Газохроматографический анализ «летучих» ядов

Газовая хроматография — это хроматографическое разделение веществ в системе газ — твердое тело или газ — жидкость. Исп. для анализа газов и летучих соед-ний.

Осн. блок: аналитический блок (БА), включ. 3 узла: 1) блок инжектора (устройства для ввода пробы; сост. из уплотнителя, узла крепления колонок и термостата испарителя (И)), 2) термостат колонок (ТК), 3) блок детекторов (БД). Для поддержания необх-й температуры служит регулятор температуры колонок, испарителя и детектора (РТ). Блок питания детек торов (БПД) служит для подачи электр. сигнала на детектор. Для работы в режиме программирования температуры служит программатор температуры (ПТ). Газовые системы предст. блоком подготовки газов (БПГ). Газ-носитель обычно подается из баллона редуктором, кот. снижает это давление.

Получаемый сигнал с детектора передается на блок усилителя (У), откуда передается либо непоср-но на аналоговый цифровой преобр-ль (АЦП) и далее на компьютер (РС).

Детектор — устр-во, реаг. на изменение опред-х св-в смеси «разделяемый компонент + газ-носитель». Требования: чувств-ть, селект-ть; динамич-й диапазон. В газовых хромат-фах наиболее широко исп-ся такие детекторы:

ДТП (детектор по теплопроводности) — принцип: электрическое сопротивление проводников изм-ся в зав-ти от теплопроводности газов (а она при изменении состава газа).

ДЭЗ (детектор электронного захвата) в камере ДЭЗ есть источник радиоактивного излучения. Молекулы газа-носителя (азот, аргон и др.) иониз-ся с освоб-м электрона. Молекулы, в состав кот. входят атомы P, S, N, Hal, захв-т эти электроны. Образ-ся ионы менее подвижны и ток детектора уменьш-ся.

ПИД (пламенно-ионизационный) в камеру детектора подаются водород в смеси с газом-носителем и воздух для поддержания пламени. В пламени чистого водорода нет ионов и фоновый ток детектора миним-й. При поступлении в пламя анализ. в-в они иониз-ся, число ионов увелич-ся, и сила тока возр-т.

ТИД (термоионный) работа основана на ионизации в пламени водорода паров соли щелочного металла (н., CsBr) и ее увеличении при попадании в пламя фосфорорг-х и азотсод-х (н-р, акилнитриты) соед-й. Сила тока зависит от кол-ва ионов, образ-ся в пламени.

Пробоподготовка при определении летучих в-в.

• 1. Анализ равновесной парогазовой фазы (ПГФ). пробу помещают в стекл. флакон, прибавляют хим. агент — безводный Na2SO4 для удаления паров воды, фосфорновольфрамовую или трихлоруксусную кислоту (осажд. белков). Затем флакон плотно укуп-т пробкой с фиксатором и нагр-т на водяной бане при Т на 5−10°С выше Ткип выделяемого в-ва. После этого пробку прокал-т и отбирают пробу шприцем (1−2 см3) и вводят в испаритель хроматографа. Метод универсален, экспрессен и прост.
• 2. Твердофазная микроэкстракция. закл-ся в адсорбции летучих компонентов р-ра на сорбционном волокне, напыл-м на штоке газохром. шприца. По хим. структуре волокна чаще всего силиконы или полиэтиленгликоли. Данный вариант отлич-ся от анализа равновесной ПГФ: 1) высокой степенью конц-ния целевых компонентов пробы, 2) более высокой степенью очистки пробы. Однако треб-ся оборудование со спец. устр-вом для ввода пробы.
• 3. Динамическая газовая экстракция. Через пробу продувают газ-носитель, кот. «уносит» летучие компоненты из жидкой фазы. Эти компоненты конц-ся двумя методами: на сорбентах (см. выше), а также при исп-нии устр-ва криогенной фокусировки — охлаждение зоны ввода пробы в колонку при температуре жидкого азота. Метод исп-ся чаще всего при анализе микрокомпонентов при определении загрязнений питьевых и сточных вод.

Особен-ти газохром. определения «летучих» ядов.

Алифатические спирты — этанол и его суррогаты: в молекулах спиртов гидроксильная группа способ-т адсорбции на твердой фазе, поэтому пики спиртов асимметричны, что снижает точность их количеств. определения. Поэтому переводят их в алкилнитриты. Они явл-ся летучими в-вами уже при Ткомн. Для разделения алкилнитритов исп-ся малополярные НФ — сквалан, полиметилфенилсиликон, винилин и др. Детекторы — ДТП или ДИП. Колич. определение спиртов вып-ся методом внутр. стандарта — т. е. в-ва, кот. в известной конц-ции доб-ся к пробе и к стандартным градуировочным р-рам. Величиной, пропорц-й конц-ции опред. спирта, явл-ся отн-ние высот или площадей пика спирта к высоте или площади пика внутр. стандарта.

Этиленгликоль (ЭГ). Два варианта: 1) определение ЭГ в нативном виде — ГАХ, сорбент — полисорб-1, высокая температура колонки (150−180°С), детектор — ДИП. Исп-ся при анализе технических жидкостей. 2) получение более летучих и менее полярных производных — н., с алкилборными кислотами.

Хлорсодержащие органические вещества. Опр-ся в нативном виде, для разделения исп-т малополярные НФ — сквалан и др. Детектор — ДЭЗ, ДИП.

Уксусная кислота. Два варианта: 1) определение по нативному соединению в присутствии фосфорной кислоты; 2) определение в виде сложных эфиров (метил-, этилацетат).

Фенол, крезолы. Три варианта: 1) определение по нативным веществам с помощью силиконовых НЖФ или ПЭГ и их сложных эфиров; 2) в виде силильных производных (цель их получения — снижение адсорбции на твердой фазе и увеличение летучести фенолов); 3) получение бромпроизводных — для повышения чувствительности определения (детектор — ДЭЗ).

Формальдегид. Полимер-ся в детектир. системе, => опр-т в виде производных — восстан-ние до метанола (метана), получ. азометинов или гидразонов.