6. Газовая и газожидкостная хроматография

Газовая хроматография — это хроматография, в которой происходит распределение компонентов анализируемой смеси между газообразной и твердой или жидкими фазами.

Разновидности газовой хроматографии:

• Газоадсорбционная хроматография (в установке используют твердый инертный пористый носитель).

• Газожидкостная хроматография (носитель покрыт слоем жидкой фазы).

Газовая хроматография — метод разделения летучих, термостабильных соединений. При разделении веществ газожидкостной хроматографией анализируемую пробу в виде пара вводят в хроматографическую колонку. Разделение компонентов пробы достигается за счет многократного повторения процессов распределения между движущейся газовой и неподвижной жидкой фазами. Скорость миграции компонентов зависит от их летучести и способности растворяться в стационарной жидкой фазе. Компоненты с низкой растворимостью в жидкой фазе и наибольшей летучестью при данной температуре продвигаются по колонке быстрее, а компоненты с низкой летучестью и высокой растворимостью в стационарной фазе обладают малой подвижностью. Чем больше подвижность, тем меньше время удерживания, и наоборот. Например, при использовании в качестве неподвижной фазы полиэтиленгликолей время удерживания алифатических спиртов увеличивается в ряду:

изопропиловый < этиловый < пропиловый < изобутиловый < бутиловый <

< изоамиловый < амиловый.

Газовый хроматограф представляет собой совокупность нескольких узлов (рис. 6).

Стабилизация и очистка газовых потоков происходит в системе подготовки газов, которая состоит из баллона с газом-носителем (1) и блока подготовки газов (2).

Дозирование и ввод пробы осуществляются с помощью медицинского или микрошприца (для парообразной или жидкой пробы соответственно) или дозирующей петли (3). Пробы вводятся через резиновую мембрану в испаритель (4) — специальное устройство для испарения пробы. Затем потоком газа-носителя проба переносится в колонку (5), которая помещена в термостат (б).

Система детектирования состоит из детектора (7) с блоком питания (8), усилителя сигнала детектора (9) и регистрирующего устройства (10). В систему детектирования может быть включен электронный интегратор, измеряющий параметры хроматографических пиков. Испаритель и детектор, как и колонку, термостатируют.

Рис. 6. Блок-схема газового хроматографа

В газовой хроматографии используют различные детекторы, наиболее распространены катарометр, пламенно-ионизационный и электронного захвата.

Катарометр является наиболее универсальным детектором, действие которого основано на сравнении теплопроводности двух газовых потоков: газа-носителя и смеси газа-носителя с анализируемым компонентом.

Более чувствительным является пламенно-ионизационный детектор, действие которого основано на ионизации органических горючих веществ в воздушно-водородном пламени и измерении величины ионного тока. Обеспечение детектора водородом осуществляется с помощью генератора водорода, в котором протекает электролиз водного раствора щелочи.

Колонки в ГАХ и ГЖХ имеют длину от нескольких метров до нескольких десятков метров в капиллярной хроматографии.

Высокоэффективная ГХ или капиллярная хроматография позволила повысить чувствительность указанных методов хроматографии.

Капиллярные колонки закручены в спираль, стеклянные кварцевые колонки внешним диаметром 1-2 мм и длиной от 30 до 150 метров, внутренний диаметр – 0,05 – 0,75 мм.

На внутренний стенке капиллярной колонки наносится в качестве жидкой неподвижной фазы силиконовые масла или силиконовые ПМ, например, полидиметилсилоксан (ПФМС). Сверху капиллярные колонки покрываются полимидной пленкой и для придания им механической прочности.

Проба, используемая в капиллярной хроматографии уменьшается более чем в тысячу раз в сравнении с обычной хроматографией – ПАУ, ПХБ, ХОС.