Рекомендації щодо роботи з катарометрами
1. Перш ніж увімкнути струм, треба переконатися, що газ-носій проходить через детектор. В іншому випадку детектор може вийти з ладу.
2. Перед зміною колонки, прокладки в місці введення проби або перед будь-яким з'єднанням газової лінії з атмосферою потрібно вимкнути струм, інакше повітря, що проникло в систему, може окислити нагріті металеві нитки і вивести їх з ладу.
3. Сильні перешкоди, дрейф нульової лінії чи неможливість збалансувати міст можуть бути викликані корозією ниток. Якщо нитки сильно прокородували, їх слід замінити. При різко зростаючому дрейфі нульової лінії необхідно вимкнути струм та перевірити систему на герметичність. Повітря може також дифундувати в систему при надмірному тиску газу-носія. Якщо електричний струм вимкнений відразу після початку дрейфу нульової лінії і герметичність системи налагоджена, нитки, що раніше використовувалися, можуть бути з успіхом застосовані для подальшої роботи.
4. Сильні шуми та дрейф нульової лінії можуть викликатися конденсацією на нитки висококиплячих компонентів. У цьому випадку слід охолодити до кімнатної температури блок детектора, від'єднати колонку, поставити гумову прокладку для введення проб і гайку на вхід детектора, потім ввести бензол або толуол у кількості, достатній для заповнення каналів, і залишити на ніч. Гарним розчинником для силіконових полімерів є гарячий ксилол.
5. Агресивні речовини: НС1, хлор, фтор, алкілгалогеніди, фторорганічні сполуки швидко виводять стандартні нитки з ладу. При роботі з ними слід використовувати блок детектора з нікелю та нитки, покриті тефлоном. Однак при цьому чутливість зменшується у 2-3 рази.
6. Внаслідок високої чутливості катарометрів дошвидкості газу-носія для підтримки її сталості потрібні двоступінчасті регулятори тиску. Якщо використовують катарометр при поділі з програмуванням температури, необхідно застосовувати диференціальний регулятор витрати, так як при підвищенні температури газ-носій розширюється. Для забезпечення стабільності нульової лінії під час програмування температури потрібні балони із високим тиском газу.
Висновок. Детектор не руйнує проби, стабільний, середньої чутливості, недорогий, простий у користуванні. Потребує хорошого регулювання температури та швидкості газового потоку.
II. ПІД (Полуменно - іонізаційний детектор)
Принцип дії: газ, що виходить з колонки, змішується з воднем і спалюється в атмосфері повітря або кисню. Іони і електрони, що утворилися в полум'ї, потрапляють у міжелектродний простір, зменшують його опір, у результаті зовнішнього ланцюга виникає струм. Спочатку припускали, що механізм утворення заряджених частинок заснований на термічній іонізації. Нещодавно отримані дані показують, що внесок термічної іонізації несуттєвий. ПІД чутливий фактично до всіх сполук, за винятком перерахованих: Не, О2, SO2, CO, SiF4, Ar, N2, NO, CO2, Кг, CS2, N2O, H2O, Ne, COS, NO2, SiCl4) Xe, H2S, NH3 , SiHCl3.
Нечутливість до повітря та води робить ПІД особливо придатним для санітарно-хімічного аналізу. Через відсутність «піку розчинника» сірковуглець може бути використаний як розчинник при роботі з ПІД. Точний кількісний аналіз роблять тільки при використанні поправочних коефіцієнтів чутливості, що враховують специфічність кожного компонента.
Робота ПІД залежить від правильного вибору швидкостей газів. Необхідно, щоб співвідношення швидкостіпотоків повітря, газу-носія та повітря становило 1 : 1 : 10. Так, якщо швидкість газу-носія 30 мл/хв, то швидкість потоку водню повинна дорівнювати 30 мл/хв, а повітря 300 мл/хв. Не слід перевищувати верхню межу швидкості газу-носія; в іншому випадку висока швидкість газу, що спалюється (газ-носій + водень) може викликати коливання полум'я пальника, що призводить або до биття нульової лінії, або до повного погашення полум'я. Максимальна швидкість газу-носія для колонки із зовнішнім діаметром 3 мм дорівнює 30 мл/хв, а для колонки з діаметром 6 мм вона становить 80 мл/хв. При вищих швидкостях необхідно використовувати пальники з ширшими соплами для зменшення лінійної швидкості газу-носія у пальнику. Для певних умов експерименту чутливість ПІД поі-пропану дорівнює 30 мкА/(мг/с). Рівень шумів 5-10-8 мкА. Розділивши подвоєну величину рівня шуму на чутливість ПІД, отримаємо:
Це типова величина для мінімальної кількості, що детектується за допомогою ПІД, причому
10 -12 -10 -11 -нормальний діапазон значень нижньої межі детектування.
Часто мінімально детектується кількість дається в одиницях швидкості масового потоку, а чи не маси. Величини, наведені в одиницях швидкості масового потоку, можуть бути переведені в одиниці маси множенням на ширину піку (у секундах) по нульовій лінії. ПІД має найширший лінійний діапазон у порівнянні з іншими детекторами. Він знаходиться між 106 і 107. Поєднання високої чутливості та широкого лінійного діапазону зумовило застосування ПІД для аналізу мікродомішок.
Висновок. Детектор — середньої вартості, потрібний регулятор потоку для Н2 та повітря, характеризується середньою стабільністю та високою лінійністю, руйнує пробу
III.ЕЗД є дуже перспективним детектором для санітарно-хімічного аналізу.
Принцип роботи: радіоактивний β-випромінювач з низькою енергією, зазвичай тритій, поміщається у простір між електродами, що створюють слабке електричне поле (напруга 10-20 вольт). Між електродами виникає струм, зумовлений електронною провідністю. При попаданні в простір між електродами атомів або молекул з великою спорідненістю з електроном (галоїди, металорганічні сполуки) відбувається захоплення електронів і різке зниження струму. Зменшення останнього і є мірою кількості та спорідненості до електрона для даної речовини. ЕЗД є надзвичайно чутливим до певних сполук, таким, як алкілгалогеніди, сполучені карбоніли, нітрили, нітрати та металорганічні сполуки, однак він не чутливий до вуглеводнів, спиртів, кетонів тощо. Селективна чутливість до галогенвмісних сполук зумовила вузьку сферу.
Останні дослідження показали, що деякі пестициди можуть бути визначені у субпікограмових кількостях (10
Висновок. Детектор недорогий і простий за конструкцією, легко забруднюється і так само легко очищається, чутливий до води, тому газ-носій слід осушувати. Можна застосовувати як джерело постійного струму, так і пульсуючої напруги. У детекторі знаходиться тритієве джерело (Н 3 ) з активністю 250 мкюрі
IV. ФД (Фосфорний детектор)
Фосфорний детектор складається із звичайного полум'яно-іонізаційного детектора і невеликого стрижня із солі лужного металу, що поміщається на кінець кварцового пальника. При забезпеченні точного регулювання швидкості водню і повітря цей детектор може бути дуже чутливим до фосфоровмісних сполук і повністюнечутливим до інших органічних речовин. Чутливість цього детектора до фосфору у 7000 разів вища, ніж чутливість ПІД.
Висновок. Прилад має помірну вартість (потрібний регулятор витрати для водню та повітря), селективний та високочутливий, руйнує пробу, стабільність середня, лінійність висока.
Примітка. Строго кажучи, ФД не має абсолютної селективної чутливості по відношенню до фосфоровмісних сполук. Велика чутливість до останніх спостерігається лише за суворо певних умов експерименту: швидкості водню, конструкції детектора При зміні цих параметрів детектор може мати підвищену і селективну чутливість і до галоген-, і азотовмісних сполук
V. Гелієвий детектор.
Як газ-носій використовується гелій, а потенціал, прикладений до електродів, дорівнює 400 В. Поєднання тритієвого джерела і високого градієнта напруги (400 В/см) призводить гелій в метастабільний стан з потенціалом іонізації 19,8 еВ.
Всі речовини, для яких цей потенціал іонізації менший, іонізуватимуться, даючи позитивний сигнал.
Висновок. Висока чутливість детектора вимагає застосування дуже чистої системи, вільної від водної пари, без винесення фази з колонки і без зворотної дифузії повітря. Все це значно збільшує вартість детектора, який може бути використаний лише з колонками, заповненими паропаком чи іншими твердими сорбентами.
Поряд із вищерозглянутими детекторами, особливо важливими для санітарно-хімічного аналізу, великий інтерес становлять такі детектори, як за щільністю (ДП), перерізом іонізації (ДСІ), мікрокулонометричний (МКУД), двополум'яний термоіонний (ДПТ-Д), полум'яно-фотометричний ( ПФМ-Д),електропровідності (ДЕ), мікрокондуктометричний (МКО-Д), ультразвуковий (УЗВ-Д).
В даний час ці детектори починають набувати все більшого поширення при аналізі галоген-, сірку, фосфор-і азотовмісних сполук, присутніх у малих концентраціях у різних сумішах.
Таблиця 8.
Характеристики детекторів.
| Датчик | Катарометр | ПІД | ЕЗД | ФД | ДД |
| Мінімальна кількість, що детектується | 2-5 мкг (100 мільйонних часток в 35 мкл Ж або 100 мільйонних часток в 5 мл газу. | 10 -12 -10 -11 г/с | 0,0000001мкг | 0,00001мкг | 10-12 або 10 мільярдних часток у пробі об'ємом 3 мл |
| Чутливість | До всіх речовин, крім газу – носія. | До органічних сполук нечутливий до постійних газів у воді. | Змінна | До фосфоросодержавних сполук | До всіх з'єднань |
| Лінійний діапазон | 10 6 -10 7 | 10 4 | |||
| Стабільність свідчень | Гарна | Середня | Середня | Середня | Погана: чутливий до коливань температури та газового потоку. |
| Газ-носій | Гелій, водень, азот. | Азот чи гелій | N2або Ar+10%СН4 (для джерел з пульсуючим напругою). | Азот чи гелій | Надчистий та сухий гелій. |
| Максимальна робоча температура | 450 0 С | 400 0 С | 225 0 С | 300 0 С | 225 0 С |
Кількісний аналіз.
Величини утримування.
Об'єм газу-носія, необхідний для елюювання компонентахроматографічної колонки, називаєтьсяоб'ємом, що утримується.При постійному тиску швидкість потоку постійна і тому говорять про час утримування. Ці два параметри - обсяг і час - є характеристикою речовини та стаціонарної фази, а отже, можуть бути використані для ідентифікації речовини. При цьому температура колонки має бути постійною. Ідентифікація заснована на порівнянні часу утримання невідомого компонента та відомої речовини, проаналізованої в тих самих умовах. Однак різні за будовою речовини можуть мати однаковий або дуже близький час утримання. У разі залучаються інші фізико-хімічні методи: ІКС, ЯМР тощо.
Об'єм, що вимірюється від моменту введення проби до моменту появи максимуму піку, називається невиправленим утримуваним обсягом. Ця величина не може бути зіставлена з аналогічними величинами, отриманими на інших колонках, а тому не застосовується в хроматографії як характеристичну величину. Вона залежить від довжини та діаметра колонки, виду та кількості стаціонарної фази, температури колонки, типу газу-носія, мертвого обсягу приладу та перепаду тиску. Якщо невиправлений утримуваний обсяг ввести поправку на мертвий об'єм приладу і вимірювати його від моменту появи піку повітря або передньої межі піку розчинника для іонізаційних детекторів до появи максимуму відповідного піку, ми отримаємо виправлений об'єм, що утримується. Цей параметр залежить від тих самих змінних, що й попередній. Якщо враховувати період тиску на колонці, отримаємо наведений об'єм, що утримується. Внаслідок залежності від ряду вищезгаданих параметрів хроматографічного процесу, він так само, як і попередній, не використовується. Більш надійною величиною є відношення утримуваногообсягу аналізованої речовини до об'єму речовини стандарту, що утримується, зване відносним утримуванням а. Вона залежить тільки від температури колонки та рідкої фази.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком гугл на сайті: