Газовая хроматография 2

Газовая хроматография

Химия

Министерство общего образования РФ

Воронежский государственный университет

Реферат

"Газовая хроматография"

Выполнил: студент 3 курса 4 группы

Юденко Валерий

Преподаватель: Бондарев Ю.М.

Воронеж-2000

Содержание:

Сущность хроматографического метода 3
Классификация методов хроматографии 4
Газоадсорбционная хроматография 8
Газожидкостная хроматография 9
Аппаратурное оформление процесса 11
Области применения газовой хроматографии 13
Литература 16

Сущность хроматографического метода

С необходимостью разделения смеси веществ насоставляющие ее компоненты приходится сталкиваться какхимику-синтетику, химику-аналитику, так и технологу,геологу, физику, биологу и многим другим специалистам.
Особое значение разделение смеси веществ приобрело впоследние десятилетия в связи с проблемой получениясверхчистых веществ.
Разделение смеси не вызывает особых трудностей, если еекомпоненты находятся в различных фазах. Оно существенноосложняется, если компоненты смеси образуют одну фазу. Вэтом случае приходится изменять агрегатное состояниеотдельных компонентов (например, добиться их выпадения восадок), либо применять химические или физические методыразделения. В основе последних лежат кинетические явленияили фазовые равновесия.
Такие широко известные методы разделения, какдистилляция, кристаллизация, экстракция и адсорбцияоснованы на изменении фазовых равновесии. В этихпроцессах молекулы веществ, образующих смесь, переходятчерез границу раздела, стремясь к такому распределениюмежду фазами, при котором в каждой из них устанавливаетсяпостоянная равновесная концентрация.
Если свойства компонентов исследуемой смеси близки, тодостаточная степень разделения достигается лишьмногократным повторением элементарного акта разделения.
Такой процесс, например, осуществляется в насадочных илитарельчатых ректификационных колоннах. Следует отметить,что в таких случаях полное разделение возможно только дляпростых (не более чем трехкомпонентных) систем.
Более полного разделения можно достичь, если на эффект,вызываемый многократным установлением фазовых равновесий,наложить действие кинетического фактора. В тех случаях,когда используются кинетические явления (например, примолекулярной дистилляции), через поверхность раздела фази лишь в одном направлении переносятся молекулы толькоодного вещества. Если разделение смеси производить втаких системах, в которых одна из фаз (подвижная)перемещается относительно другой (неподвижной), тоулавливание и удаление молекул, покидающих поверхностьраздела фаз, осуществляется благодаря постоянномуперемещению подвижной фазы. Как и при фазовом равновесии,молекулы, выходящие из подвижной фазы, возвращаются внее, попадая, однако, не в прежний элемент ее объема, а вновый.

Если в процессе разделения фазовые переходы повторятьмногократно, то можно получить высокую эффективностьразделения. Так как фазовые переходы связаны споверхностью раздела, подвижная и неподвижная фазы должныобладать большой поверхностью соприкосновения. Крометого, вследствие наличия диффузионных процессов,снижающих эффективность разделения, обе фазы должны иметьотносительно небольшую толщину взаимодействующего слоя.

В какой-то степени эти требования выполняются в методеразделения смеси веществ, получившем названиехроматографического. Впервые хроматографическоеразделение сложной смеси (хлорофилла) было осуществлено
М. С. Цветом в 1903 г.

Если в качестве неподвижной фазы взятьмелкоизмельченный сорбент и наполнить им трубку
(стеклянную или металлическую), а движение подвижной фазы
(жидкости или газа) осуществлять за счет перепададавления на концах этой трубки, то последняя будетпредставлять собой хроматографическую колонку, называемуютак по аналогии с ректификационной колонкой длядистилляционного разделения. Разделяемая смесь веществвместе с потоком подвижной фазы поступает вхроматографическую колонку. При контакте с поверхностьюнеподвижной фазы каждый из компонентов разделяемой смесираспределяется между подвижной и неподвижной фазами всоответствии с его свойствами, например адсорбируемостьюили растворимостью. Вследствие непрерывного движенияподвижной фазы лишь часть распределяющегося компонентауспевает вступить во взаимодействие с неподвижной фазой.
Другая же его часть продвигается дальше в направлениипотока и вступает во взаимодействие с другим участкомповерхности неподвижной фазы. Поэтому распределениевещества между подвижной и неподвижной фазами происходитна небольшом слое неподвижной фазы только при достаточномедленном движении подвижной фазы. Поглощенныенеподвижной фазой компоненты смеси не участвуют вперемещении подвижной фазы до тех пор, пока они недесорбируются и не будут снова перенесены в подвижнуюфазу. Поэтому каждому из них для прохождения всего слоянеподвижной фазы в колонке потребуется большее время, чемдля молекул подвижной фазы. Если молекулы разныхкомпонентов разделяемой смеси обладают различной степеньюсродства к неподвижной фазе (различной адсорбируемостьюили растворимостью), то время пребывания их в этой фазе,а следовательно, и средняя скорость передвижения поколонке различны. При достаточной длине колонки эторазличие может привести к полному разделению смеси насоставляющие ее компоненты.

Применение хроматографического метода неограничив