1.2 Газовая хроматография как метод разделения веществ

Отличие метода газовой хроматографии от других хроматографических методов связано с тем, что в качестве подвижной фазы в ней используют газ. Применение газа в качестве подвижной фазы обусловливает такие преимущества метода, как быстрота проведения анализа, чёткость разделения, автоматизация. Анализируемая проба проходит через колонку в виде газа или паров. Этот метод пригоден для анализа любых типов проб воздуха окружающей среды при условии соответствующей их подготовки, а так же помимо газообразных проб возможен анализ жидких и твёрдых веществ. Их анализ возможен при нагревании, что необходимо для переведения веществ в газообразное состояние. Поэтому температура как рабочий параметр процесса играет в газовой хроматографии большую роль, чем в других хроматографических процессах.

Газовая хроматография – физико-химический метод разделения веществ, основанный на явлениях адсорбции и десорбции. Любая хроматографическая система в принципе должна состоять из двух несмешивающихся фаз - неподвижной и подвижной фазы, которая перемещается в некотором заданном направлении, обеспечивая массоперенос вещества. Анализируемая проба, растворяясь в подвижной фазе (газ), протекает через неподвижную фазу. Устанавливается равновесие компонентов анализируемой смесиме между двумя фазами, однако, обычное статическое равновесие является невозможным, так как движение подвижной фазы - носителя постоянно смещает это равновесие. Неподвижная фаза представлена в виде твердого вещества. При этом основным процессом, используемым для достижения равновесия, является адсорбция. Чтобы избежать потенциально отрицательных последствий конвективного перемешивания и обеспечить быстрый массообмен между двумя фазами, неподвижная фаза должна иметь довольнобольшую удельную поверхность, быть инертной (не влиять путем адсорбции на равновесие между подвижной и неподвижной фазами), выдерживать температурный диапозон колонки.

В зависимости от агрегатного состояния неподвижной фазы различают газо-адсорбционную хроматографию (неподвижная фаза – твёрдый адсорбент) и газо-жидкостную (неподвижная фаза – жидкость,нанесення на инертный носитель).

Основная задача хроматографического исследования – полное разделение веществ за короткое время. На эффективность разделения веществ влияют следующие факторы: подбор соответствующей неподвижной фазы колонки, ее длина и внутренний диаметр, химический состав и давление газа носителя, температурный режим термостата, детектора и испарителя, чувствительность детектора на определенные классы веществ. Время выхода веществ из колонки зависит от химического состава и строения веществ, температуры их кипения, молекулярного веса, а также параметров газохроматографической колонки. Меняя вышеописанные параметры, можно подбирать оптимальне условия эффективного разделения веществ.

1.3 Характеристика основных конструктивных узлов (блоков) газовых хроматографов

Хроматограф (от греч. χρώμα — цвет и γράφω — пишу) — прибор для разделения смеси веществ методом хроматографии. Классификация хроматографов: Обычно хроматографы делят на две большие группы - газовые и жидкостные, по типу используемого элемента. В газовых хроматографах элементом (газом-носителем) выступает газ (как правило, инертный, в основном используются водород, гелий, азот и аргон), в жидкостной хроматографии носителем является жидкость (как правило, органические растворители, вода и водные растворы используются в особых видах хроматографии, например, в гель-фильтрующей).

Далее на основе схемы газового хроматографа, мы перейдём к рассмотрению основных конструктивных узлов (блоков) газового хроматографа.

1. Баллон с газом носителем (азот)

2. Баллон с водородом

3. Баллон со сжатым воздухом,

4. Редукторы

5. Капиллярная газовая линия газа носителя

6. Капиллярная газовая линия водорода

7. Капиллярная газовая линия сжатого воздуха

8. Регуляторы рабочего давления газов

9. Манометры рабочего давления газов

10. Газовый блок хроматографа

11. Подающий капилляр водорода

12. Подающий капилляр сжатого воздуха

13. Подающий капилляр газа носителя

14. Блок автоматической регулировки температуры термостата

15. Нагревательный элемент термостата

16. Капиллярная колонка

17. Устройство ввода анализируемого материала в хроматограф