Фазы в газовой хроматографии

Подвижные фазы – это газы-носители. Наибольшее распространение получили водород, гелий и аргон. Основное требование к газам: они должны быть инертны к определяемым веществам и не должны неподвижно связываться неподвижной фазой. Неподвижные фазы представляют собой либо различные адсорбенты: уголь, полимеры различных неорганических материалов, которые работают по механизму адсорбции определяемых веществ на поверхности. В этом случае мы имеем дело с газо-адсорбционной газовой хроматографией.

Эти фазы очень просты и доступны. Существенным недостатком газо-адсорбционной хроматографии является невозможность работы при высоких температурах, а много определяемых веществ переходят в газовую фазу лишь при высоких температурах.

Второй тип фаз – жидкие неподвижные фазы. Это различные вещества, жидкие даже при обычной температуре, и тем более при повышенной, нанесенные на поверхность носителей. Носителями в данном случае служат, чаще всего, адсорбенты. Это различные природные карбонаты кальция, остатки водорослей, молотый кирпич, но наиболее распространены силикагель и полимеры, на поверхность которых наносится жидкая неподвижная фаза. Жидкая неподвижная фаза обычно представляет собой высококипящее органическое вещество, вязкое, малолетучее. Наиболее распространены среди этих веществ динанилфталат или высшие эфиры ортофталевой кислоты: динамил-, диоктил-, дидецилфталаты. Это жидкости, которые кипят при температуре 300–400⁰ С. Кроме этого, применяют полимерное вещество – полиэтиленгликоль (это жидкость) и различные селиконовые масла, например, полисилаксаны.

Еще применяют жидкие привитые неподвижные фазы. В отличие от фаз, нанесенных за счет просто адсорбции, привитые фазы выдерживают большие температуры. Они не испаряются и механически более устойчивы. А в случае фаз за счет адсорбции при продувании воздухом носитель может скапливаться, отделяться и оголяться, т.е. это нестойкая система. Привитые неподвижные фазы гораздо надежнее. Чаще всего их получают прививкой на селикагеле высших спиртов, т.е. на поверхность селикагеля по ОН-группам вводят высшие спирты (октиловый, дециловый, октодециловый). При этом получаются длинные радикалы, которые играют роль жидкой неподвижной фазы.

Выбор той или иной фазы зависит от природы разделяемых веществ и температуры, которая при их анализе должна поддерживаться. Главное отличие жидких неподвижных фаз от твердых заключается в том, что основным процессом является не их адсорбция на поверхности, а распределение вглубь, т.е. в объем этой фазы. Таким образом, разделяемые вещества, впрочем, как и газ-носитель, могут заходить вглубь неподвижной фазы. Неподвижные фазы всех типов помещаются в хроматографическую колонку длиной до 6 м и диаметром 3–4 мм. Колонка плотно заполняется газом-носителем и готова к работе.

Основная цель хроматограммы–получение количественных характеристик. Поскольку к онцентрация вещества пропорциональна площади пика, перед нами встает важная задача – опредение площади пика. Большинство приборов выдают хроматограммы на специальной бумаге. Рассмотрим несколько методов определения концентрации веществ по площади пиков.

Первый, наиболее распространенный способ определения площади пика - это метод h x V, т.е.произведение ½ ширины пика на высоту. В основе метода лежит допущение, что пик – это равнобедренный треугольник. Полученная ошибка - 2,6 % связана с этим допущением, т.к. пик имеет закругления. Этот метод является самым распространенным вариантом работы.

Существует еще метод планиметрии, в котором используется прибор планиметр. Им водят по линиям и получают площадь пика, но этот прибор неточен, ошибка составляет 4 %.

К огда нужна большая точность, применяется следующий метод: вырезают пик, взвешивают его, затем по удельному весу (по плотности) бумаги находят площадь пика. Средняя ошибка в данном случае составляет 1,7 %.

В последнее время применяются электронные системы, основанные на интегрировании, в которых детектор соединен с конденсатором, где накапливается заряд, и площадь оценивается с точностью до 0,5 % и даже ниже. Это более точный метод. На таких приборах получают хроматограммы с полной расшифровкой, на которой имеется номер пика, площадь пика, время удерживания и концентрация вещества.

Площадь пика известна, однако, это не концентрация. Для определения концентрации существуют два основных приема:

Поиск по сайту: