Области применения газовой хроматографии
Метод ГХ — один из самых современных методовмногокомпонентного анализа, его отличительные черты —экспрессность, высокая точность, чувствительность,автоматизация. Метод позволяет решить многие аналитическиепроблемы. Количественный ГХ анализ можно рассматривать каксамостоятельный аналитический метод, более эффективный приразделении веществ, относящихся к одному и тому же классу
(углеводороды, органические кислоты, спирты и т.д.). Этотметод незаменим в нефтехимии (бензины содержат сотнисоединений, а керосины и масла — тысячи), его используютпри определении пестицидов, удобрений, лекарственныхпрепаратов, витаминов, наркотиков и др. При анализесложных многокомпонентных смесей успешно применяют методкапиллярной хроматографии, поскольку число теоретическихтарелок для 100 м колонки достигает (2—3)*105.
Возможности метода ГХ существенно расширяются прииспользовании реакционной газовой хроматографии (РГХ),вследствие того что многие нелетучие, термонеустойчивыеили агрессивные вещества непосредственно перед введением вхроматографическую колонку могут быть переведены с помощьюхимических реакций в другие — более летучие и устойчивые.
Химические превращения осуществляют чаще на входе вхроматографическую колонку, иногда в самой колонке или навыходе из нее перед детектором. Значительно удобнеепроводить превращения вне хроматографа. Недостатки метода
РГХ связаны с появлением новых источников ошибок ивозрастанием времени анализа.
Реакционную хроматографию часто используют при определениисодержания микроколичеств воды. Вода реагирует с гидридамиметаллов, с карбидом кальция или металлическим натрием идр., продукты реакции (водород, ацетилен) детектируются свысокой чувствительностью пламенно-ионизационнымдетектором. К парам воды этот детектор малочувствителен.
Широко применяют химические превращения в анализетермически неустойчивых биологических смесей. Обычноанализируют производные аминокислот, жирных кислот
С10—C20, сахаров, стероидов. Для изучениявысокомолекулярных соединений (олигомеры, полимеры,каучуки. смолы и т.д.) по продуктам их разложенияиспользуют пиролизную хроматографию. В этом методеиспарение пробы заменяют пиролизом. Карбонаты металловможно проанализировать по выделяющемуся диоксиду углеродапри обработке их кислотами.
Методом газовой хроматографии можно определять металлы,переводя их в летучие хелаты. Особенно пригодны дляхроматографирования хелаты 2-, 3- и 4-валентных металлов с
(-дикетонами. Лучшие хроматографические свойства проявляют
(-дикетонаты Be(II), Al(III), Sc(III), V(III), Cr(III).
Газовая хроматография хелатов может конкурировать сдругими инструментальными методами анализа.
ГХ используют также в препаративных целях для очисткихимических препаратов, выделения индивидуальных веществ изсмесей. Метод широко применяют в физико-химическихисследованиях: для определения свойств адсорбентов,термодинамических характеристик адсорбции и теплотадсорбции, величин поверхности твердых тел, а такжеконстант равновесия, коэффициентов активности и др.
При помощи газового хроматографа, установленного накосмической станции "Венера-12", был определен составатмосферы Венеры. Газовые хроматографы устанавливают вжилых отсеках космических кораблей: организм человекавыделяет много вредных веществ, и их накопление можетпривести к большим неприятностям. При превышениидопустимых норм вредных веществ автоматическая системахроматографа дает команду прибору, который очищает воздух.
Термически лабильные вещества с низкой летучестью можноанализировать методом сверхкритической флюиднойхроматографии (разновидность ГХ). В этом методе в качествеподвижной фазы используют вещества в сверхкритическомсостоянии при высоких давлении и температуре. Это могутбыть диоксид углерода, н-пентан, изо-пропанол, диэтиловыйэфир и др. Чаще применяют диоксид углерода, который легчеперевести в сверхкритическое состояние, он нетоксичен, невоспламеняется, является дешевым продуктом. Преимуществоэтого метода, по сравнению с методами ГХ и ВЭЖХ, —экспрессность, обусловленная тем, что вязкость фаз всверхкритическом состоянии мала, скорость потока подвижнойфазы высокая и время удерживания компонентов пробысокращается более чем в 10 раз. В этом методе используюткапиллярные колонки длиной 10—15 м, спектрофотометрическийили пламенно-ионизационный детектор.
Литература:
1. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 1 Общиевопросы. Методы разделения: Учебник для ВУЗов/ Ю.А.
Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др.; Под ред. Ю.А.
Золотова. - М.: Высш. шк., 1996. - 383 с.: ил.
-----------------------
Рис.6 Схема катарометра: 1 - ввод газа из колонки; 2 - изолятор; 3 - выходв атмосферу; 4 - металлический блок; 5 - нить сопротивления
Рис. 7. Схема моста Уитстона:
1 - вход газа из колонки; 2 - ввод чистого газа-носителя; 3 - источниктока; 4 - регулятор тока, проходящего через нити; 5 - миллиамперметр; 6 -установка нуля
Рис.8 Схема электронно-захватного детектора: 1 - ввод газа; 2 - источникизлучения; 3 - вывод в атмосферу; 4,5 - электроды
Рис. 9 Схема ПИД: 1 - ввод газа на колонки; 2 - ввод водорода; 3 - вывод ватмосферу; 4 - собирающий электрод; 5 - катод; 6 - ввод воздуха