Определение теплоты и энтропии адсорбции или растворения на основе хроматографических данных
Области физико-химических применений газовой хроматографии. Разделение смеси газов, соединений с низкой температурой кипения. Определение теплоты и энтропии адсорбции на основе хроматографических данных. Качественный и количественный анализ хроматограмм.
Рубрика | Химия |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.08.2015 |
Размер файла | 924,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Точность газохроматографического определения теплот адсорбции зависит от точности измерения исправленного времени удерживания, температуры колонки, скорости газа-носителя, давления газа у входа в колонку и т. д. Необходимо отметить, что многие аналитические хроматографы не позволяют с большой точностью определить температуру колонки (во многих хроматографах имеется градиент температуры вдоль колонки), а также не позволяют определить давление у входа в колонку и скорость потока газа. В связи с этим Кнозингером и Спаннхеймером описан хроматограф, предназначенный специально для точных физико-химических исследований при помощи газовой хроматографии. В этом хроматографе можно определять давление у входа в колонку с точностью +0,1 мм рт. ст., скорость потока газа с точностью +0,1 мл/мин, причем градиент температуры в колонке меньше +1°С.
При небольших заполнениях, которые можно осуществить при применении чувствительных детекторов, в особенности ионизационных, взаимодействия адсорбат - адсорбат на однородной поверхности графитированной термической сажи не проявляются, причем не только в случае слабых неспецифических взаимодействий адсорбат - адсорбат, но даже и в случае сильных специфических взаимодействий молекул адсорбата с образованием взаимной водородной связи. Это было показано Беляковой, Киселевым и Ковалевой для адсорбции спиртов на поверхности графитированной термической сажи. Несмотря на некоторое растяжение задней границы пика с ростом числа атомов углерода в молекуле спирта положение максимумов пиков для различных (небольших) доз не изменялось, что указывает на близость изотермы адсорбции при этих малых заполнениях и довольно высоких температурах к изотерме Генри.
Рис. 28 Зависимость дифференциальных теплот адсорбции нормальных алканов (a) и нормальных спиртов (б) от числа атомов углерода n при малых заполнениях поверхности графитированной термической сажи
На рис. 18 приведены зависимости от числа атомов углерода n величин дифференциальных теплот адсорбции Qa нормальных углеводородов и спиртов, определенных статическими методами при небольших заполнениях (в калориметре и из изостер) и газохроматографическим методом при очень малых заполнениях и более высоких температурах. На этом же рисунке приведены также теоретически вычисленные значения потенциальных энергий адсорбции Ф0 при нулевом заполнении. В случае нормальных алканов дифференциальная теплота адсорбции Qa растет с заполнением монослоя на графитированной саже приблизительно линейно, так что экстраполяцией к нулевому заполнению = 0 легко определить предельное значение Q0 при нулевом заполнении. В случае спиртов зависимость Qa от имеет более сложный вид (рис. 15), так что определить Q0 из калориметрических данных, полученных для более высоких 9, затруднительно. Поэтому на рис. 65 данные статических определений Qa приведены в случае спиртов для 0,1; для нормальных алканов значение Qa при 0,1 весьма близко значению Q0, полученному экстраполяцией к = 0.
Из рис. 18 видно, что для нормальных алканов, молекулы которых взаимодействуют друг с другом только слабо (неспецифически), определения Q0 статическими и газохроматографическими методами дают близкие величины. Эти величины Q0 близки также и к теоретически вычисленным для адсорбции отдельных молекул величинам - Ф0 (на рис. 66 они обозначены крестиками). В случае же спиртов, т. е. молекул группы D, способных специфически взаимодействовать друг с другом, только газохроматографические определения теплот адсорбции (при очень малых заполнениях и повышенных температурах) дали величины Q0, близкие к величинам - Ф0, вычисленным для адсорбции отдельных молекул. Калориметрические же определения, проведенные при значительно больших заполнениях, а также при более низкой температуре (20°С), дали значительно более высокие значения Qa, включающие не только вклад энергии неспецифического взаимодействия адсорбат - адсорбент, но и вклад энергии специфического взаимодействия адсорбат - адсорбат, т. е. энергию взаимной ассоциации молекул спиртов с образованием между ними водородной связи. Действительно, из рис. 18 видно, что разница результатов калориметрических и газохроматографических определений составляет в этом случае 4,8 ккал/моль, т.е. энергию водородной связи между адсорбированными молекулами спиртов.
Этот пример показывает, во-первых, что, комбинируя газохроматографические и калориметрические исследования адсорбции способных к взаимной ассоциации молекул группы D, можно определить энергию водородной связи в адсорбционных слоях на поверхности неспецифических адсорбентов и, во-вторых, при применении графитированных саж и вообще неспецифических адсорбентов первого типа в газохроматографических колонках с чувствительными детекторами и при повышенных температурах благодаря малым заполнениям и снижению взаимодействий адсорбат - адсорбат, можно получить симметричные пики даже в случае веществ, склонных к сильной ассоциации.
При больших величинах проб и более низких температурах колонки с графитированной сажей влияние ассоциации адсорбат - адсорбат можно наблюдать и в газохроматографических опытах. На рис. 6 представлены хроматограммы метанола на графитированной термической саже при различных величинах пробы. Эти хроматограммы имеют сложный вид благодаря влиянию сильного взаимодействия адсорбат - адсорбат и перехода от преимущественно мономолекулярной к преимущественно полимолекулярной адсорбции.
Газохроматографические методы определения удельной поверхности можно разделить на следующие две группы:
1) методы вычисления дельной поверхности адсорбентов, основанные на использовании абсолютных величин (относящихся к единице поверхности) удерживаемых объемов Vs, заранее определенных для адсорбентов той же природы с известной удельной поверхностью;
2) методы, основанные на получении изотермы адсорбции изхроматограммы и на расчете из этой изотермы удельной поверхности методом БЭТ.
В первом случае для определения удельной поверхности s можно воспользоваться выражением (23), из которого следует, что
(37)
где удельный удерживаемый объем для испытуемого адсорбента определяется из хроматографического опыта, а абсолютная величина уже известна.
Эту формулу можно применить только в том случае, если геометрическое или химическое строение поверхности, для которой определена величина , и поверхности, для которой уже известна величина , близки (т. е. только для непористых и достаточно широкопористых адсорбентов одинаковой химической природы), и для близких заполнений (когда величина Fs сильно зависит от заполнения). На рис.31 были показаны примеры зависимости от s для различных адсорбентов. Из которого видно, что пропорциональна s, а наклон прямых равен .
Рис. 29 Зависимость удельного удерживаемого объема н-гексана от величины удельной поверхности s щирокопористых силикагелей (t = 100C)/
Методы определения величины удельной поверхности из удерживаемых объемов впервые были обоснованы в работах. Таким образом, для быстрого определения удельной поверхности s необходимо измерить для достаточно сильно адсорбирующегося пара (чтобы понизить влияние химической неоднородности поверхности адсорбента этот пар должен адсорбироваться неспецифически) на колонке с данной массой адсорбента т и взять из таблиц или определить предварительно значение при той же температуре колонки для адсорбента с той же природой поверхности при близком ее заполнении. Масса адсорбента (длина колонки), адсорбат. величина пробы и температура колонки должны быть выбраны так, чтобы время удерживания можно было бы измерить с достаточной точностью и пики были бы узкими и симметричными.
Второй способ определения удельной поверхности из несимметричных пиков требует определения из хроматограммы равновесной изотермы адсорбции, как описано выше. Из полученных газохроматографическим способом изотерм адсорбции были вычислены удельные поверхности методом БЭТ.
Третий способ определения удельной поверхности, получивший большое распространение, называется методом тепловой десорбции. Этот метод был разработан в 1958 г. Нельсоном и Эггертсоном и Грубнером. Затем он использовался рядом авторов. Метод очень прост и имеет большую чувствительность, что позволяет определять удельные поверхности от 0,01 до 600 м2/г.
Схема измерения по методу тепловой десорбции показана на рис. 19.
Рис. 30 Схема установки для измерения поверхности адсорбентов по методу тепловой десорбции. 1 - баллон; 2 - вентиль; 3 - ротаметр; 4 - осушитель; 5 - ловушка с цеолитом; 6 - трубка с адсорбентом; 7 - детектор; 8 - измеритель расхода; 9 - самописец
Вентилем тонкой ругулировки 2 устанавливается определенная скорость потока смеси гелия и азота. Поток газа проходит через фильтры 4 и 5, сравнительную ячейку катарометра 7, колонку с исследуемым адсорбентом 6, через измерительную ячейку катарометра и через измеритель расхода газа 8 у выхода из колонки.
После установления равновесия между поверхностью и газом при комнатной температуре колонку с адсорбентом помещают в сосуд Дьюара с жидким азотом. Происходит адсорбция азота на адсорбенте, в результате чего состав газового потока меняется. Это изменение фиксируется детектором. После завершения адсорбции азота состав газа перестает меняться, и перо самописца 9 возвращается к нулевому положению. После этого убирают сосуд Дьюара и быстро нагревают колонку до исходной температуры. Азот при этом десорбируется, состав газа вновь изменяется и на диаграммной ленте самописца записывается пик десорбции (рис. 20). Обычно определение количества адсорбированного при низкой температуре азота ведут по десорбционным выходным кривым, так как они получаются более симметричными (десорбция азота при разогревании до комнатной температуры происходит очень быстро).
Для измерения изотермы адсорбции азота в области перехода к полимолекулярной адсорбции берут обычно смеси с содержанием 5, 10, 15 и 20% азота в гелии.
Рис. 31 Пики адсорбции (1) и десорбции (2) азота, полученные при применении метода тепловой десорбции
Вначале проводят калибровку прибора, т. е. определяют зависимость площади пика от концентрации азота. Далее определяют величину адсорбции при различных парциальных давлениях (концентрациях) азота в газе, получают изотерму адсорбции и за
тем обычным методом БЭТ определяют удельную поверхность адсорбента.
В некоторых случаях нет необходимости снимать всю изотерму адсорбции. Если известна абсолютная величина адсорбции (на единицу поверхности), т. е. поверхностная концентрация монослоя ее, то расчет упрощается. В этом случае легко взять из изотермы значение а, для того значения концентрации азота в газе, для которого проведен опыт по тепловой десорбции. Отношение определенной методом тепловой десорбции величины адсорбции а к абсолютной величине а для того же давления азота в газе прямо дает величину s.
Однако необходимо иметь в виду, что площадь, занимаемая молекулой азота в плотном монослое wm, а следовательно, и поверхностная концентрация в плотном монослое аm = 1/wm (емкость монослоя) довольно сильно зависят от химической природы поверхности адсорбента, так как молекула азота имеет большой квадрупольный момент. В связи с этим Буяновой, Гудковой и Карнауховым было предложено в качестве адсорбата использовать аргон. Площадь, занимаемая молекулой аргона в плотном монослое, принималась равной 15,4 Е2. Для ускорения определения поверхности этими авторами предложена усовершенствованная установка, позволяющая проводить процесс адсорбции одновременно на шести образцах адсорбентов или катализаторов. Установка предусматривает независимую предварительную откачку отдельных образцов и применение интегратора для более быстрого и точного расчета площадей под кривыми десорбции.
При измерениях методом тепловой десорбции необходимо делать поправку на изменение скорости потока при изменении температуры.
С целью дальнейшего уменьшения диффузионного размывания пика было предложено для измерения использовать мелкодисперсный порошок адсорбента. И, наконец, выходную кривую предложено записывать в координатах изменения объемной скорости (регистрируемого детектором, чувствительным к скорости) и времени, так как известно, что при адсорбции и десорбции значительных объемов газа происходит изменение скорости его потока. В этом случае у выхода из колонки вместо детектора концентрации используется регистрирующий измеритель потока. При этом нет необходимости в калибровке детектора.
Куге и Еошикава предложили новый способ измерения удельной поверхности методом газовой хроматографии. Выше была рассмотрена связь между величиной пробы и формой пика. При переходе от адсорбции преимущественно в монослое к преимущественной адсорбции полимолекулярных слоев наблюдалось весьма сложное изменение формы пика при увеличении пробы.
Рис. 32 Изотерма адсорбции
В случае изотермы адсорбции, обращенной выпуклостью к оси заполнения, например изотермы Лэнгмюра, с увеличением пробы времена удерживания уменьшаются. В случае изотермы, обращенной выпуклостью к оси концентрации в газовой фазе, наоборот, с увеличением пробы времена удерживания возрастают (см. рис. 10). Если изотерма адсорбции является комбинацией различных типов, то форма пика имеет вид, показанный на рис. 5, г и д. Авторы работы [32] наблюдали все эти пики при дозировании различных проб в колонку с адсорбентом Сu (Py)2(NO3)2 (рис. 21). При переходе от адсорбции преимущественно монослоем к преимущественно полимолекулярной адсорбции в вершине пика наблюдается излом. Эта точка соответствует точке b на изотерме второго типа по классификации Брунауэра (рис. 6).
Поверхность адсорбента, покрытого плотным монослоем адсорбата, равна:
где V'R - удерживаемый объем адсорбата, соответствующий адсорбции плотного монослоя (еж3); NA - число Авогадро; m - площадь, приходящаяся на одну молекулу адсорбата в плотном монослое; vm -- мольный объем газа при температуре колонки, см3. Величину wm для молекулы адсорбата приближенно можно вычислить по следующей формуле:
где - плотность жидкого адсорбата при температуре адсорбции, а М - молекулярный вес. Используя этот метод, авторы работы измерили поверхность адсорбента Сu (Py)2(NO3)2 при применении в качестве адсорбатов бензола, четыреххлористого углерода, циклогексана и н-гексана. Было замечено, что точка излома на пике, соответствующая заполнению монослоя (рис. 21), зависит от скорости потока газа-носителя, температуры колонки и природы адсорбата. Точка излома при скоростях газа, больших, чем 20 см3/мин. По-видимому, при меньших скоростях газа-носителя диффузионное размывание пика маскирует излом в вершине пика. При температурах колонки выше температуры кипения адсорбата подобный излом на пике авторами не наблюдался.
Из газохроматографических данных можно рассчитать не только адсорбционные равновесия, но также вычислить и скорость адсорбции, что очень важно при применении адсорбентов как в самой газовой хроматографии, так и при применении адсорбентов в качестве поглотителей в различных адсорбционных процессах и в качестве катализаторов.
При малых дозах время выхода и форма пиков на хроматограммах отражают адсорбционные взаимодействия адсорбат - адсорбент. Ширина пика определяется различными видами диффузионных процессов, происходящих в колонке с момента ввода пробы до момента ее регистрации детектором у выхода из колонки. Чтобы из хроматограмм вычислить кинетику адсорбции, необходимо отделить размывание, вызванное собственно адсорбционными процессами, от размывания, связанного с процессами диффузии. Точное математическое решение этой задачи очень сложно. Поэтому следует по возможности уменьшить роль диффузионного размывания до такой степени, чтобы им можно было вообще пренебречь, применяя вещества, которые при комнатной температуре адсорбируются очень слабо, как, например, благородные газы и другие низкокипящие и неспецифически адсорбирующиеся вещества. При движении такого газа через адсорбент можно реализовать продольную и «вихревую» диффузию, как и в случае заметно адсорбируемых веществ. Однако при этом процессы адсорбции и десорбции практически исключаются. Чтобы оценить роль диффузионных процессов, время удерживания и форму выходного пика практически неадсорбируемого вещества можно сравнить с временем удерживания и формой пика достаточно сильно адсорбируемого вещества. Экспериментально удобно ввести в колонку одновременно смесь неадсорбируемого и адсорбируемого газов.
В работах Эберли показано, что на колонках небольшой длины процессами внешней диффузии вообще можно пренебречь, В этом случае расчет упрощается и можно получить соотношения, которые позволяют из выходной кривой вычислить кинетику адсорбции.
Особый интерес представляет исследование возможности определения адсорбционных равновесий из неравновесных хромато грамм с учетом диффузионных и кинетических причин размывания хроматографической полосы на проявительной хроматограмме. В работах Грубнера сделана попытка подхода к решению этих важных вопросов.
2. Экспериментальная часть
Определение теплоты и энтропии адсорбции или растворения на основе хроматографических измерений
Коэффициент адсорбции Г и коэффициент распределения К - термодинамические константы фазового равновесия. Поэтому для них справедливы уравнения:
(1)
(1, а)
(2)
(2, а)
В этих условиях Ga и Gs - свободные энергии адсорбции и растворения, соответственно, т.е. свободные энергии перехода вещества из одной фазы (подвижной) в другую фазу (неподвижную) и наоборот; R и Т - газовая постоянная и абсолютная температура хроматографической колонки, при которой измерены Г или К; На и Нs - энтальпии адсорбции и растворения, соответственно, численно равные теплотам адсорбции и растворения, но с обратным знаком, т.е. - Qа и - Qs; Sa и Ss - энтропии адсорбции и растворения, соответственно. Приравняем правые части уравнения (1) и (2), а также (1, а) и (2, а). После простых преобразований:
, (3)
. (3, а)
При этом - На = Qa и - Нs=Qs.
Так как Н и S мало зависят от температуры, то уравнения (3) и (3, а) можно рассматривать как уравнения прямой
у = Ах + В
со следующими параметрами:
(или lgK), , ; (4)
Очевидно, если нанести на график величины lgГ или lgK относительно обратных температур 1/Т хроматографической колонки, при которых измерялись Г и К, то экспериментальные точки должны лечь на прямую. Из углового его коэффициента прямой можно вычислить теплоту адсорбции Qa или теплоту растворения Qs, а по отрезку В и его численному значению - соответствующую энтропию адсорбции или энтропии растворения, т.е. Sa или Ss.
Угловой коэффициент прямой, построенной в координатах lgГ или lgK относительно 1/Т, очевидно, равен:
. (5)
Следовательно,
(для ГАХ) (6)
(для ГЖХ) (6, а)
Величины lgГ и lgK представляют собой соответственно разности логарифмов коэффициентов адсорбции и коэффициентов распределения, измеренных при двух температурах хроматографической колонки: Т1 и Т2. Величина (1/Т) есть разность обратных температур Т1 и Т2.
Таким образом, теплота адсорбции и теплота растворения определяется довольно просто из ряда хроматографических опытов, проведенных при различных температурах колонки в изотермическом режиме.
Рис. 33 Определение теплот адсорбции из хроматографических данных
Удельный удерживаемый объем связан с константой адсорбционного равновесия следующим образом:
, (7),
где Vg - удельный удерживаемый объем, приведенный к температуре колонки; а - величина адсорбции в молях на г вещества, Р - равновесное давление вещества в газовой фазе.
Пользуясь уравнением Клаузиуса-Клайперона, можно вычислить изотермическую теплоту адсорбции (при а=соnst):
. (8)
Интегрируя (2) при допущении независимости Qa от Т, получаем:
(9)
(9, а)
где В - константа интегрирования.
Для измерения теплоты адсорбции нужно измерить удерживаемые объемы при нескольких температурах и построить график значений lg(Vg/T) от функции 1/Т. Из тангенса угла наклона полученной прямой по формуле (3, а) вычисляют величину теплоты адсорбции.
Если при всех температурах объемная скорость газа-носителя сохраняется постоянной, можно для расчетов вместо lg(Vg/T) брать lgtR.
Следует отметить, что деление Vg на Т производится для того, чтобы избавиться от переменной Т, вводимой в Vg приведением объемной скорости к температуре колонки. Если теплоту адсорбции вычислить из графика зависимости lgVg от 1/Т, то полученная величина будет меньше истинной на величину RT, где Т - средняя температура интервала.
Следовательно, для расчетов нужно брать либо Vg/T, либо удерживаемый объем, приведенный к постоянной температуре (обычно 273 К):
. (10)
При линейной изотерме адсорбции пики симметричны и удерживаемы объем не зависит от величины пробы, т.е. теплота адсорбции не зависит от величины а и от степени заполнения поверхности
.
В этом случае расчет производится по удерживаемым объемам, соответствующим максимам пиков. При нелинейной изотерме и несимметричных пиков расчет по (7) осложнен тем, что даже при одинаковых вводимых пробах величины заполнений при разных температурах могут быть разными, т.е. нарушится основное условие а = const.
Для точных расчетов при нессиметричных пиках рекомендуется вычислять из пиков изотермы адсорбции в координатоах из зависимости lgP от 1/Т.
Для расчета теплоты адсорбции какого-либо вещества по удерживаемым объемам или временам удерживания нужно произвести следующие измерения.
При нескольких температурах (не мене трех, через интервалы 10-200С) в колонку вводятся одинаковые количества исследуемого вещества и измеряются времена выхода максимумов пиков. Для каждой температуры определяется также время выхода газа-носителя, для этого в колонку вводится проба несорбирующегося газа (если в качестве газа-носителя используется азот, можно вводить гелий, водород или воздух).
Пример расчета теплоты адсорбции пара гексана на силикагеле дан в таблице 2 и на рис. 13.
Таблица 2
Вещество |
Т, К |
1/Т103 |
Время удерживания вещества t, с |
Время удерживания газа-носителя, t0, с |
tR=t-t0 |
lgtR |
, кал/моль |
|
373 |
2,68 |
135 |
28 |
107 |
2,029 |
810 |
||
398 |
2,51 |
78 |
26 |
52 |
1,716 |
|||
423 |
2,36 |
54 |
25 |
29 |
1,426 |
На оси абсцисс откладываются значения 1/Т по оси ординат соответствующие им значения lg tR.
Через точки проводится прямая, из тангенса угла наклона которой к оси абсцисс вычисляется теплота адсорбции:
(11)
Для гомологических рядов веществ наблюдается линейная зависимость как lgtR, так и Qa от числа углеродных атомов в молекуле адсорбента.
Рис. 34 Зависимость lgtR от 1/Т для н-гексана на силикагеле.
Порядок работы на хроматографе ЛХМ - 72
1. Подать газ-носитель гелий (Не), 4-5 атм. (на контроле 10 и 10 в обеих колонках).
2. Регуляторы «колонки I, II» не трогать!
3. Включите тумблер Сеть на блоке анализатора. В верхней части передней панели блока анализатора должна загореться сигнальная лампочка и включиться вентилятор циркуляции воздуха, работа которого определяется характерным шумом.
Если крыльчатка вентилятора не вращается по каким-либо причинам, включите тумблер Сеть во избежание перегорания обогревателя.
Внимание! Работа прибора с неработающим вентилятором недопустима.
4. Включите тумблер Сеть на регистраторе КСП-4 блока управления, а также тумблер Диаграмма регистратора.
Предварительно на регистраторе должна быть установлена скорость протяжки диаграммной ленты в соответствии с указаниями инструкции на регистраторе.
5. Включите тумблер Сеть на блоке программирования.
6. Вывернув ручку Ток детектора блок управления до отказа против часовой стрелки, включите тумблер Сеть и Ток детектора, а затем установите необходимый ток детектора, учитывая род газа-носителя и температуру в термостате колонок согласно таблице 3.
Таблица 3 Ток детектора, мА
Температура термостата детектора, С |
Газ - носитель |
|||
Гелий |
Азот |
Аргон |
||
20 |
150 - 160 |
100 - 110 |
70 - 80 |
|
100 |
120 - 130 |
85 - 95 |
60 - 65 |
|
200 |
110 - 115 |
70 - 80 |
50 - 55 |
|
300 |
70 - 95 |
45 - 50 |
35 - 45 |
Включать тумблер Ток детектора без подачи газа-носителя в детектор нельзя во избежание выхода из строя детектора
Ручку переключателя Множитель установите в положение 100. Ручками Установка нуля, Плавно и Грубо выведите перо регистратора на середину шкалы.
7. Установить «ток детектора» 60А.
8. Установите требуемую температуру испарителей с помощью переключателя В1 за детекторной крышкой на блоке анализатора.
9. Температура испарителя должна быть на 500С выше температуры в термостате колонок. При установке температуры испарителей более 2000С подключите воздушное или водяное охлаждение мембраны испарителя (через резиновые шланги к крану с водой).
(Испаритель ВКЛ-I - установлен на постоянную температуру (не меняется).
10. После 3-5 минут прогрева включить тумблеры: «термостат колонок» - 80, 100 и 120 (С) и «термостат детектора» - 160С (не более 200С, иначе испарится свинцовая пайка катарометра).
11. До тех пор, пока температура детектора по теплопроводности не стабилизируется, возможен большой дрейф нулевой линии регистратора. В это период разогрева (около 1,5 часа) масштаб регистрации следует оставлять равным 100.
12. По мере разогрева прибора переключатель Множитель постепенно переводится в положение минимального значения, а потенциометрами Установка нуля перо регистратора постепенно выводится на нулевую отметку. Прибор можно считать вышедшим на режим, если дрейф и флуктуации нулевой линии на самом чувствительном масштабе не будут соответственно превышать 2% в час и 0,5% от значения шкалы. После выхода прибора на режим можно приступать к проведению анализа.
Для анализа жидкой пробы шприцем (рис. 14), промытым несколько раз анализируемой смесью, вбирается необходимое количество этой смеси, а затем игла шприца через уплотнительную резину испарителя вводится в испаритель на максимально возможную глубину по центру отверстия ввода испарителя, и проба выдавливается.
Рис. 35 Микрошприц. 1 - капилляр, 2 - корпус, 3 - поршень, 4 - микрметрический винт, 5 - игла
Следует помнить, что после 10-15 проколов резиновое уплотнение испарителя может потерять герметичность, что приведет к потерям анализируемого вещества и соответствующему уменьшению пиков на хроматограмме, а также к увеличению дрейфа нулевой линии прибора. Поэтому следует менять уплотнение испарителя, сняв гайку испарителя на внешней панели корпуса хроматографа.
13. Аналогично вводу жидкой пробы вводится с помощью шприца и газовая.
В случае, если при подаче анализируемой смеси в прибор происходит движение пера регистратора в левую сторону - отрицательные пики, то необходимо изменить положение тумблера, маркированного «+» и «-» на блоке управления.
Задание к работе
1. При работающей диаграмме (60 мм/час) ввести 5 (или 10) мкл пентана (либо гексана).
2. Подсчитать время выхода вещества (число клеток на диаграмме).
3. Опыт проводить еще не менее трех раза - до воспроизводимости результатов.
4. Записать: tколонок (80 С); tдетектора (160С).
5. Другим шприцом (объем V = 1-5 мл) при закрытых отверстиях выхода гелия (вверху слева на приборе) ввести 1 см3 воздуха - для определения емкости колонок.
6. Установить tколонок на 20С больше, т.е. 100С; значение tдетектора не изменяется (160С). Ввести 5-10 мкл пентана (гексана).
7. Опят повторить еще 3 раза, вычислить время выхода.
Отключение прибора
1. Все выключатели перевести в положение «ВЫКЛ», кроме вентилятора; когда температура детектора понизится, закрыть подачу газа из баллона (Не).
Литература
1. А.А. Жуховицкий, Н.М. Туркельтауб Газовая хроматография. Гостоптехиздат. М., 1962
2. Д.А. Вихярев, А.Ф. Шушукова. Руководство по газовой хроматографии. Стр. 187-209.
3. А.В. Киселев, Я.И. Яшин Газо-адсорбционная хроматография. М., Наука, 1967, 256 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Изучение основных видов адсорбции. Факторы, влияющие на скорость адсорбции газов и паров. Изотерма адсорбции. Уравнение Фрейндлиха и Ленгмюра. Особенности адсорбции из растворов. Правило Ребиндера, Панета-Фаянса-Пескова. Понятие и виды хроматографии.
презентация [161,4 K], добавлен 28.11.2013Хроматоргафический анализ - метод идентификации химических элементов и их соединений. Физико-химические методы. Классификация хроматографических методов. Краткие сведения о хроматографических методах анализа. Виды хроматографического анализа.
реферат [12,9 K], добавлен 01.06.2008Газовая хроматография - один из наиболее перспективных физико-химических методов исследования, бурно развивающийся в настоящее время. Классификация хроматографических методов. Различные характерные признаки процесса. Сущность методов хроматографии.
реферат [30,3 K], добавлен 25.01.2010Основные понятия процесса адсорбции, особенности ее физического и химического видов. Характеристика промышленных адсорбентов и их свойства. Наиболее распространенные теоретические уравнения изотерм адсорбции. Оборудование, реализующее процесс адсорбции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.10.2011Практическое применение силикагеля, его генезис и строение. Использование сорбентов на основе силикагеля в хроматографических методах анализа. Зависимость свойств сорбентов на основе силикагеля от пористости структуры и химической природы поверхности.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 27.11.2010Прогнозирование энтропий органических соединений при повышенной температуре. Зависимость идеально-газовой энтропии окиси этилена от температуры. Расчет изотермических изменений энтропии. Состояния Ли-Кеслера. Графическая зависимость изотерм и их анализ.
реферат [90,0 K], добавлен 17.01.2009Классификация процесса адсорбции: основные определения и понятия. Общая характеристика ряда промышленных адсорбентов и их свойства. Теории адсорбции. Оборудование, реализующее этот процесс. Особенности протекания различных видов химической адсорбции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 15.11.2011Колориметрические методы измерения теплоты фазового перехода. Общий вид уравнения Клапейрона-Менделеева. Определение молярной теплоты фазового перехода. Устройство прибора, значения углового коэффициента. Показания вакууметра, давление в сосуде.
лабораторная работа [65,0 K], добавлен 06.05.2015Сущность хроматографических методов анализа вещества и применение сорбентов для исследований. Сравнение эксплуатационных свойств хелатсодержащих, карбоксильных, полимерных сорбентов для хроматофокусирования, роль силикагелей в газовой хроматографии.
курсовая работа [897,5 K], добавлен 22.09.2009Изотерма адсорбции паров дихлорэтана на активном угле. Диаметр и высота адсорбера. Коэффициент внутренней массопередачи. Продолжительность адсорбции, выходная кривая. Построение профиля концентрации в слое адсорбента. Вспомогательные стадии цикла.
курсовая работа [225,1 K], добавлен 10.06.2014