Способ газохроматографического анализа состава смесей, содержащих пары слаборазделяемых компонентов

 

1. СПОСОБ ГАЗОХРОМЛТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СОСТАВА СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПАРЫ СЛАБОРАЗДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ, включающий ввод пробы смеси в потоке газаносителя в хрома т о графическую колонку и регистрацию компонентов на ее выходе детектором по теплопроводности, о т л ич а ю :; и и с я тем. что, с целью упрощения аппаратурного оформления процесса, в качестве газа-носителя используют газ, теплопроводность которого меньше теплопроводности одного из слаборазделяемых компоненi тов, но больше теплопроводности другого компонента слаборазделяемой СЛ пары. 2. Способ по п.1,0 тли чающ и и с я тем, что в качестве газаносителя используют смесь газов. ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3708773/24-25 (22) 13.03.84 (46) t5.09.85. Бюл. Ф 34 (72) Г.Л.Аранович, Е.А.Мягков, Б.П.Охотников, В,А.Ротин, З.Д.Черногорова и К.И.Гордиенко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии (53) 543.544 (088.8) (56) Борман А.Д. и др ° Повышение разрешаемости хроматограмм путем дифференцирования сигнала дефектора. — Заводская лаборатория, 1968, Ф 3, с. 272-274.

Берчфилд Г., Сторрс 3. Газовая хроматография в биохимии. М.: Мир, 1964, с. 10. (54) (57) 1. СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО АЦАЛИЗА СОСТАВА СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПАРЫ СЛАБОРАЗДЕЛЯЕМЫХ

КОМПОНЕНТОВ, включающий ввод пробы смеси в потоке газа-носителя в хроматографическую колонку и регистрацию комнонентов на ее выходе детектором по. теплопроводности, о т л ич а ю "(и и с я тем, что, с целью упрощения аппаратурного оформления процесса, в качестве газа-носителя используют газ, теплопроводность которого меньше теплопроводности одного из слаборазделяемых компонентов, но больше теплопроводности другого компонента слаборазделяемой пары.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве газаносителя используют смесь газов.

Изобретение относится к способу хроматографического анализа соста,ва смесей, содержащих пары слаборазделяемых компонентов, и может найти применение в приборостроительной, химической и других отраслях.

Цель изобретения — упрощение аппаратурного оформления процесса.

Сущность изобретения поясняется примерами анализа конкретной смеси.

На фиг. 1 приведена хроматограмма (инверсный пик) аргонокислородной смеси, на фиг, 2 — градуировочные прямые площади инверсного пика от мольной доли компонента.

Рассмотрим зависимость сигнала детектора от времени F(t) при дозировании смеси двух слаборазделяемых компонентов.

Пусть у,, х и Х вЂ” коэффициенты теплопроводности первого компонента и газа-носителя соответственно.

Для простоты будем считать индивидуальные пики Гауссовыми, а теплоироводность смеси — линейной функцией теплопроводностей компонентов (нарун ение этих условий усложняет только математические выкладки, результат жв никак не ограничивается) .

Тогда F(t) пропорционально величине

179218 2 ному пику можно однозначно найти мольные доли компонентов анализируемой смеси.

Пример 1. Эксперименты проводились на хроматографе "Цвет-102".

Регистрация хроматографического сигнала производилась детектором по теплопроводности (катарометром).

Слаборазделяемой смесью являлась

i0 смесь аргона и кислорода. Коэффициент теплопроводности аргона при температуре 30-60 С составляет 4,5 ° 10 коэффициент теплопроводности кислорода при той же температуре I5 кал

6,5 ° 10 Поэтому в качестсм. с. град ве газа-носителя был выбран азот, коэффициент теплопроводности которого в указанном диапазоне температур

20 кал составляет 6,2 10, т.е. см.с,град меньше, чем у кислорода, но больше, чем у аргона.

Расход азота устанавливался 2525 30 см /мин, ток накала катарометра

100 мА. Использовалась колонка.длиной 5 м с внутренним диаметром 3 мм с молекулярными ситами 5 А. ТемпераЬ тура термостата колонок 50 С.

30 ("1-x,)exp(-t )xA(xx-x )exp(-(1 j где А — отношение молярных долей первого и второго компонентов;

Ь вЂ” разница времен удержявания компонентов, 40 — отношение дисперсий пиков компонентов.

Если х1 х 3 х2 ) то первое слагаемое в (1) является положительным, а второе — отрицательным и де- 45 тектируется не сумма сигналов, а их разность. В результате суммарный пик (1) состоит из положительной и отрицательной частей (инверсный пик).

Соотношение между линейными элемен- 50 тами этих частей, а также между их площадями определяется только величинами А, а н б и зависит от этих величин однозначно, Поэтому, если определить градуировочную зависи- 55 мость Л от 5 или 6,, где 5, — плоI щади положительной и отрицательной части суммарного пика, то по инверсИнверсный пик аргонокислородной смеси представлен на фиг..1. Состав смеси определяется с помощью градуировочной зависимости площади инверсного пика аргона от его мольной доли в смеси, построенной предварительно по калибровочным смесям (фиг.2, прямая 1).

Эта зависимость не. выходит из начала координат, так как для появления отрицательной части у суммарного пика необходима определенная начальная концентрация аргона в смеси.

Для экспериментальной проверки способа приготавливались контрольные смеси аргон-кислород известных концентраций. Эти смеси дозировались с помощью газового шприца (объем дозы 1 см ) и по получаемым инверсным пикам на градуировочной кривой находились соответствующие значения мольных долей.

В табл. 1 представлены результаты опытов.

11792

Таблица 1

Концентрации, найденные предлагаемым способом, процент аргона

Концентрация дозируемых смесей, процент аргона

91,5

Таблица 2

70,5

50,0

15 доэируемых смесей, процент аргона

Концентрации, найденные предлагаемым способом, процент аргона

29,5

l9 0

95

97,0

81,5 б0

60,5

39,0

9,8

Как видно из табл. 1, концентрации аргона, определяемые предлагаемым способом, отличаются от известных по приготовлению не более, чем на 1,5%.

Пример 2. Эксперимент про" водился в тех же условиях, что и в примере 1, но в качестве газа-носителя использовалась смесь аргона с углекислым газом в объемом соотношении 1:10.

На фиг. 2 представлена градуировочная зависимость (2) площади отрицательной части инверсного пика от мольной доли аргона. Как видно иэ

18 4 этого графика, введение 107. углекислого газа в гаэ-носитель (азот) приводит к смещению градупровочной кривой таким образом, что она выходит практически иэ начала координат, В .табл. 2 представлены результаты измерения состава аргонокислородных смесей предлагаемым способом при использовании смеси углекислый гаэ— азот (1:10) в качестве газа-носителя.

Как видно из табл. 2, найденные значения концентрации аргона в смеси отличаются от известных не больше, З5 чем на 2Ж.

1179218 2i <

ТЯП

1000 нар доля Ar

Фиг,2

Составитель И.Клешнина

Редактор И.Петрова Техред А,Бабинец

Корректор С.Черни

Филиал ППЕ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5666/45 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5