Колоночная хроматография презентация

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 2. Колоночная хроматография 2.1. Газовая хроматография

Газовая хроматография Основные характеристики аппаратуры: - Эффективность 103-106 ТТ - Масса пробы 10-6-10-11 г - t0 анализа – от криогенной до 1350 0С - Давление в колонке – от вакуума до 2000 атм - Продолжительность определения – от секунд до часа - Число пиков на хроматограмме – 1-10000 - Предел обнаружения – до 10-10 %

Газовая хроматография Достоинства: - универсальность - экспрессность - высокая селективность - низкий предел обнаружения и возможность анализа микропроб - возможность автоматизации

Общее описание НФ - твердый адсорбент, суспензия адсорбента в жидкости или жидкость, наносимая на поверхность твердого носителя. ПФ - газ, протекающий через НФ (N2, H2, He, Ar, СО2, воздух) – - газ-носитель.

ПФ Требования к ПФ: - инертность по отношению к НФ и разделяемым веществам - низкая вязкость - обеспечение высокой чувствительности детектора - низкая стоимость - взрывобезопасность - высокая чистота

Классификация По природе НФ: газо-жидкостная газо-адсорбционная

Классификация По природе и свойствам ПФ: барохроматография парофазная сверхкритическая флюидная плотностная

Дозатор Требования: - воспроизводимость размера пробы - воспроизводимость условий ввода пробы - отсутствие каталитической активности - отсутствие сорбционной активности - простота конструкции - удобный в использовании

Дозатор Способ ввода пробы: - шприц - вращающаяся шайба и калиброванный объем - движущийся шток - для твердых проб: ампула из сплава Вуда, в ушке иглы.

Дозатор

Термостат Точность +0.05 0С Воздушное термостатирование с принудительной циркуляцией воздуха Воздушное термостатирование без принудительной циркуляции воздуха Контактное термостатирование по металлу

Аппаратура

Детектор Требования: - низкая инерционность - чувствительность - воспроизводимость сигнала - линейность зависимости сигнала от концентрации - непрерывность регистрации сигнала в процессе анализа

Детектор Классификация: Универсальные и селективные Дифференциальные и интегральные Деструктивные и недеструктивные

Дифференциальная и интегральная хроматограммы

Детекторы

Детекторы

Детекторы

Катарометр Ячейка проточная диффузионная полудиффузионная

Качественный анализ

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 2. Колоночная хроматография 2.1. Газовая хроматография 2.1.1. Газо-жидкостная хроматография

Хроматографические параметры Для анализа соединений с Мr < 500 ПО до 10-6 г вещества Разнообразие жидких НФ для выбора наиболее селективной НФ - термически стабильная ВМ-нелетучая жидкость (силиконовые масла, углеводородные смазки, смолы и ВМ-полиэфиры), нанесенная на инертное гранулированное твердое вещество

Нанесение жидкой НФ на носитель

НЖФ Требования к НЖФ: - хороший растворитель для анализируемой пробы - нелетучесть - химическая инертность - низкая вязкость - смачивать носитель, не смываться с него - максимальная разделительная способность

НЖФ Классифицируют по условной хроматографической полярности Роршнайдера-Мак-Рейнольдса (на основе ИУК) – разность ИУК на полярной и неполярной НЖФ характеризует структуру соединения. НЖФ характеризуется диапазоном рабочих температур. Количество НЖФ: полностью покрыть носитель, но – тонкий слой.

НЖФ Рабочая t0 Сквалан С30Н62 -(CH(CH3)-(CH2)3-)- 125 Апиезон смешанные УВ 300 Силикон (R=C6H5) 325 Карбовакс 20М HO-(-CH2-CH2-O-)n-H 210 ДЕ HO-CH2-(-CH2-O-C(O)-CH2-)n-CH2-OH 200

Носители НЖФ Требования к носителям НЖФ: - химическая инертность - отсутствие сорбции на ГРФ тв/г - механическая прочность - умеренная удельная поверхность - небольшой и одинаковый размер частиц - не реагировать на ↑ температуры - легкая смачиваемость жидкой фазой (силанизированный хромосорб, стеклянные гранулы и флуоропак)

Модификация носителей Для снижения сорбционной активности: - Промывка кислотами и щелочами - Обработка полярной жидкостью - Химическая дезактивация Снизить активность носителя – полимеризацией НЖФ на носителе.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ 2. Колоночная хроматография 2.1. Газовая хроматография 2.1.2. Газо-адсорбционная хроматография

ПФ и НФ Газ-носитель: He, Ar, H2, CO2, N2, воздух, H2O-пар, органические пары НФ: Al2O3, силикагели, синтетические цеолиты, активные угли, термическая сажа, пористые полимеры, неорганические соли, углеродные молекулярные сита, привитые сорбенты.

Требования к НФ в ГАХ селективность высокая сорбционная ёмкость отсутствие каталитической активности химическая инертность механическая прочность линейность изотермы сорбции доступность

Классификация сорбентов КЛАССИФИКАЦИЯ КИСЕЛЕВА: - неспецифические - на поверхности нет ионов и функциональных групп (угли, сажа, неполярные пористые полимеры); - с положительно заряженной поверхностью (силикагель, катионы молекулярных сит, катионы солей); - на поверхности - связи или группы атомов с сосредоточенной электронной плотностью (полярные пористые полимеры с нитрильными группами, привитыми сорбентами и т.д.).

Классификация сорбентов По геометрической структуре: - непористые адсорбенты (сажа, аэросил, соли) - однородно-макропористые (силикагель после гидротермальной обработки) - однородно-тонкопористые (цеолиты, углеродные молекулярные сита) - неоднородно-пористые (силикагели)

Недостатки сорбентов Модифицирование сорбентов

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Капиллярная газовая хроматография

ХАРАКТЕРИСТИКИ Для ↑ эффективности надо ↑ соотношение «длина/диаметр» Хроматографические колонки d = 0.01-1.0 мм l ≥ 50-100 м, до 1000 м Предназначены для разделения близких по свойствам веществ и многокомпонентных смесей. Эффективность N = n·105

ХАРАКТЕРИСТИКИ Требования к колонкам: - постоянный по всей длине диаметр; - однородная внутренняя поверхность; - инертный материал стенок колонки; - низкая адсорбционная способность материала колонки; - механическая прочность.

Особенности капиллярных колонок облегчается движение газа-носителя, не нужно высокое давление газа-носителя; отношение Vгаз/Vжид (Vпф/Vнф) в капиллярных колонках = 500-1000, в насадочных колонках = 30-50; удельная проницаемость капиллярных колонок в 100 раз превышает проницаемость насадочной колонки.

Нанесение НЖФ 2 способа: Динамический Статический Иммобилизация: Сшивка Прививка

Многомерная ГХ МГХ – это процесс, в котором проба проходит последовательно несколько стадий разделения, на каждой из которых: происходит разделение всей пробы или ее части, поступившей с предыдущей стадии, используемые колонки различаются по селективности и/или по емкости.

МГХ Для анализа смесей, содержащих компоненты в широком диапазоне концентраций, полярностей, летучестей; с различной каталитической и термической стабильностью; изомеры.