Блок-схема газового хроматографа

•	1–баллон с газом-
	носителем ;
•	2	– манометр;
•	3–дозатор-испаритель;
•	4 – колонка;
•	5	– детектор;
•	6	– термостат;
•	7-регистратор
	(самописец, компьютер)

Катарометр

•Это универсальный детектор; ранее широко применялся в газовой хро- матографии. В полость металлического блока помещается спираль из металла(Pt, W), обладающего высоким термическим сопротивлением.

•Через спираль проходит постоянный ток, и она нагревается. Если в ка- тарометр поступает только газ-носитель, происходит теплообмен меж- ду ним и спиралью и, следовательно, её температура остается посто- янной. При изменении состава газа меняется теплопроводность газа и соответственно температура спирали. Все это приводит к изменению сопротивления нити, которое измеряют с помощью моста Уитстона.

•В схеме – две идентичные камеры, в одну из которых поступает газо- вая смесь из колонки, а в другую–чистый газ-носитель из баллона. Ког- да через обе камеры проходит газ-носитель, детектор настраивают на нуль. При появлении в рабочей камере компонентов смеси наступает разбалансировка моста, и фиксирующее устройство регистрирует вы- ходную кривую. Чувствительность катарометра зависит от того, нас-

колько теплопроводность веществ отличается от теплопроводности газа-носителя. Наиболее выгоден как газ-носитель гелий.

Схема катарометра

Из колонки

Газ-носитель

R1 R2

R3

R4

Детектор электронного захвата (ЭЗ).

•Принцип действия этого детектора основан на том, что многие молекулы могут реагировать с электронами с образованием стабильных анионов. Этот детектор может быть использован

для обнаружения соединений, содержащих галогены, фосфор, серу, нитраты, свинец, кислород, но на большинство углеводо- родов он не реагирует. Он представляет собой ионизационную камеру,куда из хроматографической колонки поступает газ-но-

ситель (N2, He). В камере находятся два электрода и источник - излучения (63Ni, 3H, 226Ra, чаще - титановая фольга с адсорби- рованным тритием). Под действием радиоактивного излучения в камере происходит ионизация молекул газа-носителя, напри-

мер,N2+ = N2 ++ e¯ и образуются медленные электроны. Эти электроны перемещаются к аноду, вследствие чего возникает ток. При попадании в детектор молекул анализируемых ве- ществ медленные электроны захватываются ими, при этом ток детектора уменьшается.

Схема детектора электронного захвата

				3												•	1	- ввод газа;
4																•	2	- источник
																	излучения;
																•	3	- вывод в
2													5				атмосферу;
																•	4,5 - электроды

1

Пламенно-ионизационный детектор

•В нем газ, выходящий из колонки, смешивается с водородом и поступает в форсунку горелки, где образуются ионизированные частицы. Последние заполняют межэлектродное пространство детектора, вследствие чего электросопротивление пламени уменьшается, а ток резко усиливается. С помощью ПИД можно определять только соединения, которые ионизируются в пламе- ни, т.е. углеродсодержащие соединения с С – С и С – Н – связя- ми..Стабильность и чувствительность ПИД зависит от подходя- щего выбора скорости потока всех используемых газов, а пос- кольку он имеет широкую область линейного отклика, то приго- ден для определения следовых количеств веществ. Пламенно- ионизационные детекторы позволяют обнаруживать до 10 г. Однако, высокая чувствительность ПИД проявляется только к органическим соединениям, а к неорганическим – резко падает.

Атомно-эмиссионный детектор

•Этот детектор пока еще встречается довольно редко: попытки подклю- чения атомно-эмиссионного спектрометра к газовому хроматографу долгое время не давали результатов.

•Принцип работы детектора состоит в том, что после распыления образца атомы в нем возбуждаются до более высокого энергетичес-кого уровня, а затем, возвращаясь в исходное состояние, излучают свет с характеристичными длинами волн.

•Для возбуждения атомов используется плазма, индуцированная микро- волновым излучением. В состав спектральной схемы детектора входит дифракционная решетка. Регистрация аналитического сигнала проис- ходит на компьютере.

•Атомно-эмиссионным детектором НР5921А может быть обнаружено более 40 элементов, в том числе различные изотопы углерода, водо- рода, кислорода и азота. Детектор селективен: при настройке его на определенную длину волны определению не мешают 1000 – 10000- кратные избытки других элементов.

•Практические трудности состоят в том, что для создания плазмы дол- жен использоваться очень чистый гелий (он же – и газ-носитель): сте- пень его чистоты не ниже 99,9999 %.

Пламенно-фотометрический детектор

•Измеряет интенсивность излучения веществ в водородном пла- мени (т.е. работает по принципу пламенно-эмиссионного фото- метра). При сгорании веществ образующиеся атомы возбужда- ются, а при возвращении в исходное состояние испускают ха- рактеристичное излучение. Оптические фильтры, используе-мые в детекторе (обычно–интерференционные) выделяют спек- тральные линии, характерные для определенных соединений.

•Детектор наиболее чувствителен к фосфорсодержащим и серо- содержащим веществам (длины волн соответственно 526 и 394 нм). Излучение принимается и усиливается фотоумножителем.

Измерительная схема детектора позволяет поддерживать ли- нейность отклика в диапазоне 103 для соединений серы и 104 – для фосфора при пределах обнаружения 20 и 0,9 пкг, соответ- ственно. Не мешают 10000-кратные избытки других соединений.

•Наиболее важными параметрами, влияющими на стабильность работы детектора и его чувствительность, являются соотноше-ние водорода с воздухом (или кислородом) и температура го-ловки детектора.

Масс-селективный детектор

•Масс-селективный детектор для ГЖХимеет ряд преимуществ по сравнению с другими видами детекторов. Он позволяет не только идентифицировать исследуемое соединение по времени удерживания на хроматографической колонке, но и сравнивать его масс-спектр с масс-спектром эталонного образца. Кроме того, при отсутствии стандарта данный метод позволяет иден-тифицировать соединение путем сравнения спектров исследуе-мого соединения со спектрами, имеющимися в библиотеке дан-ных, так как параметры масс-спектра в меньшей степени зави-сят от вторичных факторов, чем время удерживания (последний параметр может зависеть даже от времени эксплуатации колон-ки, поэтому стандарт в данном случае необходим).Следует от-

метить, что при помощи ГЖХ с масс-селективным детектором можно работать и с ранее неизвестными соединениями. В этом случае по данным хромато-масс-спектрометрии можно анали-зировать сложные реакционные смеси, где находятся продукты неизвестной этиологии.Кроме того, при исследовании образцов, где трудно представить примерный состав анализируемой пробы, данный метод будет незаменимым.

Особенности детекторов

Детектор	Предел обнаружения
По теплопроводности газа	4∙10­8г∙см­3

Пламенно-ионизационный 5∙10­12г∙с­1

Электронно- захватный 5∙10­14г∙с­1

Пламенно-термоионный	4∙10­13г∙с­1
Пламенно-	3∙10-13-2∙10-11	г∙с­1
фотометрический
Атомно-эмиссионный	1∙10-13-2∙10-11	г∙с­1
Масс- спектрометрический	10-11 - 10-9 г∙с­1

Анализируемые соединения

Вещества, отличающиеся по теплопроводности от газа- носителя

Вещества, ионизирующие в водо- родном пламени

Вещества, способные к захвату электронов(не дает отклик для алифатических углеводородов и нафтенов)

Гетеросоединения, содержащие атомы азота и фосфора

Соединения, содержащие атомы серы и фосфора

Соединения, содержащие атомы N, H, P, S, C, Si, Br, Cl, D, F,O

Органические соединения