Способ газохроматографического анализа состава смесей,содержащих пары слаборазделяемых компонентов Советский патент 1985 года по МПК G01N30/52 

1

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 хроматоГрамм (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 Х| , х и Xj - коэффициенты теплопроводности первого компонента и газа-носителя соответственно. Для простоты будем считать индивидуальные пики Гауссовыми, а теплопроводность смеси - линейной функцией теплопроводностей компонентов (нарушите этих условий усложняет только математические выкладки, результат ж.е никак не ограничивается) Тогда F(t) пропорционапьно величине

(s-x,e.pH).A(y,-x,lexp(,

где А - отношение молярных долей

первого и второго компонентов,

Л - разница времен удерживания компонентов;

б - отношение дисперсий пиков

компонентов,

Если ,то первое слагаемое в (1) является положительным, а второе - отрицательным и детектируется не сумма сигналов, а их разность. В результате суммарный пик (1) состоит из положительной и отрицательной частей (инверсный пик Соотношение между линейными элементами этих частей, а также между их площадями определяется только величинами А, и d и зависит от этих величин оддюзначно. Поэтому, если определить градуировочную зависимость А от S, или в где 9,,2 пло щади положительнойи отрицательной части с ммарного пика, то по инверс792182

ному пику можно однозначно найти мольные доли компонентов анализируемой смеси. ,

Пример 1, Эксперименты проводились на хроматографе Цвет-102, Регистрация хроматографического си1- нала производилась детектором по теплопроводности (катарометром). Слаборазделяемой смесью являлась

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

6,540-

-. Поэтому в качестсм. с.град

не газа-носителя был выбран азот, коэффициент теплопроводности которого в указанном диапазоне температур

со .п-5 кал

составляет 6,210 , т.е.

см.с.град

меньше,, чем у кислорода, но больше, чем у аргона..

Расход азота устанавливался 2530 , ток накала катарометра100 мА, Использовалась Колонка.длиной 5 м с внутренним диаметром 3 мм с молекулярными ситами 5 А. Температура термостата колонок 50 С.

Инверсный 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 V суммарного пика необходима определенная начальная концентрация аргона в смеси. 1

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 соответствуюище значения мольных долей.

В табл. 1 представлены результаты опытов.

Таблица 1

Концентрации, найденные предлагаемым способом, процент аргона

этого графика, введение 10Z углекислого газа в газ-носитель (азот) приводит к смещению градуировочной кривой таким образом, что она выходит практически из начала координат. В .табл. 2 представлены результаты измерения состава аргонокислородных смесей предлагаемым способом при использовании смеси углекисльш газ

1. СПОСОБ ГАЗОХРОМЛТОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СОСТАВА СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПАРЫ СЛАБОРАЗДЕЛЯЕМЫХ КОМПОНЕНТОВ, включающий ввод пробы смеси в потоке газа- носителя 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

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

Пример 2. Эксперимент проводился в тех же условиях, что и в примере 1, но в качестве газа-носителя использовалась смесь аргона с углекислым газом в объемом соотно шении 1:10. .

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

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

О 0.25 0.50 0 ,00 Мольная Фиг.2