Материал: Шаповалова-ХромМетодыАнализа

В качестве носителя неподвижной фазы используют адсорбенты с поверхностью 0,5-3,0 м2/г и с размером пор (0,5-1,5)10-3 мм. Наиболее часто используют диатомитовые носители, стеклянные шарики, силикагель и политетрафторэтилен.

Неподвижные фазы должны быть химически и термически стабильны, смачивать носитель и наноситься на его поверхность равномерной пленкой. Известно более тысячи неподвижных жидких фаз, достаточно часто используется около 100. По химическому составу неподвижные фазы делят на следующие классы:

Углеводороды (предельные углеводороды, смеси предельных и непредельных углеводородов, ароматические углеводороды) Примеры: сквалан, парафиновое масло, апиезоновые смазки, алкилнафталины, полифениловый эфир Силоксаны с радикалами различной полярности (неполярными, среднеполярными и полярными)

Примеры: метилсилоксан, метилфенилсилоксан, нитрилсилоксан, полиэфирсиликоны

Эфиры простые и сложные, полиэфиры , полигликоли Фталаты и фосфаты

Выбор неподвижной фазы зависит от полярности разделяемых соединений и от их способности образовывать водородные связи. Для разделения полярных сорбатов необходимы полярные неподвижные фазы,

неполярных – неполярные. Понятие полярности объединяет свойства,

обуславливающие селективность за счет физического взаимодействия молекул с функциональными группами. Учитывается сумма неразрывно связанных взаимодействий, например, взаимная ориентация диполей, индуктивные и дисперсионные силы, образование водородных мостиков.

Полярность рассчитывают как сумму этих взаимодействий, вклад которых оценивается по разнице индексов удерживания стандартных

31

веществ на наименее полярной фазе (сквалан, I=0) и наиболее полярной (β,β’-оксидипропионитрил, I=100). Например, по системе Роршнайдера:

P = (X + Y + Z + U + S)/5 (11), где

X= ∆Iбензол – индукционные взаимодействия,

Y= ∆Iбутанол - протон-донорные и протон-акцепторные взаимодействия,

Z= ∆Iнитропропан – диполь-дипольные взаимодействия,

U = ∆Iпентанон-2 - диполь-дипольные взаимодействия,

S= ∆Iпиридин – протон-акцепторные взаимодействия.

Вгазо-жидкостной хроматографии разница в удерживании определяется и неспецифическими, и специфическими взаимодействиями. Неполярные соединения обычно разделяются в соответствии с температурами их кипения. В случае неполярной неподвижной фазы полярные соединения удерживаются существенно меньше, чем неполярные, кипящие при той же температуре. Удерживание полярных соединений увеличивается по мере роста полярности неподвижной фазы, и, наоборот, время удерживания соединений возрастает с уменьшением полярности неподвижной фазы.

Втабл. 7 приведены неподвижные фазы, применяемые для разделения соединений различных классов.

Применение для решения экологических задач. Метод применяется для определения широкого круга соединений в атмосферном воздухе и воздухе жилых и производственных помещений, различных водах и почве. Наиболее важными классами определяемых соединений являются

32

Таблица 7. Неподвижные фазы, применяемые для разделения соединений различных классов

нефтепродукты, диоксины, полихлоринованные бифенилы, амины, хлорированные углеводороды, металлорганические соединения, полициклические ароматические углеводороды и пестициды.

Выбор как неподвижной фазы, так и детектора, определяется природой вещества. На рис. 8 показано разделение смеси летучих фенолов методом газо-жидкостной хроматографии.

33

Рис. 8. Разделение фенолов методом газо-жидкостной хроматографии: 1- фенол, 2–о-крезол, 3– м-крезол, 4-п-крезол, 5-о-этилфенол, 6-м-этил фенол, 7-п-этилфенол, 8-2,6-диэтилфенол, 9-2,4+2,6-диметилфенол, 10-2,3+3,5-

диметилфенол, 11-3,4-диметилфенол

Неподвижная фаза: карбопак G+0,1% SP-1000; температура колонки 2250С

2.3. Капиллярная газовая хроматография

Широкое многообразие используемых жидких неподвижных фаз определяет успех разделения большого количества соединений различной природы. Однако одно лишь изменение природы неподвижной фазы и связанное с этим изменение ее растворяющей способности не может обеспечить успех разделения во всех случаях. При разделении сложных смесей компонентов с близкими химическими и физическими свойствами и смесей, состоящих из большого числа разнообразных веществ, на первый план выдвигаются повышенные требования к качеству работы хроматографической колонки. Этим требованиям отвечают капиллярные

34

колонки без носителя, когда пленка неподвижной фазы наносится на внутреннюю поверхность капилляра. Этот тип колонок, предложенный Голеем в 1957 году, обеспечивает значительно большую эффективность разделения по сравнению с обычными насадочными колонками. Математическое описание процесса миграции конечной по протяженности зоны вещества в бесконечно длинной трубке базируется на следующих положениях:

–реализуется ламинарное течение газа-носителя;

–неподвижная фаза фиксирована на внутренней стенке капилляра в виде гомогенной жидкой пленки;

–распределение скоростей в потоке вязкой среды в трубке круглого сечения имеет параболический характер;

–у оси потока скорость максимальна, а непосредственно вблизи стенок скорость перемещения среды равна нулю.

Движение газа-носителя в колонках без наполнителя сопровождается значительно меньшими энергетическими потерями, чем в заполненных пористым материалом трубках с той же величиной свободного сечения. Отсутствие заполнения позволяет улучшить на два и более порядка эффективность колонки.

Для приготовления капиллярных колонок используют стеклянные, кварцевые или металлические трубки, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

–капилляр должен иметь нужную длину и постоянный диаметр по всей длине, причем эти параметры не должны изменяться под действием температуры и давления;

–внутренняя поверхность капилляра должна быть химически однородной, на ней не должно быть больших трещин и пор;

–поверхность должна адсорбировать сорбаты, жидкие неподвижные фазы и газ-носитель в минимальной степени;

35