Содержание

Введение

Легкие газы

Водород и его изотопы и изомеры

Разделение изотопов

Углеводороды

Методы изучениях углеводородов

Смеси типа бензинов

Ароматические углеводороды

Кислородоседержащие соединения

Вода

Спирты

Альдегиды и кетоны

Азотосодержащие соединения

Серосодержащие соединения

Галогенсодержащие соединения

Фосфоросодержащие соединения

Другие соединения

Список используемой литературы

Введение

Выбор конкретных условий проведения хроматографического анализа определяется тремя основными факторами: составом анализируемой смеси; поставленной аналитической задачей и имеющейся аппаратурой. К настоящему времени опубликованы тысячи методик хроматографического анализа, тем не менее их число будет непрерывно расти, что обусловлено ростом числа аналитических задач и прогрессом в области разработки новых сорбентов, новых методических вариантов и новых детектирующих систем.

Практическая реализация методических и аппаратурных достижений хроматографии заключается в «привязке» их к конкретным объектам, т. е. к разработке новых методик. Во многих случаях целесообразна разработка нескольких альтернативных методов для анализа объектов определенного типа. Это может быть связано со следующими обстоятельствами:

Во-первых, при многоэтапном анализе сложного объекта (например, нефти), когда необходимы различные варианты анализа и различная аппаратура, целесообразна разработка альтернативных этапов, осуществляемых в зависимости от аппаратурных возможностей исследователя и требований к детальности анализа.

Во-вторых, в каждом конкретном случае следует учитывать экономические аспекты аналитического контроля производства, имея в виду стремление к использованию наиболее доступной и однотипной аппаратуры применительно к анализу группы объектов (например, с этой точки зрения должна рассматриваться целесообразность применения хромато-масс-спектрометрии, других гибридных методов, капиллярной хроматографии).

В-третьих, при выборе сорбентов следует отдать предпочтение тем, которые уже используют в данной лаборатории для анализа других объектов (это же относится к условиям работы колонки). Аналогично, при выборе нового сорбента для какой-либо конкретной цели следует предусмотреть возможность использования его для решения тех аналитических задач, которые могут быть поставлены перед лабораторией в будущем. Поэтому ниже будут рассмотрены лишь отдельные методики, представляющие.наибольший интерес.

Подробные сведения о применении газовой хроматографии для исследования различных объектов имеются в специальных монографиях. Это — применение газовой хроматографии для исследования газов и других неорганических веществ, вредных примесей в воздухе, нефти и продуктов ее переработки, коксохимических, пищевых продуктов, аминосоединений, органических кислот и аминокислот, летучих комплексов металлов, работы по использованию метода в биологии и медицине, химии древесины, химии полимеров, по анализу пестицидов.

Легкие газы

К легким газам в хроматографии обычно относят водород, азот, кислород, элементы нулевой группы периодической таблицы, а также метан, оксид и диоксид углерода. Определение состава смесей, включающих эти газы, необходимо при анализе атмосферы; нефтяных, болотных и рудничных газов; продуктов радиоактивного распада, производства редких газов и продуктов электролиза; газов, растворенных в металлах, в крови; газов, выдыхаемых человеком; многих смесей.

Для хроматографического разделения таких смесей необходимы сильные сорбенты типа активных углей, силикагелей, алюмогелей и молекулярных сит. Однако вследствие очень высокого давления пара и примерно одинаковых размеров молекул разделить некоторые пары веществ даже на колонке с молекулярным ситом удается лишь при весьма низких температурах. Кроме того, вследствие сорбции газа-носителя может происходить изменение свойств адсорбента по отношению к разделяемым веществам, и, таким образом, природа подвижной фазы оказывает влияние на селективность колонки и форму регистрируемых пиков.

Для анализа агрессивных газов (галогенов и их производных, оксидов азота, аммиака и его производных, соединений серы) используют более слабые адсорбенты (пористые полимеры, сажи, дезактивированные силикагели) или неподвижные жидкости.

В качестве детекторов для анализа легких газов обычно применяют катарометр.

Водород и его изотопы и изомеры

Вследствие высокой теплопроводности водорода его определение в смеси с другими газами целесообразно проводить на приборе с катарометром, используя в качестве газа-носителя азот или аргон. При пробе 1 см3 предел обнаружения водорода составляет 2-10~3%. Аналогичные результаты получаются на хроматографе с плотномером. Если задача заключается в определении водорода, например в промышленной смеси с газообразными углеводородами, то нет необходимости в детальном разделении компонентов: последовательный анализ равных объемов пробы и чистого водорода и сравнение высот получаемых водородных пиков позволяют быстро решить эту задачу.

Применение гелия в качестве газа-носителя сопряжено с трудностями, связанными с небольшим различием в теплопроводности водорода и гелия и нелинейной связью между теплопроводностью и составом их смесей (что вызывает регистрацию обратных и двойных пиков).

Газовая хроматография обеспечивает уникальные возможности определения изотопов и спиновых изомеров водорода. Так, для разделения Н2, HD и D2 могут быть использованы молекулярное сито 5А при температуре жидкого азота, активный оксид алюминия, адсорбент, содержащий оксид алюминия и Сг2О3 или оксид алюминия и Fe2O3. Газами-носителями служат гелий и неон.

Анализ водорода, дейтерия и трития проводят на низкотемпературных колонках с молекулярным ситом, а также на колонке с палладиевой чернью, нанесенной на асбест. Разделение смеси дейтероводорода и спиновых изомеров 'водорода и дейтерия осуществили Монке и Зафферт [232]. Они использовали стеклянную капиллярную колонку с внутренним диаметром 0,27 мм, обработанную водным раствором аммиака и кондиционированную при 170 °С в течение 70 ч. Длина колонки 80 м, температура разделения —196 °С, расход газа-носителя (неона) см3/мин, детектор — микрокатарометр.

Разделение изотопов

Ряд работ посвящен разделению изотопов других элементов: неона, азота, кислорода, криптона и ксенона.

Стоит немного сказать о трудноразделяемых парах. Применение молекулярных сит разрешило проблему разделения смеси кислорода и азота. Для разделения такой смеси достаточно иметь колонку длиной 1—2 м, термостатированную при комнатной или повышенной температуре. При использовании в качестве сорбента угля или силикагеля необходимо применять длинные колонки и работать при низких температурах. Разработана методика разделения смеси кислорода и азота на колонке с силиконовым маслом на хромосорбе, однако необходимая длина сорбционного слоя достигает в этом случае 15м. При —78 °С неподвижными фазами могут служить гептан и ацетон.