Способ хроматографического анализа газов,растворенных в жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N31/08 

И-зобретёние относится к хроматйграфическим методам анализа, а именно к анализу газов, растворенных в жидкости. Известны хроматографические спосо бы анализа газов, растворенных в жидкостях, основанные на следующих способах выделения газовой фазы и проб: кипячение, выделение и использованием вакуума, поглощение жидкости на слое адсорбента, выделение потоком инертного газа 1. Однако указанные спосрЪы либо длительны во времени,либо сложны по аппаратурному оформлению,либо обладают низкой чувствительностью и воспроизводимостью. Известен способ анализа газов, в котором выделение растворенных газов из жидкости в газ-носитель проводят путем продавливания пробы через пористый фильтр или капилляр. Газы, выделяющиеся из жидкости после прохождения в потоке газа-носителя, направляют на хроматографическое . разделение и регистрируют. Этот способ основан на том, что при продавливании пробы с помощью газа-носи теля через фильтр или капилляр создается разность давлений до и после фильтра, жидкость до фильтра насыщается газом-носителем при больп шом давлении, а при попадании пробы в камеру с низким давлением происходит выделение растворенных газов 2 Однако в известном способе чувствительность анализа ограничена, .так как с увеличением объема пробы жидкости пропорционально увеличивае ся и объем газа-носителя, необходимый для извлечения растворенных газов в заданном интервале перепада да лений Д9 и после фильтра.. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему извлечение растворенных газов из жи кости и хроматографическое разделен извлечение газов производят путем предварительного поглощения их слое сорбента при фильтрации пробы жидко ти через сорбент с последующей де-. .сорбцией газов потоком газа-носителя. При фильтрации жидкости через слой сорбента растворенные в жидкос ти газы практически полностью адсорбируются на нем. Проскок газов в фильтрат начинается лищь после насыщения сорбента,Жидкость из свободног объема сорбента удаляют,например,с п мощью газа-носителя,по мере удаления жидкости происходит десорбция гаэсзв из сорбента в газ-носитель, KOTOptsito затем направляют в хроматографическу колонку.. На фиг.1 и 2 возможные схемы ана лиза растворенньох в жидкости газов по предлагаемому апособу; на фиг.З кривые изменения отношения концентрат ций газов, в фильтрате к концентрациям их в исходной воде С g(,,y в зависимости от объема пропущенной через слой сорбента воды на фиг.4 - кривые изменения количества газов, поглощенных сорбентом, в зависимости от объема пропущенной жидкости; на фиг.5 - хроматограмма анализа растворенных в воде водорода, кислорода и азота. Предлагаемый способ может быть реализован с помощью двух шестиходо-з вых кранов А и Б (фиг.1), в качестве которых могут быть использованы стандартные краны-дозаторы для ввода газовых проб. В одном из положений крана А (фиг.1) пробу жидкости содержащей растворенные газы, пропускают через кoлoн y 1, заполненную какимлибо сорбентом. При этом растворенные газы поглощаются сорбентом. После того, . как заданный объем пробы будёя пропущен через сорбент, изменяя положение крана А, колонку 1 подсоединяют к источнику газа-носителя (фиг.2). Часть жидкости, т оставшейся в свободном объеме колонок 1,с помощью газа-носителя вытесняется в приемный сосуд 2. Одновременно происходит выделение анализируемых газов из сорбента в газ-носитель, в потоке которого они проходяш приемный сосуд 2, осущитель 3 и поступают в хроматографическую колонку 4, затем в измерительную камеру Детектора 5. По окончании анализа краны А и Б переводят в положение, при котором через колонку 1 пропускается очередная порция анализируемой жидкости, а отработанная жидкость с помощью вспомагательного потока газа-носителя вытесняется из приемного сосуда 2 (фиг.1). Количество жидкости, которое может быть пропущено через слой сор-« бента до проскока анализируемого газа в Фильрр, прямо пропорционально коэффициенту Генри для газов в системе жидкость - твердый сорбент и при неизменных параметрах процесса остается,величиной постоянной. Коэффициент Генри зависит от взаимодействия газов с сорбентом. С другой стороны, коэффициент Генри зависит от взаимодействия газа с жидкостью, т.е. от растворимости газа в данной жидкости.Причем растворимость газа сповышением температуры убывает значительно быстрее величины адсорбции.Поэтому процесс фильтрации жидкорти через слой сорбента выгоднее вести цри повышенных темпе.ратурах, не превышают

щих однако температуру кипения жидкости. ,

Предлагаемый способ анализа может быть реализьван в различных вариантах.

Пример 1. Объем - пробы. жидкости меньше объема, при котором 5 наблюдается проскок какого Ьы то ни было анализируемого газа в фильтрат. В этом случае количество газа, определенное по хроматографии соответствует его содержанию в пробе жидкое- Ю ти, проп5чдейной через слой сорбента {фиг. 3 и 4, зависимости получены в одних и .тех же условиях. Однако последний не должен содержать анализируемых газов, для чего сорбент 15 необходимо предварительно откачать либо тщательно продуть газом-носителем иди жидкостью, не содержагвей анализируемых газов.

Пример 2. Объем пробы 20 жидкости в несколько раз превышает объем жидкости, при котором наблюдается насыщение сорбентного слоя наиболее сильно сорбирующимся компонен-.; ГСМ газовой фазы пробы. В этом слу- -25 чае количество газа, определенное по осроматограммам, соответствует -объему пробы, при котором соотношение концентраций компонента в исходной жидкости и фильтрате соответствует еди- JQ нице (фиг.3). Кроме того, предварительная обработка сорбента необязательна, так как даже в случае, когда сорбент насыцен входящими в состав пробы , должно установиться равновесное распределение газа между жидкостью и сорбентом, соответствующее содержанию газа в исходной пробе.

В качестве сорбента для дегазации жидкости, можно применять практически любые гранулированные материалы, например различные используемые в хромотографии адсорбенты и носители с размерами гранул 0,1-1,0 мм. Подбирая материал, длину сорбентного слоя и температуру, при которой ; производится фильтрация жидкости можно в достаточно широких пределах увеличивать объем фильтруемой пробы, достигая тем самым необходимой чувствительности. Например, при использовании колонки длиной 59 см 0,4 см

.заполненой гранулированным политетрафторэти.пеном (размер гранул 0,02-0,05 см), чувствительность определения водорода, кислорода и азота в воде (объем пробы 50 мл, газ-носитель аргон, хромотограф ЛХМ-ВМД детектор по теплопроводности, ток

детектора 130 мА) составляет соответственно 9,01, 1,0 и 3,0 мкг в литре.

СПОСОБ ИРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ГАЗОВ, РАСТВОРЕННЫХ В ЖИДКОСТИ, включаюпшй извлечение раствог ренных газов « из ясидкости с последуют щим хроматографическим разделением в токе газа - носителя, отличающийся (тем,; что, с целью повышения чувствительности анализа, извлечение газов проводят путем предварительного поглощения их слоем сорбейта при фильтрации пробы жидкости через сорбент с последую1аей десорбцией газов потоком газаносителя.

1.2 1.0 Ы S,6

м

0.1

ю ZD 30 W 50 60 70 JP 90 т iw zo у,мп

Фиг.

«SF Sr т KB

20

23 Время, ним .