Изогнутые трубки, изготовленные из стекла, металла или полимера, диаметром 2-6 мм и длиной до 20 м.

Изогнутые стальные, стеклянные или кварцевые трубки с внутренним диаметром 0,1-1,0 мм и длиной от 10 до 100 м.

Ф

Сорбент помещают внутрь колонки

плёнка жидкости на твёрдом носителе

слой сорбента

жидкости

Капиллярные колонки обеспечивают более высокую эффектив­ность хроматографического разделения, чем насадочные. Вариант га­зовой хроматографии, в котором используются капиллярные колонки, называется капиллярной газовой хроматографией.

Детекторы

Детекторпредставляет собой устройство, предназначенное для обнаружения и количественного определения компонентов анализи­руемой смеси, выходящих из колонки в потоке газа-носителя. Работа детектора основана на преобразовании в электрический сигнал изме­нений физических, химических или физико-химических свойств газо­вого потока, выходящего из колонки.

Основными характеристиками хроматографических детекторов являются:

• чувствительность,

• предел обнаружения,

• величина линейного динамического диапазона,

• быстродействие,

• селективность.

Для газовой хроматографии предложено более 50 различных де­текторов. Однако обычно комплект современного универсального хроматографа включает в себя не более 4 - 6 детекторов. Основные

характеристики некоторых детекторов, применяемых в газовой хро­матографии, приведены в табл. 23.1.

Табл. 23.1

Характеристика некоторых газохроматографических детекторов

Детектор	ПрО, г	Линей­ность	Область применения
катарометр	10-7	104	универсальный - любые вещества, отли­чающиеся по теплопроводности от газа- носителя
пламенно- ионизационный	10-12	107	селективный - вещества (органические), способные ионизироваться в водородном пламени
электронного захвата	5-Ю"14	102	селективный - вещества электрофильные в газовой среде: полигалогеносодержа- щие, полиароматические, серусодержа- щие, нитрилы и т.д.
термоионный	10-13 - 10-14	105	селективный - P-, N-содержащие и неко­торые другие соединения
масс- спектрометр	10-12	105-106	универсальный - исследование сложных смесей неизвестного состава; в режиме масс-фрагментографии - специфический

Детектор по теплопроводности (катарометр)представляет собой ме­таллический блок, в полости которого находится тонкая спираль, изготов­ленная из материала(W, Pt), электри­ческое сопротивление которого сильно зависит от температуры. Обычно катарометр имеет две ячейки. Через ячейку сравнения пропускают газ-носитель, а через ячейку измерения - элюат.

Рис. 23.2.Схема катарометра

Если через обе ячейки катарометра протекает чистый газ- носитель, теплопроводность среды в них одинакова. Обе спирали имеют одинаковую температуру и одинаковое сопротивление. Если из хроматографической колонки выходит вещество, теплопроводность которого отличается от теплопроводности газа-носителя, то темпера­тура и сопротивление спирали, находящейся в измерительной ячейке, изменяются. Различие сопротивлений спиралей определяется с помо­щью моста Уитстона (рис. 23.3).

При использовании катарометра в хроматографе должны быть две ко­лонки, через одну пропускают газовую смесь, содержащую разделяемые вещест­ва, а через вторую - чистый газ-носитель газ-носитель и вещество

A

чистый газ-носитель

постоянное напряжение (или постоянный ток) Рис. 23.3. Мост Уитстона для катарометра

При использовании катарометра газом-носителем должен быть гелий или водород, обладающие большой теплоёмкостью. Этим достигается высокая чув­ствительность определения, так как разность между теплопроводностью газа- носителя и любого другого соединения всегда оказывается большой.

Пламенно-ионизационный детекторпредставляет собой ме­таллическую камеру, в корпус ко­торой снизу введена горелка (рис. 23.4). Для работы данного детек­тора необходимы водород, кото­рый смешивается с элюатом и сго­рает при выходе из горелки, и воз­дух - для обеспечения горения водорода. В детекторе имеютсяРис. 23.4. Схема пламенно-ионизацион-два электрода Одним из них яв_­^{ного детектора}ляется сама горелка, второй элек-1 - собирающий электрод; 2 - горелка

трод расположен над ней.

Пламя чистого водорода практически не содержит ионов, по­этому фоновое сопротивление пространства между электродами очень велико, а сила тока очень мала. Если в пламя из колонки попадает ор­ганическое вещество, то оно ионизируется. Поскольку в пламени по­являются носители электрического заряда, сопротивление межэлек­тродного пространства резко уменьшается, а сила тока возрастает.

Термоионный детекторвнешне похож на пламенно- ионизационный. Он имеет кварцевую горелку, на конце которой на­ходится таблетка из соли щелочного металла (например,CsBr). При

нагревании эта соль испаряется и в газовой фазе устанавливается рав­новесие:

CsBr +H+ гCs+ +HBr

При попадании в пламя соединения, содержащего в составе мо­лекулы атомы фосфора и некоторые другие гетероатомы, скорость об­разования ионов резко увеличивается и сила тока возрастает. Термо­ионный детектор наиболее чувствителен к фосфорсодержащим соеди­нениям. В меньшей степени он реагирует на соединения азота, серы, галогенов (кроме фтора), мышьяка, олова.

Детектор электронного захватапредставляет собой ионизаци­онную камеру, в которой находится источник Р-излучения, например,⁶³Ni или титановая фольга, содержащая адсорбированный тритий (рис. 23.5). В качестве газа-носителя при работе с детектором электронного захвата применяют азот, гелий, аргон и другие газы, способные иони­зироваться с освобождением электрона. Фоновый ток детектора обу­словлен, в основном, электронами. Молекулы анализируемых ве­ществ, обладающие большим сродством к электрону, при попадании в детектор захватывают электроны и превращаются в анионы. Число носителей заряда при этом не изменяется, но сила тока уменьшается, так как анионы обладают на несколько порядков меньшей подвижно­стью, чем свободные электроны. Кроме того, образовавшиеся анионы вступают во взаимодействие с катионами газа-носителя, что вносит дополнительный вклад в уменьшение силы тока.

источник в -излучения

Рис. 23.5.Схема детектора электронного захвата