Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Газ-носитель. В проявительной хроматографии в качестве газа-носителя выбирается относительно плохо адсорбирующийся газ, свободный от компонентов анализируемой смеси. Природой газа-носителя в большой степени определяется эффективность данного хроматографа и ширина зон в слое. Кроме того, свойства используемого газа-носителя диктуют также выбор концевого детектора. Для различных смесей в качестве газа-носителя применяется гелий, азот или аргон,
С увеличением скорости газа-носителя сокращается длительность хроматографического анализа, ко ширина зон отдельных компонентов вначале несколько уменьшается, остается 294
неизменной, а затем растет. Изменения эти, однако, невелики, и в практике для ускорения анализа, часто без существенного ухудшения его результатов, работают при больших скоростях газа-носителя. Значительно более важно сохранить постоянную скорость газа-носителя по длине слоя, что весьма затруднительно при наличии больших градиентов давления в слое сорбента. Это соображение, наряду с опасностью разрушения гранул адсорбента и гидравлическим сопротивлением слоя, ограничивает тенденцию к увеличению скорости среды.
Детекторы. Концевой детектор — один из наиболее важных узлов хроматографа, в значительной степени определяющий чувствительность и точность показаний хроматографического газоанализатора. Характеристиками детектора определяются требуемый объем пробы газа, возможность сохранения газа в процессе анализа, а также его продолжительность.
Так как из адсорбционной колонки хроматографа вытекает последовательно ряд бинарных смесей, состоящих из газа-носителя и одного из компонентов разделяемой смеси, то повсеместно применяются детекторы, использующие физические принципы анализа. Наиболее распространен термокондуктометриче-ский детектор-катарометр, отличающийся простотой и доступностью, легкостью записи и чтения хроматограммы, устойчивостью в работе.
При анализе смесей, содержащих горючие компоненты и кислород, может быть использован термохимический детектор, действие которого основано на измерении теплоты, выделяющейся при экзотермической реакции. При хроматографической определении состава смесей инертных и малоактивных газов используют специфичный детектор объемного типа. В качестве газа-носителя применяются двуокись углерода, водород или иной химически активный газ, который за разделительной колонкой селективно поглощается, и непосредственно измеряется объем вытекающего компонента. Этот метод дает возможность получить интегральную кривую, не требующую дальнейшей математической обработки для определения состава анализируемой смеси. Для непрерывного анализа по этому методу разработана конструкция автоматического компенсационного микрогазометра с индуктивным уравновешивающим устройством [10].
В последние годы получили распространение ионизационные детекторы, среди которых наибольшей чувствительностью обладают аргонные и гелиевые детекторы, позволяющие с очень высокой чувствительностью определять концентрации почти всех органических примесей, азота, кислорода и углекислого газа [11]. Большие возможности, особенно при анализе микроконцентраций углеводородов, открывает использование разрядных [12] и ионизационно-пламенных детекторов [13]. В работе [14] дан сравнительный анализ различных типов ионизационных детекторов.
295
Дозирование пробы и газа-носителя. Весьма важным условием эффективного разделения и удовлетворительной точности анализа является введение в колонку точно отмеренного количества пробы. Для этого обычно применяют многоходовые краны, которые при переключении отсекают строго определенные объемы газа.
Рис. 5.3. Хроматермограф № 4: / — колонка для сжигания углеводородов; 2 — осушительные патроны; 3 — поглотительные пнпетки; 4 — поглотительная колонка; 5 — бюретка; 6 — азотометр; 7 — осушительная колонка с СаС12; 8 — реометр; 9 — измерительная бюретка; -10 — подвижная электропечь; // — колонка с силикагелем; 12 — колонка с активированным углем; 13 — маностат; 14 — источник углекислого газа.
От постоянства расхода газа-носителя зависят правильность показаний детекторов, форма хроматограмм и точность расчета по ним состава анализируемой смеси. Для поддержания по-', стоянного расхода газа-носителя обычно применяют игольчатые вентили, допускающие плавную регулировку расхода, а также маностатирующие устройства для поддержания неизменного давления газа перед регулирующим вентилем. Для измерения расхода газа-носителя используют реометры или ротаметры. Так как при других неизменных условиях расход газа через вентиль зависит от его вязкости, рекомендуется вентили и измерительные устройства на линии дозирования газа-носителя достаточно тщательно термостатпровать, так же, как и хрома-тографические колонки.
Хроматографические установки. Анализ смесей, включающих инертные и сопутствующие им газы, может быть успешно осуществлен на лабораторных хроматермографах № 4 и 5 [7]. 296
В хроматермографе № 4 (рис. 5.3) в качестве газа-носителя используется углекислый газ, который за хроматографическими колонками поглощается раствором КОН. Содержание отдельных компонентов в смеси после разделения определяют измерением объема каждого компонента в бюретке над раствором щелочи.
