет силикагель марки ACM с радиусом пор 1,5 нм и величиной зерен 0,2-0,5 мм. Кроме силикагелей заводского изготовления, осуществляется полупромышленное производство. Специальный набор из семи марок силикагелей, по 0,25 кг каждого, выпускается для хроматографии.

Силохромы – зерна пористого диоксида кремния высокой химической чистоты. Они характеризуются весьма однородным распределением пор по размерам, высокой механической и термической устойчивостью. Применяются для разделения высококипящих неполярных и слабополярных веществ.

Цеолиты (молекулярные сита) – мелкопористые гидратированные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов, природные или синтетические. Наибольшее применение нашли синтетические цеолиты марок КА, NaA, СаА, СаХ, NaX (первые буквы означают преобладающий в цеолите катион, последняя – тип цеолита А или X).

Для цеолита типа А в калиевой форме (марка КА) эффективный диаметр окон около 0,3 нм, у натриевой формы (марка NaA) – примерно 0,4 нм, а у кальциевой (СаА) – около 0,5 нм.

У цеолитов марки X эффективный диаметр окон значительно больше. Так, для СаХ он близок к 0,8 нм, а для NaX – около 0,9 нм. Таким образом, основное различие между цеолитами типов А и X заключается в размерах окон, соединяющих полости.

Особенностью адсорбционных свойств цеолитов является их молекулярно-ситовое действие. Адсорбироваться в первичной пористой структуре могут только те молекулы, диаметр которых меньше эффективного диаметра окон. Более крупные молекулы практически не адсорбируются.

Синтетические цеолиты общего назначения предназначаются для глубокой осушки и тонкой очистки газов и жидкостей, а также для разделения газообразных и жидких смесей.

Цеолиты КА, NaA, СаА, NaX, СаХ выпускаются в виде таблеток, гранул или шариков различных размеров. Мелкокристаллические цеолиты формуют, применяя до 15-20% связующих (обычно глин), после чего подвергают кратковременной (2-6 ч) термической обработке при 550-600 °С.

Промышленность выпускает набор синтетических цеолитов из четырех марок (NaA, NaX, СаА и СаХ) по 0,25 кг каждого.

Полисорбы – сополимеры стирола и дивинилбензола, используемые в хроматографии спиртов, жирных кислот, альдегидов, кетонов, нитрилов, а также для определения примеси воды в органических жидкостях.

Выпускаются полисорбы марок 4, 4Т, 10 и др.

Пористые стекла – пористый продукт, получаемый выщелачиванием боронатровой фазы из фазоразделенного натровоборосиликатного стекла. Отличаются однородностью размеров пор.

Для гель-хроматографии выпускается набор мелкозернистых стекол (МПС) с разными размерами пор: МПС-250 ГХ, МПС-750 ГХ, МПС-1150 ГХ, МПС-1600 ГХ и МПС-2000 ГХ. Цифры означают преобладающий диаметр пор (в ангстремах), а буквы ГХ – назначение (гель-хроматография).

Про анемометры:  Газсервис Ярославль-газовая служба населению недорого

Газовая хроматография

В этом методе разделения подвижной фазой служит газ (гелий, азот), протекающий через неподвижную фазу.

Различают две принципиальные разновидности газовой хроматографии: в системе газ – твердое вещество (адсорбционная хроматография) и в системе газ – жидкость (газо-жидкостная хроматография). В первом случае разделение происходит за счет адсорбции веществ на поверхности твердого адсорбента, которым наполнена хроматографическая колонка.

Во втором случае анализируемая газовая смесь проходит через колонку, наполненную твердым носителем (определенной степени зернения), на поверхность которого нанесен тонкий слой нелетучей жидкости. Эффективность разделения в газо-жидкостной хроматографии определяется не процессами сорбции – десорбции газа, а степенью растворения газообразных компонентов анализируемого вещества в жидкой нелетучей пленке.

В качестве жидкой фазы в газо-жидкостной хроматографии используют вазелиновое масло, силиконовое масло, эфиры фталевой кислоты, трикрезилфосфат и др. В качестве твердых носителей применяют инертные вещества с развитой поверхностью, но малой микропористостью, чтобы исключить адсорбцию газа на поверхности. Наибольшее распространение получили каолин, диатомиты, тефлон и др.

При хроматографии в системе газ – адсорбент используют приемы фронтальной, элюентной и вытеснительной хроматографии; в системе газ – жидкость применяют только метод элюирования.

В настоящее время методами газовой хроматографии можно выполнять качественные и количественные определения компонентов смесей органических и неорганических газообразных, жидких и твердых веществ, давление паров которых превышает 0,133-133 Па, перегоняющихся без разложения в области температур до 400-500 °С.

Детектирование.

Разделенные на отдельные зоны, выходящие из колонки вещества необходимо определить (детектировать). Занимается этим детектор. Типов детекторов много. Есть универсальные, детектируют абсолютно все соединения (ДТП или МСД) и селективные, имеющие чувствительность на определенные соединения (ЭЗД, ПФД, ХЛД, ТИД).

Тип детектора подбирается специально под задачу. При выборе детектора учитываются: концентрации определяемых веществ, мешающие компоненты, матрица. Некоторые детекторы требуют вспомогательные газы. Например, пламенные ПИД, ПФД, ТИД, ХЛД нуждаются в водороде и воздухе.

Детектор ЭЗД требует азот, даже если газ-носитель гелий. Есть детекторы разрушающие пробу (все пламенные разрушают), есть неразрушающие (ДТП, ЭЗД). Иногда ДТП последовательно соединяют с другими детекторами, например ПИД. Такие схемы позволяют использовать плюсы каждого детектора, но и использовать их везде не получится т.к. есть и минусы таких соединений.

Отдельно стоит выделить программное обеспечение для управления хроматографом и обработки данных. Без компьютера невозможно работать с современным хроматографом. Программное обеспечение позволяет задавать режимы и контролировать его выполнение. Управлять периферийными устройствами (дозаторами, термодесорбером, кранами и прочее).

Современное ПО позволяет задать последовательность действий для хроматографа, тем самым освободив химика от постоянной работы с прибором и его контроля. Все расчеты также выполняются программным обеспечением, хроматографист, как правило, получает готовый к печати отчет.

Возможности современных комплексов  позволяют работать химику-аналитику очень комфортно и успешно решать задачу.

Детектор по теплопроводности (дтп)

Другое популярное название – катарометр. ДТП – неразрушающий пробу, универсальный, концентрационный детектор. Линейный диапазон свыше 105.

В основу работы ДТП положен процесс передачи тепла от нагретого термочувствительного элемента к более холодному корпусу детектора за счет теплопроводности газового потока. С изменением состава газового потока меняется его теплопроводность. Это, в свою очередь, приводит к изменению температуры, а, следовательно, и электрического сопротивления чувствительного элемента.

Для более стабильной работы в ДТП применяется не один, а два термочувствительных элемента, и измеряется различие в теплопроводности чистого газа–носителя и смеси газа–носителя с веществом, выходящим из хроматографической колонки. ДТП обладает чувствительностью ко всем соединениям, теплопроводность которых отличается от теплопроводности газа–носителя.

Чем больше теплопроводность анализируемого вещества отличается от теплопроводности газа–носителя, тем выше чувствительность ДТП к данному соединению. Необходимо иметь в виду, что теплопроводность веществ зависит от температуры, поэтому чем ниже рабочая температура ДТП, тем будет выше чувствительность. В качестве газа-носителя обычно применяется водород, гелий, аргон, реже азот.

Разработаны и применяются разные типы ДТП:

  • Классический с W/Re терморезисторами. Применяется в большинстве случаев. Работает, как правило, с насадочными и микронасадочными колонками
  • Повышенной чувствительности. За счет меньшего объема камеры применяется не только с насадочными, но и с капиллярными колонками.
  • Повышенной чувствительности с позолоченными терморезисторами. Более стойкий к веществам с сильными окислительными свойствами.
  • Коррозионностойкий ДТП. Отличная стойкость к окислению. Но возможно меньшая чувствительность к некоторым соединениям.
  • Микро-ДТП. Разработан для использования с капиллярными колонками. Не требует дополнительного поддува.

Детекторы

При прохождении через хроматографическую колонку проба разделяется на компоненты, которые затем поочередно поступают в детектор в потоке газа-носителя. Детектор служит для того, чтобы обнаружить присутствие этих компонентов и выдать сигнал, характеризующий количество компонента.

Для определения газов, выходящих из колонки после разделения, чаще всего измеряют теплопроводность газов, вернее, разницу теплопроводности определяемого газа и газа-носителя. Такой детектор, называемый катарометром, представляет собой массивный металлический корпус 3 (рис. 143), в котором имеется две камеры: сравнительная 1 и измерительная 2.

В камерах находятся проволочные или полупроводниковые сопротивления и обладающие большим температурным коэффициентом электрического сопротивления. Эти сопротивления представляют собой два плеча мостика Уитстона. Газ-носитель поступает в камеру 1 с постоянной скоростью, проходит через кран 5 в хроматографическую колонку 4 непосредственно или через пробоотборный объем 6. Далее он проходит через камеру 2 и выходит наружу.

Током питания мостовой схемы сопротивления R1 и R2 нагреваются; их температура становится выше, чем у наружных стенок камеры. Тепло от нагретых сопротивлений передается окружающим стенкам благодаря теплопроводности газа-носителя. При постоянных условиях анализа – нагреве, сопротивлении, расходе газа-носителя и температуре корпуса детектора в камерах устанавливается тепловое равновесие и температура сопротивления станет постоянной.

Сопротивления других плеч мостика Уитстона также будут постоянными, и в измерительной схеме мостика установится равновесие, которое регистрируется прибором ЭПП-09 в виде «нулевой линии». Это равновесие будет сохраняться до тех пор, пока все выше перечисленные факторы будут оставаться неизменными.

Когда из колонки выделится первый определяемый компонент, имеющий иную теплопроводность, чем газ-носитель, тогда и смесь его с газом-носителем приобретает иную теплопроводность. Смесь, попадая в измерительную камеру детектора, нарушает в ней тепловой режим, поскольку новой газовой смесью к стенкам камеры детектора переносится иное количество тепла.

Когда из колонки через некоторое время снова пойдет чистый газ-носитель, первоначальные условия в измерительной камере восстановятся и указатель самописца вернется в первоначальное положение. На ленте самописца будет записана кривая в виде пика. Выход из колонки следующего компонента вызовет появление в записи нового пика; так будет продолжаться до тех пор, пока из колонки не выйдет последний компонент из смеси.

В результате получится кривая в виде ряда пиков, называемая хроматограммой (рис. 144). Чем выше концентрация компонента, тем выше пик, поскольку резче изменяются условия в измерительной камере. Если из колонки выделяется одновременно два компонента не разделившись, то они дают один суммарный пик.

Про анемометры:  Датчики давления

Для определения очень малых количеств примесей в газах применяют пламенно-ионизационные детекторы, основанные на использовании эффекта ионизации молекул исследуемого газа в водородном пламени, в результате чего уменьшается сопротивление в детекторе, между электродом-коллектором и горящей водородной горелкой.

Пламенный детектор с термопарой представлен на рис. 145. Водород – газ-носитель сжигается в камере детектора. Пламя регулируют так, чтобы оно оканчивалось перед элементом термопары 4, изготовленной из сплава железа и константана или из сплава платины, иридия, палладия и золота. Термопара имеет вид шарика диаметром примерно 1,5 мм.

Для полноты сгорания всех газов, поступающих из колонки, в детектор подается кислород или воздух. Сжигая водород в токе кислорода, разогревают термопару до стандартной температуры и устанавливают «нулевую линию» регистрирующего устройства. Поступающие из хроматографической колонки разделенные органические компоненты пробы сгорают в пламени детектора, при этом пламя удлиняется и охватывает шарик термопары.

Пламенно-фотометрический детектор (рис. 146) применяют для определения малых содержаний серы и фосфора в неорганических соединениях. Газом-носителем служит азот; сжигают водород в смеси с кислородом. Измерения для определения серы ведут при лямбда = 394±5 нм.

Инструментальные методы детектирования

Автоматические непрерывные коллекторы фракций (пробоотборники) карусельного или линейного типа обеспечивают отбор проб элюата. По мере заполнения приемника жидкостью, вытекающей из колонки до определенного объема или массы, автоматически подается следующий приемник. Однако необходимость в коллекторах фракций практически отпадает при наличии проточного чувствительного детектора.

Наибольшее распространение получили два детектора: дифференциальный рефрактометрический и спектрофотометрический. Рефрактометрический детектор обеспечивает непрерывную запись изменения показателя преломления элюата на выходе из колонки. Он наиболее универсален, так как практически всегда элюат и элюент имеют разные показатели преломления.

Широкое распространение получили ультрафиолетовые фотометры, измеряющие поглощение на одной длине волны (обычно 254 нм), поскольку многие органические соединения содержат ароматические группировки и интенсивно поглощают лучистую энергию в этой области спектра.

В жидкостной хроматографии чрезвычайно важно непрерывно измерять скорость потока элюента, так как надежный качественный и количественный анализ затруднен, если скорость потока не постоянна.

В современных хроматографах используются, в основном, три типа измерителей потока. Счетчик капель регистрирует каждую вытекающую из колонки каплю, пролетающую между фотоэлементом и источником света. При наборе заданного числа капель на ленте самописца делается отметка, т. е. на хроматограмму как бы наносится масштаб объемного расхода элюента во времени.

Пузырьковый отметчик времени измеряет время, за которое пузырек воздуха, введенный в поток элюента, проходит расстояние между двумя рисками в калиброванной стеклянной трубке, установленной на выходе из детектора. В сифонном расходомере используется объемный метод: подвижная фаза собирается в калиброванный сосуд до определенного объема (обычно 5 см3) и затем сосуд освобождается сифонированием. На ленте самописца автоматически отмечается каждый акт сифонирования.

В жидкостной хроматографии широко используется так называемое градиентное элюирование, т. е. непрерывное изменение состава элюента в процессе проявления хроматограммы. Так, если какой-то элюент один компонент вымывает очень быстро, а другие очень медленно, то, чтобы ускорить вымывание последних компонентов, желательно изменить состав элюента.

Нанесение пробы и проявление хроматограммы

Раствор пробы наносят микропипеткой в 10-20 мм от края пластинки в виде точек или коротких черточек. В случае незакрепленного слоя необходимо следить, чтобы конец пипетки не касался слоя адсорбента.

В одну точку на пластинке можно наносить до 1 мг раствора пробы. Затем растворителю дают испариться и пластинки переносят в камеру для проявления. Пластинки с закрепленным слоем можно проявлять в наклонном или вертикальном положении; пластинки с незакрепленным слоем обычно ставят под углом 10-15°.

Камерой для проявления хроматограмм методом восходящей хроматографии может служить стеклянный сосуд с плоским дном, закрывающийся пришлифованной крышкой или стеклом. На дно камеры наливают столько растворителя, чтобы пластинка погружалась в него на 3-5 мм.

Сначала помещают пластинку в слегка наклоненную камеру так, чтобы растворитель не смачивал стартовую полосу. Через 5-10 мин камеру возвращают в вертикальное положение. Для лучшего насыщения к стенке сосуда по всей высоте камеры прикрепляют смоченный растворителем лист фильтровальной бумаги, доходящий до дна сосуда.

При работе с закрепленным слоем адсорбента фронт продвижения растворителя на пластинке не должен превышать 100-150 мм. После того как фронт растворителя продвинется на 100-150 мм (на это требуется 15-90 мин), пластинку вынимают из камеры, отмечают карандашом линию фронта, высушивают и детектируют пятна, опрыскивая поверхность пластинки общими или специфическими реагентами.

В качестве общих реагентов для детектирования органических соединений используют конц. H2SO4, раствор Na2CrO4 в H2SO4, 1% раствор йода в метиловом спирте и др. Преимущество тонкослойной хроматографии перед бумажной состоит в том, что перечисленные общие реактивы не разрушают слой адсорбента, как разрушают бумагу.

Весьма часто в качестве универсального реагента для детектирования пятен используют пары йода. Пластинку помещают в закрытую банку (эксикатор), содержащую несколько кристалликов йода. Пары йода растворяются в большинстве органических соединений, которые становятся заметными в виде коричневых пятен на бледно-желтом фоне.

Пятна, обнаруженные с помощью йода, на воздухе быстро обесцвечиваются. Можно замедлить обесцвечивание и повысить чувствительность реакции, если проявленную пластинку опрыскать раствором 7,8-бензофлавона (0,3 г 7,8-бензофлавона в 95 мл этилового спирта 5 мл 30% H2SO4). Этот реагент дает интенсивное голубое окрашивание с йодом.

Существует и другой универсальный способ детектирования разделенных веществ. При приготовлении пластинок для тонкослойной хроматографии к адсорбенту прибавляют неорганический фосфор и таким образом получают флуоресцирующие пластинки. Поскольку органические вещества чаще всего гасят флуоресценцию, то в ультрафиолетовом свете они обнаруживаются в виде темных пятен.

Разработаны также методы количественного определения веществ в хроматографических пятнах непосредственно на пластинке. Для этих целей используются денситометры или флуориметры.

Пластинки для хроматографирования

Разделение смесей производят на пластинках, покрытых тонким слоем адсорбента (силикагеля, оксида алюминия, полиамида, целлюлозы). Адсорбционный слой с пленкой растворителя, удерживаемого сорбентом, служит неподвижной фазой, а подвижной – индивидуальные растворители или смеси растворителей.

Техника хроматографирования в тонких слоях состоит в подготовке пластинок, нанесении пробы, проявлении хроматограммы и детектировании пятен. Положение пятна разделенного вещества описывается, так же как и в бумажной хроматографии, посредством измерения величины Rf, т. е. путем сопоставления с Rf стандартных веществ; вещества идентифицируются способом «свидетелей».

Тонкослойная хроматография применяется для идентификации веществ, определения чистоты вещества, качественного и количественного анализа веществ и их смесей, а в последнее время и для препаративных целей.

Существуют две модификации тонкослойной хроматографии: с закрепленным и с незакрепленным слоем адсорбента.

Тонкий слой адсорбента распределяют на подложке – пластинке из стекла, алюминиевой фольги или пластмассы. Чаще всего используют стеклянные пластинки (их легко очищать и можно использовать многократно) толщиной 2-4 мм, размером 3×8, 2,5×7,5; 5×15; 10×20; 20×20 см.

Пластинки промывают проточной водой, погружают на 24 ч в сосуд с 1% раствором моющего вещества, после чего тщательно промывают дистиллированной водой и высушивают, предохраняя от пыли. Брать пластинки следует за ребра, не касаясь поверхности. Хранить пластинки можно в эксикаторах или полиэтиленовых мешочках.

Про анемометры:  Термоионный детектор для ГЖХ - Проект "Сахалин-2"

Для приготовления пластинок с закрепленным слоем адсорбента применяют массу, состоящую из адсорбента, связующего материала и воды. В качестве связующего используют гипс CaSO4-1/2Н2О или крахмал. Иногда в состав массы для идентификации пятен разделяемых соединений добавляют флуоресцирующие вещества.

В случае применения гипса смесь из 5 г адсорбента (силикагеля или оксида алюминия), 0,2 г гипса и 12 мл воды растирают в фарфоровой ступке до однородной консистенции. Полученную массу наносят на подготовленную стеклянную пластинку и разравнивают при помощи специального устройства, обеспечивающего толщину слоя 0,15-0,25 мм по всей поверхности.

В случае применения крахмала 28,5 г тонкоизмельченного и просеянного через сито № 0085 силикагеля, 1,5 г растворимого рисового крахмала и 54 мл дистиллированной воды нагревают при перемешивании до тех пор, пока раствор не начнет загустевать. Затем при постоянном перемешивании смесь охлаждают, размешивают с 20 мл дистиллированной воды и равномерно наносят на пластинки.

Пластинку с закрепленным слоем высушивают на воздухе в горизонтальном положении, после чего уже в вертикальном положении активируют нагреванием в течение 30 мин в сушильном шкафу при 110 °С и хранят в эксикаторе над СаCl2 или Mg(ClO4)2. В процессе сушки необходимо оберегать пластинки от загрязнения пылью или от поглощения паров летучих соединений, которые могут находиться в воздухе.

При нанесении тонкого слоя адсорбента на предметные стекла рекомендуется поступать следующим образом. Готовят суспензию из 44 г Аl2O3 и 1,6 г гипса в смеси 70 мл хлороформа и 30 мл метилового спирта или же из 30 г силикагеля и 1,5 г гипса в смеси 50 мл хлороформа и 50 мл метилового спирта.

Суспензию тщательно перемешивают встряхиванием. Затем два предметных стекла, сложенных плоскостями, погружают в нее, медленно вынимают и дают стечь жидкости. После этого стекла разделяют, высушивают и хранят в эксикаторе над СаСl2. Если в поверхностном слое адсорбента появились трещины, пластинки непригодны к работе.

Очень удобны готовые пластинки «Силуфол» с тонким слоем Аl2O3 на подложке из алюминиевой фольги размером 150×150 мм и пластинки «Сата D-0», «Сата DS-0» с тонким слоем силикагеля, размером 100×100 и 200×200 мм, поставляемые странами СЭВ.

Пластинки с незакрепленным слоем подготавливают следующим образом. Адсорбент насыпают на стекло (лучше матовое) и разравнивают валиком, снимая при этом избыток. Валиком обычно служит стеклянная палочка диаметром 10 мм с надетыми на концы кусочками резиновой трубки.

Расстояние между утолщенными концами трубки должно быть на 10-12 мм меньше ширины применяемой стеклянной пластинки. Толщину стенок трубки подбирают так, чтобы при накатывании образовался слой толщиной примерно 1 мм. Некоторые авторы рекомендуют распылять суспензию тонкоизмельченного адсорбента специальным распылителем по поверхности пластинки.

Пластинки с незакрепленным слоем приготавливают непосредственно перед употреблением.

Хроматографические колонки

Различают три основных типа аналитических колонок – насадочные (набивные), микронасадочные и капиллярные. Ввиду простоты приготовления наибольшее распространение получили насадочные колонки.

У насадочной колонки внутренняя полость заполнена инертным твердым носителем, покрытым тонкой пленкой нелетучего растворителя (неподвижной фазы) или твердым активным веществом (адсорбентом). Эти колонки изготавливают из металлических (нержавеющая сталь, медь), стеклянных или фторопластовых трубок с внутренним диаметром 2-10 мм (чаще 2-4 мм)

и длиной 0,5-3,0 м. Им придают спиральную, U-образную или зигзагообразную форму. Микронасадочные колонки отличаются от насадочных только диаметром трубок (0,8-1,0 мм). Форма колонок практически не влияет на эффективность разделения и определяется размерами термостата.

В капиллярных колонках неподвижная фаза не заполняет всю внутреннюю полость, а покрывает лишь внутреннюю поверхность трубки, остающейся по существу полой и после нанесения неподвижной фазы.

Заполнение прямых и U-образных колонок сыпучим материалом не представляет трудностей. Наполнитель насыпают в колонку (через воронку) и осторожным постукиванием добиваются равномерного распределения его по длине колонки. Важно, чтобы столбик наполнителя не имел разрывов и чтобы отсутствовали местные пустоты.

В спиралеобразные колонки рекомендуется насыпать наполнитель порциями с одного конца. Медленно поворачивая колонку по окружности спирали при одновременной ее вибрации с помощью касания с вращающимся эксцентриком, насаженным на ось моторчика, переводят наполнитель в другой конец колонки. Операцию повторяют до полного заполнения. Оптимальная плотность наполнения составляет примерно 0,3 г/см3.

При заполнении капиллярных колонок раствор жидкой фазы в летучем растворителе (эфире, пентане) продавливают из сосуда с двумя отверстиями с помощью сжатого газа (азота) через колонку до появления жидкости на противоположном конце. Затем сосуд отсоединяют и продувают колонку газом до полного удаления паров растворителя.

Хроматография на бумаге

Бумажная хроматография является одним из видов жидкостной распределительной хроматографии.

В качестве носителя неподвижной жидкой фазы здесь применяется специальная фильтровальная бумага высокой степени чистоты и равномерной плотности. Считают, что неподвижной фазой служит постоянно присутствующая в целлюлозе вода. Подвижной фазой является органический растворитель или смесь растворителей.

Техника хроматографии на бумаге сводится к тому, что каплю раствора, содержащую 5-50 мкг исследуемой смеси веществ, наносят в виде точек на полоску или лист бумаги и высушивают горячим воздухом. Затем бумагу помещают в закрытый сосуд, в котором бумага непрерывно смачивается соответствующим растворителем – элюентом.

Растворитель может двигаться в горизонтальной плоскости, подниматься снизу вверх (восходящая хроматография), сверху вниз (нисходящая хроматография) или движение растворителя может происходить от центра бумаги к периферии (круговая, или радиальная, хроматография).

Восходящая, нисходящая и круговая хроматография по технике выполнения может быть одномерной и двумерной. Для получения двумерных хроматограмм хроматографирование производят дважды во взаимно перпендикулярных направлениях: после проявления хроматограммы одним элюентом хроматограмму поворачивают на 90° и вторично проявляют другим элюентом.

Для оценки хроматографического поведения веществ в определенных условиях эксперимента используют фактор Rf (от ratio of fronts – отношение фронтов), который равен отношению расстояния, пройденного веществом, к расстоянию, пройденному растворителем. Обычно для расчета Rf выбирают точку в центре пятна (рис. 181).

Абсолютные значения величин Rf трудно установить заранее, так как они изменяются в зависимости от условий проведения эксперимента. Однако они полезны для предварительной идентификации соединений, а при условии сравнения Rf исследуемого вещества и стандартного образца в одинаковых условиях достигается достоверная идентификация.

Для этой цели на стартовую линию одной и той же бумажной полоски наносят три пробы: одну с исследуемым веществом, вторую со стандартным образцом и третью – со смесью равных количеств исследуемого и стандартного веществ. Количество хроматографируемого материала должно быть одинаковым во всех трех образцах.

Метод хроматографии на бумаге находит широкое применение для целей идентификации отдельных компонентов простых и сложных смесей, для качественного и полуколичественного их анализа, а также для установления степени чистоты препаратов.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector