ХРОМАТОГРАФЫ
приборы или установки
для хроматографич. разделения и анализа смесей веществ (см. Хроматография).
Осн.
частями X. являются: система для ввода исследуемой смеси веществ (пробы);
хроматографич. колонка; детектирующее устройство (детектор); системы регистрации
и термостати-рования; для препаративных (в т. ч. производственных) X.,
кроме того, отборные приспособления и приёмники для разделённых компонентов.
В соответствии с агрегатным состоянием
используемой подвижной фазы существуют газовые и жидкостные X. В подавляющем
числе X. реализуется проявительный вариант хроматографии.
Принципиальная схема газового хроматографа:
1 - баллон с инертным газом; 2 - устройство для ввода пробы в хроматографическую
колонку; 3 - хроматографиче-екая колонка; 4 - термостат;
5 - детектор; 6 - преобразователь сигналов; 7 - регистратор.
В газовом X. (см. рис.) газ-носитель из
баллона через регуляторы расхода и давления непрерывно с постоянной или
переменной скоростью подаётся в хроматографич. колонку-трубку (диаметром
2-5 мм и дл. 1-10 м), заполненную сорбентом и помещённую
в термостат, позволяющий поддерживать заданную темп-ру (вплоть до 500 °С).
Ввод газообразной пробы (1-50 см3)
и
жидкой (неск. мкл) осуществляется либо вручную (газовым шприцем
или микрошприцем), либо автоматически - при помощи микродозаторов. В хроматографич.
колонке происходит разделение исходной многокомпонентной смеси на ряд бинарных
смесей, состоящих из газа-носителя и одного из анализируемых компонентов.
Бинарные смеси в определённой последовательности, зависящей от сорбируемости
компонентов, поступают в детектор. В результате происходящих в детекторе
процессов (изменения теплопроводности, ионизационного тока и др.) фиксируется
изменение концентрации выходящих компонентов; преобразованные в электрич.
сигнал, эти процессы записываются в виде выходной кривой.
Наиболее распространённые детекторы газовых
X. - термокондуктометрич. и ионизационные. Типичным примером первых является
детектор по теплопроводности (катарометр), в мостовую цепь к-рого включены
две ячейки для измерения теплопроводности; через них протекают потоки чистого
газа-носителя и бинарная смесь. Теплопроводность последней отличается от
теплопроводности чистого газаносителя; поэтому при прохождении бинарной
смеси через чувствительный элемент детектора - нагретую спираль с сопротивлением
10-80 ом -меняются темп-pa и сопротивление спирали в зависимости
от концентрации компонента. Такой детектор позволяет определять концентрации
веществ в пределах 10-1-10-2%.
Гл. частью ионизационных детекторов является
ионизационная камера, где происходит ионизация молекул, попадающих в неё
с потоком газа-носителя из хроматографич. колонки. Ионизацию исследуемых
веществ осуществляют в пламени водорода, метастабильными атомами аргона
или гелия, медленными электронами и т. д. Ионы под воздействием приложенного
напряжения перемещаются в ионизационной камере, что приводит к образованию
электрич. тока. Ионизационные детекторы позволяют определять концентрации
веществ в пределах 10-4-10-7%.
Термокондуктометрич. и ионизационные детекторы
характеризуются чувствительностью (минимально определяемая концентрация
вещества), селективностью (способность избирательно определять в смеси
отдельные компоненты), прямой зависимостью сигнала от концентрации.
В жидкостном X. в качестве детектирующего
устройства используют проточный рефрактометр, включаемый по дифференциальной
схеме, или детектор поглощения в ультрафиолетовой области. Подачу подвижной
фазы - растворителя осуществляют при помощи беспуль-сационных систем (давление
до 50 Мн/м2, или 500 кгс/см2), а ввод пробы
- микрошприцем или переключающимся краном. Длина хроматографич. колонки
в жидкостном X. не превышает 1 л. В целом детекторы жидкостных X. обладают
существенно меньшей чувствительностью (примерно на 2 порядка), чем детекторы
газовых X. Для точного измерения концентраций веществ детекторы калибруют
по смесям известного состава.
Достигаемые скорость и точность анализа
в X. во многом определяются правильным выбором рабочего режима детектора
и условий эксперимента (тип сорбента, темп-pa, скорость газа-носителя,
длина хроматографич. колонки и др.). Для ускорения анализа применяют программированное
во времени изменение темп-ры хроматографич. колонки или расхода газа-носителя.
Лит.: Приборы для хроматографии,
М., 1973; Бражников В.В., Дифференциальные детекторы для газовой хроматографии,
М., 1974. К. И. Сакодынский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я