Газовая хроматография. Характеристика термоионного и электронозахватного детекторов. Пределы обнаружения. Специфичность. Селективность.

ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ

Несмотря на то, что метод газовой хроматографии был открыт только в 1952 году, теория процесса разделения смесей веществ этим методом на настоящее время разработана гораздо глубже, чем для других методов. Это объясняется прежде всего тем, что методы газовой хроматографии использовались в практике гораздо интенсивнее других.

Отличительной особенностью ГХот других методов хроматографических разделений является то, что используемая подвижная фаза должна обязательно находится в газообразном состоянии и выполнять роль газа-носителя, перемещающего разделяемые соединения по колонке. В качестве газов-носителей могут быть использованы индивидуальные газы, газообразные соединения или смеси газов и газообразных соединений.

Характерными особенностями газовой хроматографии являются:

• Высокая разделительная способность:по своим возможностям анализа многокомпонентных смесей ГХ не имеет конкурентов.Ни один другой метод не позволяет анализировать фракции нефти, состоящие из сотен компонентов, в течение одного часа.

• Универсальность:разделение и анализ самых различных смесей – от низкокипящих газов до смесей жидких и твердых веществ с температурой кипения до 500 ^оС и выше – характеризует универсальность метода. В нефтехимической и газовой промышленности 90−100 % всех анализов можно выполнять методом газовой хроматографии.

• Высокая чувствительность:высокая чувствительность метода обусловлена тем, что применяемые детектирующие системы позволяют надежно определять концентрации 10^-8 – 10^-9 мг/мл. Используя методы концентрирования и селективные детекторы, можно определять микропримеси с концентрациями до 10^-10 %.

• Экспрессность: экспрессность ГХ подчеркивается тем, что продолжительность разделения в большинстве случаев составляет 10−15 минут, иногда при разделении многокомпонентных смесей 1−1.5 часа. Однако за это время анализируется несколько десятков или сотен компонентов. В некоторых специальных случаях время разделения может быть меньше одной минуты.

• Легкость аппаратурного оформления:ГХ относительно дешевы, достаточно надежны, имеется возможность полной автоматизации процесса анализа.

• Малый размер пробы:ГХ по существу метод микроанализа, поскольку для анализа достаточно пробы в десятые доли мг.

• Высокая точность анализа:погрешность измерений ±5 % относительных легко достигается практически на любой газохроматографической аппаратуре. В специальных условиях достигается погрешность 0.001−0.002 % относительных. ±

Следует отметить и существующие ограничения метода газовой хроматографии:

• невозможность разделения и анализа смесей нелетучих соединений;

• осложнения при разделении и анализе термически нестабильных

соединений;

• невозможность разделения и анализа соединений, способных к диссоциации в анализируемых растворах (разделение ионов).

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ДЕТЕКТОРА. ПРЕДЕЛ ОБНАРУЖЕНИЯ.

Чувствительностьюдетектора обычно называют отношение величины выходногосигнала детектора к входномусигналу, который определяется количеством вещества, поступающего в детектор вместе с газом-носителем.

Другими словами – чувствительностьдетектора определяется как коэффициент преобразования детектором величины изменения физико-химического свойства чистого газа-носителяк такому же физико-химическому свойству бинарной смеси компонент – газ-носитель в регистрируемый сигнал.

СЕЛЕКТИВНОСТЬ ДЕТЕКТОРА

Селективностьдетектора определяют, как величину отношения чувствительности детектора для одного вещества А –А_Ак чувствительности детектора для другого вещества В - А_В:

Детектор считается селективным, если чувствительность детектора для двух веществ различается хотя бы на порядок.

Если значение S<10, такой детектор является неселективным или универсальным и используется, как правило, для обнаружения широкого круга соединений, присутствующих в смеси в соизмеримых количествах.

ТЕРМОИОННЫЙ ДЕТЕКТОР

Название “термоионный детектор” применяется в настоящее время для целого ряда детектирующих систем, в которых ионизационный ток возникает благодаря термически генерированным ионам.