Краткий учебник по основам газовой хроматографии. Его назначение — служить руководством для специалистов-практиков — обусловливает содержание книги. Даны определения важнейших понятий, описаны все необходимые узлы аппаратуры и манипуляции с ними. Теория изложена кратко и элементарно, причем выбраны только те ее положения, которые важны для практики. Основное внимание уделено технике работы. Большую практическую ценность представляет подробная таблица возможных неполадок хроматогра-фической аппаратуры, методов их распознавания и устранения.
Книга предназначена для работников заводских лабораторий и научно-исследовательских институтов; особенно ее следует рекомендовать молодым специалистам.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Быстрое внедрение хроматографии в различные области науки и техники требует ознакомления широкого круга исследователей различных специальностей и заводских работников с основами ее теории и практики применения.
Эта задача является" весьма сложной, так как круг необходимых сведений охватывает многие вопросы теории равновесия раствор — пар, массопередачи, разделения смесей и принципов работы разнообразных детектирующих
устройств.
Несмотря на наличие большого числа монографий и книг по хроматографии, отсутствует руководство, которое бы в достаточно элементарной форме вводило специалиста в круг совершенно необходимых знаний. Таким руководством является предлагаемая вниманию читателей книга. Основанием для написания книги явился цикл лекций, ежегодно читаемый специалистами фирмы «Varian Aerograph» для заказчиков их аппаратуры.
Авторам книги удалось сохранить достаточно высокий научный уровень изложения, несмотря на популярный характер книги, предназначенной для широкого круга читателей, которые не имеют специальной физико-химической подготовки.
Весьма важным достоинством книги является изложение приемов работы, анализ возможных неполадок аппаратуры, а также способов обнаружения и устранения неисправностей и т. п.
В книге отражены последние достижения в области конструирования хроматографической аппаратуры, и в частности детекторов.
К сожалению, в ряде случаев авторы не смогли избежать некоторых досадных неточностей. Не изменяя по воз-
можности содержания текста, мы в примечаниях обратили на них внимание читателя.
В книге совершенно не отражены работы советских авторов в области хроматографии. Между тем широкую известность получили такие исследования, как хроматогра-фическое изучение каталитических процессов учеными школы С. 3. Рогинского, исследования методов адсорбционной хроматографии и хроматомасс-спектрометрии, проводимые под руководством А. В. Киселева и В. Л. Тальро-зе соответственно, а также многие другие работы.
В кратких примечаниях мы дополнили изложение некоторых вопросов теории и практики хроматографии, получивших недостаточное отражение в книге. Кроме того, мы обратили внимание читателей на некоторые работы советских ученых и привели список литературы по хроматографии, выпущенной на русском языке.
Мы надеемся, что эта книга будет хорошо принята советским читателем.
А. А. Жуховицкий И. А. Ревельский
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРОВ
Главная цель этой книги — познакомить читателя с основными аспектами газовой хроматографии, изложить содержание метода в простой и доступной для понимания форме. Кроме того, в книге приведено много полезных справочных данных, таких, как калибровочные коэффициенты для различных детекторов, сведения о химическом строении жидких фаз, рекомендации по нанесению жидких фаз и наполнению колонок.
Полное, исчерпывающее описание предмета не являлось нашей целью; мы стремились дать основы для понимания предмета и пользования соответствующей литературой с тем, чтобы читатель при желании мог продолжить свое об-
разование.
По нашему мнению, основным достоинством метода газовой хроматографии является его простота, и мы надеемся, что настоящая книга подтвердит это и вызовет интерес к данному методу у еще большего числа людей.
Эта книга написана на основе курса лекций по газовой хроматографии, организуемых фирмой «Varian Aerograph» в разных странах мира. Первое издание книги вышло в свет в 1965 г. Второе издание (1966 г.) было расширено за счет включения большего числа литературных ссылок и справочного материала, такого, как о строении жидких фаз и их максимальных рабочих температурах. В связи с многочисленными запросами книга была выпущена большим тиражом. Впоследствии спрос на книгу настолько возрос, что понадобился выпуск третьего издания. В новом издании расширена глава, посвященная теории и детекторам; переработана глава о количественном анализе с тем, чтобы включить материал о статистической обработке дан-чььх и о методах интегрирования. Кроме того, имеется но.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ............. 5
Из предисловия авторов ........... 7
I. Введение................ 9
A. Определение понятия газовой хроматографии 9 Б. История развития метода хроматографии .... 9
B. Аппаратура .............. ю
Г. Содержание метода.......'. . . . 10
Д. Запись показаний хроматографа...... 12
Е. Характеристики метода газовой хроматографии . . 12
1. Скорость процесса.......... 13
2. Разделение............. 13
3. Качественный анализ........ 13
4. Количественный анализ........ 14
5. Чувствительность метода газовой хроматографии 14 Ж- Применение газовой хроматографии ... 15
1. Анализ соединений......... 15
2. Определение физических свойств..... 15
3. Препаративное получение веществ..... 16
П. Хроматограф............... \j
A. Газ-носитель............. 17
Б. Ввод пробы.............. 18
B. Колонка .............. 20
Г. Твердый носитель........... 22
Д. Неподвижная фаза........... 22
Е. Температура............. 23
1. Температура испарителя........ 23
2. Температура колонки......... 24
3. Температура детектора......... 24
Ж- Детекторы ............. 24
3. Самописец.............. 26
ill. Теория метода ............. 28
А. Введение .............. 28
Б. Эффективность колонки......... 29
1. Теория скоростей.......... 31
2. Вихревая диффузия .......... 33
3. Молекулярная диффузия ........ 34
4. Сопротивление массопередаче ...... 35
5. Выводы ............. 36
В. Селективность фазы ........... 37
1 . Силы взаимодействия и коэффициент распределения 38
2. Эффективность жидкой фазы и температура . . 39
3. Разделение ............ 40
4. Число тарелок, необходимое для достижения требуемого разделения .......... 41
Дополнение редактора к главе III ......... 43
IV. Хроматографические колонки ........ 49
А. Введение ....... ....... 49
Б. Неподвижная жидкая фаза ....... 50
1 . Свойства идеальной жидкой фазы . . 50
2. Выбор жидкой фазы ........ 50
3. «Суперселективные» жидкие фазы .... 54 х-^^ч4. Особые случаи хроматографического разделения 56
( В. /Твердые носители .......... 56
\^^/ 1. Свойства твердых носителей ...... 56
2. Влияние поверхности твердого носителя ... 65
3. Размер частиц ........... 67
Г. Содержание неподвижной фазы ...... 67
Д. Температура колонки .......... 70
V. Детекторы ............. . 72
А. Введение ............ 72
Б. Характеристики детектора ......... 76
1. Чувствительность .......... 77
2. Уровень шумов .......... 77
3. Линейный диапазон ......... 79
4. Сигнал ............. 80
Детектор по теплопроводности (катарометр) ... 81
1. Принцип действия ......... 81
2. Чувствительные элементы детектора по теплопроводности ............. 83
3. Электрическая схема ........ 85
4. Факторы, влияющие на чувствительность ... 86
5. Рекомендации по работе с детекторами по теплопроводности . ........... 87
Г. Ионизационные детекторы ........ 89
1. Общий принцип работы ........ 89
2. Пламенно-ионизационный детектор .... 90
3. Детектор по электронному захвату .... 94
4. Гелиевый детектор ......... 96
5. Фосфорный детектор ......... 98
6. Детектор по сечению ионизации ..... 100
Д. Детектор по плотности Дополнение редактора к главе V
102
Ю8
VI. Качественный анализ........... 120
A. Введение .............. 120
Б. Хроматографическая идентификация..... 120
1. Величины удерживания........ 120
2. Идентификация по логарифмическим зависимостям, существующим для гомологических рядов . 124
3. Индекс удерживания /........ 126
4. Идентификация по относительной чувствительности детекторов (параллельное включение двух детекторов) ............. 126
B. Идентификация продуктов хроматографического разделения нехроматографическими методами .... 127
1. Классические методы качественного химического микроанализа ........... 127
2. Идентификация по производным, полученным из продуктов хроматографического разделения . . 128
3. Идентификация другими физико-химическими методами ............. 128
VII. Количественный анализ.......... 131
A. Возможные источники ошибок...... 131
1. Методика ввода пробы........ 131
2. Адсорбция или разложение пробы..... 132
3. Детектор ............ 132
4. Самописец............. 133
5. Метод интегрирования ........ 133
6. Расчеты.............. 133
Б. Расчеты .............. 133
1. Нормировка площадей........ 133
2. Поправочные коэффициенты...... 134
3. Абсолютная калибровка ....... 141
4. Внутренняя стандартизация...... 142
B. Интегрирование ........... 143
1. Планиметрирование ........ 145
2. Высота, умноженная на ширину пика на половине
его высоты ............ 145
3. Расчет по площади треугольника..... 146
4. Вырезывание и взвешивание пиков..... 146
5. Электромеханический интегратор фирмы «Disc» 147 6". Электронный цифровой интегратор..... 147
Г. Статистическая обработка данных ..... 152
1. Точность и воспроизводимость ..... 152
2. Ошибки ............ 153
3. Средняя величина и стандартное отклонение 154 Дополнение редактора к главе VII ....... 159
VIII. Интерпретация хроматограмм ....... 166
IX. Программирование температуры....... 184
А. Введение .........; . . 184
Ь. 1реоования к газовой хроматографии с программированием температуры .......... 187
1. Отдельные нагреватели........ 188
2. Программатор .......... 189
3. Термостат колонок с небольшой массой . . . 190
4. Неподвижная фаза ......... 190
5. Регулятор расхода ......... 193
6. Чистый сухой газ-носитель...... .Ц94
В. Вязкость жидкой фазы. Возможность использования
колонки при низких температурах ...... 194
Г. Элементарная теория газовой хроматографии с программированием температуры ....... 195
Д. Применение газовой хроматографии с программированием температуры............ 197
1. Пробы с широким диапазоном температур кипения компонентов............. 197
2. Сложные природные продукты ..... 198
3. Применение программирования температуры в
*^> препаративной хроматографии ..... 199
Vlv Газоадсорбционная хроматография .... 199
5. Определение микропримесей ...... 201
Е. Качественный анализ ......... 201
Ж- Количественный анализ......... 203
X. Обслуживание приборов.......... 206
А. Введение ............. 206
Б. Основные рекомендации по обслуживанию прибора 206
1. Необходимые инструменты и оборудование . . . 206
2. Общее устранение неисправностей .... 206
3. Самописец хроматографа........ 207
4. Системы регулирования и программирования тем-
пературы ............ 209
5. Детектор по теплопроводности ..... 210
6. Ионизационный детектор ....... 212
XI Некоторые аспекты хроматографии ...... 217
Капиллярные колонки .......... 217
Применение капиллярной хроматографии . . . 219
Препаративная газовая хроматография..... 220
Производительность в препаративной хроматографии 221
Система колонок........... 223
Примеры применения ......... дос"—
Газоадсорбционная хроматография ...... 226
Порапак.............. 228
Пиролитическая газовая хроматография .... *эо
XII. Лабораторные работы .......... 235
Лабораторная работа № 1. Определение высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ)..... 235
Лабораторная работа № 2. Качественный и количественный анализ .............. 236
Лабораторная работа № 3. Анализ с программированием
температуры .............. 237
Лабораторная работа № 4. Измерение площадей пиков 238 Лабораторная работа № 5. Время удерживания для членов гомологических рядов ......... 241
Лабораторная работа № 6. Влияние методики ввода пробы на точность результатов опыта....... 243
Лабораторная работа № 7. Определение этанола в воде
методом внутреннего стандарта ....... 244
Приложение ............... 246
A. Обращение с шприцами при вводе проб..... 246
1. Методика ввода пробы........ 247
2. Методика очистки шприца....... 247
Б. Измерение скорости потока........ 247
B. Приготовление колонок......... 248
1. Метод вращающегося испарителя.....
Цена: 150руб.
