1. Газовый хроматограф «Цвет-500М».
2. Стальная колонка 2 м, внутренний диаметр 3 мм. Колонка заполнена носителем Chromaton N с 15 % Carbowax 6000.
3. Баллон с гелием.
4. Микрошприц на 1 мкл.
5. Секундомер.
6. Смесь спиртов (трет-бутанол, втор-бутанол, изобутанол, бутанол-1).
Сущность работы
Размывание хроматографического пика, а следовательно, и эффективность разделения на хроматографической колонке зависит от скорости потока подвижной фазы через колонку. Для определения оптимальной скорости потока газа-носителя, при которой высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ), будет минимальная, необходимо построить зависимость скорости потока от ВЭТТ.
Режим работы хроматографа
Температура колонок – 100–110 °С.
Температура катарометра – 200 °С.
Температура испарителя – 200 °С.
Ток катарометра – 100 мА.
Скорость диаграммной ленты – 60 мм/мин.
Порядок работы с хроматографом «Цвет-500М»
Порядок включения хроматографа, работы и выключения описан в работе ГХ2.
Выполнение работы
1. После выхода хроматографа на режим приступают к записи хроматограмм. Объем вводимой пробы подбирают так, чтобы перо самописца не зашкаливало, но пики не были бы слишком малыми. Оптимальная высота пика составляет около 80 % от шкалы самописца.
2. Запишите хроматограммы смеси спиртов при различной скорости потока газа-носителя (5–7 значений от 10 до 100 мл/мин), начиная с наибольшей и постепенно уменьшая ее. Объемную скорость потока газа-носителя определяют пенным расходомером. Измерения проводят только после того, как скорость потока устанавливается постоянной. Обычно при изменении потока газа-носителя окончательная скорость устанавливается в течение 2–3 мин.
Задания и вопросы
1. Определите ВЭТТ по изобутанолу и линейную скорость потока для каждой хроматограммы. Для того чтобы определить линейную скорость потока, необходимо объемную скорость потока поделить на площадь поперечного сечения колонки. При этом необходимо учитывать, что объемная скорость потока обычно измеряется в мл/мин, а линейная скорость потока измеряется в см/с.
,
где U – линейная скорость потока (см/с), V – объемная скорость потока, S – площадь поперечного сечения колонки.
Линейная скорость потока газа-носителя также может быть измерена путем определения времени удерживания неудерживаемого компонента. В качестве неудерживаемого компонента может выступать воздух, который набирается в микрошприц после того, как в него набрано определенное количество пробы. В условиях данного эксперимента можно принять, что воздух практически не удерживается на колонке. Следовательно, скорость продвижения воздуха вдоль колонки будет равна скорости газа-носителя.
Какой из предложенных способов измерения потока более точный?
2. Постройте кривую зависимости ВЭТТ (мм) от линейной скорости потока газа-носителя (см/с). Из построенного графика определите приближенно коэффициенты уравнения Ван-Деемтера A, B, C. Объясните смысл этих коэффициентов. Для более точного определения коэффициентов можно воспользоваться методом наименьших квадратов.
3. Определите оптимальную скорость потока газа-носителя. Зная константы уравнения Ван-Деемтера, можно рассчитать оптимальную скорость газа-носителя, так как графическое определение не всегда получается достаточно точным. Оптимальная линейная скорость газа-носителя определяется по уравнению
.
4. Рассчитайте степень разделения для пиков изобутанола и бутанола при разных скоростях потока. Для расчета степени разделения R частично перекрывающихся пиков полезно использовать формулу:
,
где tR– время удерживания компонента; W0.5 – ширина пика на полувысоте. Сравните эту формулу с формулой расчета степени разделения на с. 18. В каких случаях используют ту или иную формулу?
5. На основании полученных данных обсудите возможность оптимизации хроматографического анализа. Какие еще экспериментальные параметры влияют на хроматографическое разделение?
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.