Газова хроматографія. Використання в аналізі.

Газова хроматографія – метод розділення летких сполук, що базується на розподілі речовини між двома фазами; одна з цих фаз є нерухомою, з великою поверхнею, а друга – газ, який протікає через нерухому фазу. Метод використовується для розділення, ідентифікації та кількісного визначення газів, рідин та твердих речовин.

Якщо нерухомою фазою є тверда речовина, то такий варіант газової хроматографії носить назву газоадсорбційна хроматографія. Розділення у такому випадку визначається адсорбційними властивостями наповнювача колонки (сорбента) у відношенні до аналізованих речовин, переважно газів. Найчастіше використовуваними наповнювачами є силікагель, молекулярні сита, активоване вугілля.

Якщо нерухомою фазою є рідина, то такий варіант газової хроматографії носить назву газо-рідинної хроматографії. У цьому випадку рідина (рідка нерухома фаза) розподіляється у вигляді тонкої плівки на поверхні інертного твердого носія і основою розділення служить розподіл компонентів проби між плівкою рідини та газовою фазою.

Процеси, які лежать у основі хроматографічного розділення (Теорія методу)

Хроматографічне розділення речовин пов'язане з двома факторами: ефективністю колонки та селективністю нерухомої фази.

Ефективність колонки визначається розширенням піку першочергово стисненої смуги залежно від проходження її через колонку. Розширення зони залежить від конструкції колонки і умов досліду і може бути кількісно описана за допомогою такого поняття, як висота, еквівалентна теоретичній тарілці (ВЕТТ). ВЕТТ представляє собою довжину колонки, необхідну для встановлення рівноваги між рухомою газовою фазою і нерухомою рідкою фазою.

Ефективність рідкої фази пов'язана із взаємодією розчинена речовина – розчинник і визначає відносне положення смуг розчиненої речовини на хроматограмі.

Селективність рідкої фази, або відносне утримування, являє собою відношення часу утримування компонентів (виправлені часи утримування).

Ефективність колонки

Ефективність колонки вимірюється числом теоретичних тарілок. Для порівняння ефективності колонок необхідно вказувати нерухому фазу, аналізовану речовину, температуру, швидкість газу-носія і величину проби.

У газовій хроматографії, так само як і у дистиляції, поняття тарілки є допоміжним.

Поняття тарілок корисне при порівнянні хроматографічних колонок, а також при підборі стандартних умов заповнення колонок.

Число теоретичних тарілок N легко визначаються за хроматограмою і за допомогою формули розрахунку:

, (5.10)

де: y – величина відрізку нульової лінії між двома дотичними;

х - відстань від точки вводу проби до максимуму піку (враховуючи "мертвий" об'єм).

Ефективність колонки залежить від багатьох факторів, більшість з яких оцінюють за їхнім впливом на величину N або на висоту, еквівалентну теоретичній тарілці (ВЕТТ). Остання пов'язана з N рівнянням

ВЕТТ = L/N , (5.11)

де: L – довжина хроматографічної колонки (звичайно у сантиметрах). Розрахунок ВЕТТ дозволяє проводити порівняння колонок різної довжини і є найбільш використовуваною мірою ефективності колонки.