3. Детекторы

В газовых хроматографах обычно применяют детекторы по теплопроводности (катарометры) или пламенно-ионизационные детекторы, (ПИД) пламенно- фотометрические (ПФД). Детектор по теплопроводности измеряет разность теплопроводностей чистого газа-носителя и газа-носителя, содержащего отдельные компоненты. Сигнал пламенно-ионизационного детектора пропорционален числу ионов, образующихся при сгорании газа-носителя с разделяемыми компонентами в пламени водорода. Этот детектор на несколько порядков чувствительнее, чем детектор по теплопроводности. В основе работы пламенно- фотометрического детектора лежит использование водородного пламени, на фоне которого регистрируют излучение атомов серы, входящих в состав сероводорода, метилмеркаптана, этилмеркаптана.

Принцип действия пфд

Работа детектора основана на возбуждении молекул анализируемых соединений в обогащенном водородом пламени и регистрации фотонов определенной длины волны при переходе молекул в основное состояние.

Детектор является селективным к серосодержащим соединениям (394 нм).

Процессы, происходящие в детекторе для серосодержащих соединений можно разделить на четыре стадии:

• на первой стадии в горячей области водородного пламени происходит разложение серосодержащих соединений с образованием атомов серы или сероводорода;

• на второй - осуществляются различные обратимые реакции в верхней части пламени с образованием соединения серы;

• на третьей - происходит возбуждение молекул серы;

• на четвертой - возбужденные молекулы серы возвращаются в холодном внешнем конусе пламени в основное состояние, излучая свет в широком диапазоне длин волн (300-450) нм.

Конструкция детектора

позволяет использовать ПФД в однопламенном и двухпламенном режимах.

Рис17. Детектор ПФД,

Практическое занятие № 1

«Расчет концентрации вещества методом газовой хроматографии»

Цели:

1.Научиться идентифицировать хроматограмму;

2. .Научиться расчитывать концентрацию вещества методами абсолютной градуировки и нормировки.

Общие сведения.

Качественный анализ хроматограмм основан на идентификации отдельных пиков. Компоненты идентифицируют по времени удерживания, широко используют метод внутреннего стандарта (эталонные растворы), проводят измерения физико-химических

свойств компонентов, выходящих из колонки и т. д.

Хроматограмма Запись сигнала детектора как функция времени или объема газа-носителя представляет собой кривую элюирования - хроматограмму (рис. 4). Хроматограмма включает нулевую линию, соответствующую протеканию через детектор чистого газа-носителя, и ряд пиков, отвечающих прохождению через детектор совместно с газом-носителем компонентов анализируемой смеси. Хроматограмма характеризуется временем удерживания (время, необходимое для элюирования вещества до его максимальной концентрации) и объемом удерживания или удерживаемым объемом V_R (объем газа, необходимый для извлечения из хроматографической колонки максимального количества вещества).

Рис.18. Хроматографический пик

На рис.18 представлены величины, характеризующие хроматографический пик на кривой элюирования: точка А' — соответствует вводу пробы; А — выходу несорбирующегося компонента; пик ВДС соответствует выходу анализируемого компонента, отрезок A'G соответствует общему удерживаемому объему (или времени удерживания) анализируемого вещества. Удерживаемый объем или время удерживания можно характеризовать отрезком AG, т. е. за начало отсчета принимать пик, соответствующий выходу несорбирующегося компонента. Линия А'В и ее продолжение представляет собой нулевую линию. Высотой пика считают h (или h').

Количественный анализ основан на том, что при постоянстве температуры колонки, скорости потока газа и выполнении ряда других условий площадь каждого хроматографического пика или его высота пропорциональны концентрации соответствующего компонента образца. Для измерения площади пика применяют различные методы, наиболее часто площадь пика расчитывают как площадь треугольника

S= h·μ_0,5

где h- высота пика, мм;

μ_0,5 -ширина на половине высоты.