ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сигнал ячейки для измерения теплопроводности в хроматографии газов Шмаух, Р. А. Динерстайн (пер. М. И. Яновский, ред. Е. П. Фесенко) из "Успехи и достижения газовой хроматографии" Распределительная хроматография парообразной фазы представляет собой ценную методику анализа смесей углеводородов или других летучих материалов [1—3]. Обычно применяются два детектора один — основанный на измерении плотности пара мост [1], и другой—прибор, основанный на принципе теплопроводности 12]. Описано также применение для этой цели инфракрасного детектора с определением двуокиси углерода [4], Прибор, основанный на измерении плотности паров, обладает превосходной чувствительностью, но сложен, тогда как прибор, основанный на теплопроводности, относительно прост, но несколько менее чувствителен. Описываемый здесь пламенный детектор обладает высокой чувствительностью и в простой форме может быть легко изготовлен в любой мастерской. Он также пригоден для использования в высокотемпературной хроматографии парообразной фазы, так как его стабильность можно поддерживать до температуры 300°. Пламенный детектор нрименяется с водородом или газовой смесью, содержащей водород, в качестве газа-носителя. [c.149] Полная схема прибора показана на рис. 1. и-образная распределительная колонка длиной 120 см термостатируется паром растворителя, кипящего при надлежащей температуре. В пипетку, служащую для введения пробы, показанную на рис. 1, вводят 1,5—2 мг пробы. Метод введения пробы основан на использовании эффекта поверхностного натяжения при погружении кончика капилляра в жидкость. Пипетку опускают в трубку и пробку С устанавливают на место, а кран В открывают. Пипетка попадает на материал, заполняющий колонку, и ее содержимое вносится в колонку онять-таки под действием эффекта поверхностного натяжения. Затем пипетку поднимают в А нри помощи магнита на отрезок железной проволоки, прикрепленной к капилляру. Кран В закрывают и пипетку вынимают. [c.150] Термопара в детекторе может изготовляться из платины и сплава платины с 14% родия или из железа и константана. Последний тип, хотя и применяемый за пределами своего обычного практического интервала, оказался наиболее эффективным он, по-видимому, дает самую высокую суммарную чувствительность и наиболее стабильный нуль. Применяемые термопары изготовлены из железной и константановой проволок стандартного калибра 32 (диаметром 0,274 мм), спаянных серебряно-бронзовым сплавом, плавящимся при 875°, причем па соединении оставляется шарик сплава около 1,5 мм в диаметре. Металлический шарик увеличивает термическую инерцию пары, и в результате достигается большая стабильность нуля. Горелка изготовлена из капиллярной трубки из стекла пирекс диаметр ее около 0,2 мм. Если требуются количественные результаты, ее следует прочно прикреплять к футляру детектора. По той н е самой причине термопара должна быть жестко укреплена, так как расстояние между горелкой и термопарой влияет на чувствительность детектора. [c.150] Линии I — подача водорода из реометра II — пар растворителя из кипятильника III — к конденсатору. [c.150] Водород или смесь водорода и азота из источника, находящегося под постоянным давлением, поступает с требуемой скоростью и воспламеняется в горелке. По прошествии нескольких минут, требующихся для достижения равновесия, включается аккумулятор потенциометра и гальванометр устанавливается на нуль при помощи сопротивлений и (рис. 2). [c.151] Затем при помощи сопротивления устанавливается нужная чувствительность, проба вводится в колонку и записывается хроматограмма. Часть типичной хроматограммы, полученной для смеси к-нентана, циклопентана, бензола, циклогексана, к-гептана, метилциклогексана, толуола и к-октана, показана на рис. 3. [c.151] В большинстве опытов, описанных в настоящей статье, использовали смесь 75% водорода и 25% азота, так как она дает наиболее высокую эффективность колонки. [c.153] Результаты показывают, что количественные величины могут быть получены из хроматограммы путем установления отношения площадей йндивидуальных пиков к общей площади полученных пиков (табл. 2). Результаты, полученные для искусственных смесей, приблизительно только на 2% отличаются от истинных величин, но эта раз-ница не является просто следствием экспериментальной ошибки. В табл. 3 приведены полученные величины с внесенными в них поправками на различные теплоты сгорания исследуемых веществ. Эти поправки оказались эффективными для веществ со значительно различающимися теплотами сгорания, например для гексана и тиофена. Однако они не позволяют получить для углеводородов результаты намного ближе к действительным величинам, так как значения теплотворной способности углеводородов на грамм мало отличаются друг от друга. [c.154] Описание аппаратуры для серийных анализов. Схема прибора приведена на рис. 7. Он изготовлен целиком из латуни, за исключением самой трубки колонки, и все соединения выполнены при помощи припоя с высокой точкой плавления. Рубашка для детектора колонки и кипятильника состоит из отрезка латунной трубки диаметром 75 см, привинченной болтами к фланцу, несущему кожух детектора. Распределительная колонка состоит из медной и-образной трубки длиной 15 см с наружным диаметром 6 мм, один конец которой присоединен к основанию кожуха детектора при помощи латунного соединения. Другой конец колонки входит в другое латунное соединение, припаянное к фланцу. Это устройство дает возможность легко снимать и вновь набивать колонку, если это требуется. [c.154] Система инжектирования, сходная с той, которая применяется при простом детекторе, присоединена к колонке соединением латунь-стекло. [c.154] Д — бензол О — к-пентан х — к-геп-тан. [c.154] Внутрь этой медной обоймы виаяна горелка из стекла нирекс. Эта горелка имеет отверстие около 0,2 мм и припаяна к медной обойме при помощи хлористого серебра. [c.155] Принцип действия этого прибора тот же, что и простого детектора, за исключением того, что газ воспламеняется искрой от магнето. Искра проходит между термопарой и вспомогательным электродом. Электрод присоединен к основанию нижнего латунного цилиндра. Ток воздуха контролируется отдельным клапаном и регулируется так, что кислород для сжигания присутствует в избытке (50—100%). Прибор может работать при температурах до 300° типичные хроматограммы, получаемые при помощи этой аппаратуры, показаны на рис. 8 и 9. [c.156] Колонка 6. Длина 120 сл1. Заполнение целит с 20 % апьезона-Ь. Скорость потока водорода 50 л1л/л1ин. Скорость движения ленты 12,7 л ж/л ии. Скорость потока воздуха 500 мл1мин. Высота термопары 3,5 лж. Температура 290. Объем пробы 2,5 мкл. [c.156] Чувствительность. Чувствительность прибора определялась тем же методом, что для простого детектора. Ниже приведены условия работы. [c.156] Прибор был отрегулирован так, что дрейф нуля был меньше 1% полного отклонения шкалы, и было найдено, что 1,1 микрограмма бензола дает высоту пика в 2% от показаний полной шкалы. Эта величина, равная 1,1 микрограмма, при максимальной чувствительности прибора эквивалентна средней концентрации в 0,05 микрограмма бензола на 1 мл газа-носителя. [c.157] Количественный сигнал при 78°. Количественный сигнал определяли анализом пяти искусственных смесей, состав которых (в % вес.) приведен ниже. [c.157] Смеси 1 и 2 предназначены для того, чтобы показать количественный сигнал прибора для соединений различных классов, нрисутствуюш их в различных концентрациях смеси 3 и 4 — поведение прибора для различных классов углеводородов при различных концентрациях смесь 5 — применение детектора для определения следов углеводородов в почти чистом соединении. Смеси 1, 2, 3 и 4 хроматографировались по 2 раза (с повторными анализами) с применением тех н е условий работы колонки, что и при определении чувствительности. [c.157] Вернуться к основной статье