Способ хромато-распределительного анализа многокомпонентных смесей Советский патент 1980 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к способам анализа многокомпонентных смесей, а именно к хромато-распределительному способу, и может быть использовано при качественном и количественном анализе. Известен способ анализа ароматических углеводородов в смеси с алифатическими углеводородами в водных растворах путем неоднократного установления равновесия жидкость-пар и удаления паровой фазы заменой ее чистым газом с последующим определением ароматических углеводородов в растворе 1. Недостаток способа - длительность анализа связанная с многократным установлением равновесия. Известен хромато-распределительный способ анализа многокомпонентных смесей, заключающийся в последовательном использованием двух методов: распределения анализируемых смесей между фаза ми (жидкость-жидкость или жидкостьпар) в стеклянной емкости с притертой пробкой и хроматографического анализа проб, отобранных из одной или обеих фаз 2 . Недостатком этого способа является его длительность, обусловленная раздельным осуществлением процессов распределения и хроматографического анализа. Цель изобретения - сокращение времени анализа.Поставленная цель достигается тем, что в способе хромато-распределительного анализа многокомпонентных смесей, включающем распределение анализируемой пробы между фазами и хроматографический анализ поглощенных этими фазами компонентов, распределение компонентов смеси между фазами производят в емкости с двумя секциями,заполненными различными сорбентами, путем ввода рробы смеси в границу раздела между рлоями сорбентов, а отбор компонентов (ja хроматографический анализ осуществляют потоком газа-носителя, вводимым в указанную границу раздела и выводи1«1ым двумя отдельными потоками с противоположных концов указанной емкости. На фиг. 1 представлена принципиальная газовая схема устройства для осуществления предлагаемого способа, этап распределения анализируемой пробы; на фиг. 2 - то же, зтап одновременного хроматографического анализе поглощенных сорбентами частей анализируемой пробы на разных колонках.

Способ осуществляется следующим образсм.

Секцию 1, 2 распределительной емкости 3 заполняют сорбентами с различной полярностью( .возможен вариант, когда заполняется одна секция) в зависимости от постановки задачи.

Распределительную емкость устанавливают в термостат и посредством переключающего экрана 4 ее вводят или исключают из потока газа-носителя.

Анализируемую смесь шприцем через мембрану 5 вводят в распределительную емкость, исключенную из потока газаносителя. Через определенный промежуток времени (достаточный для распределения анализируемой смеси между фазами) переключающим краном распределительную емкость вводят в поток газа-носителя,, тем самым осуществляют одновременную подачу распределившихся частей пробы в хроматографические колонки б, 7 для анализа.

Компоненты анализируемых частей пробы после выхода из колонок поступают 3 детекторы 8, 9, сигналы которых через усилители 10, 11 регистрируются самопишущими потенциометрами 12,13.

После выхода анализируемых компонентов из колонок газовая схема подготовлена к следующему анализу.

Способ позволяет использовать систему распределения, включающую число секций большую, чем два, что дает возможность определить коэффициенты распределения многокомпонентных с различными парами сорбентов.

На лабораторном хроматографе типа ЛМХ-8МД (дополнительно оснащенным услителем малых токов и самопишущим потенциометром КСП-4) с дифференциальным пламенно-ионизационным детектором осуществляют качественный и количественный анализ искусственной смеси, содержащей нормальные парафинвые углеводороды: пентан, гептан, октан и ароматические углеводороды: бензол, толуол, И-ксилол. Анализ проводят по схеме, представленной н фиг.1,2.

Секции распределительной емкости заполняют соответственно сорбентами 20% сквалана на диатомитовом кирпиче фракции 0,25-0,5 мм и 20% БИС-2 (цианэтиловый эфир) на диатомитовом кирпиче фракции 0,25-0,5 мм. Хроматографические колонки длиной 1 м и диаметром 3ММ заполняют сорбентом 20% сквлана на диатомитовом кирпиче фракции 0,25-0,5 мм. Расход газа-носителя (азота) на каждую колонку 25 мл/мин. Температура колонок и распределительной емкости . Объем вводимой пробы 2 мкл. Время распределения 5 мин.

Результаты эксперимента приведены на хроматограммах фиг. 3, 4, 5.Пики хроматограмм соответствуют: 1 - пентану, 2 - бензолу, 3 - гептану, 4 толуолу, 5 - октану, 6 - пара-ксилолу

Фиг. 3 характеризует разделение исследуемой смеси на колонке со скваланом без этапа распределения; фиг. 4 - анализ поглощенной части смеси в секции, заполненной 20% сквалана на диатомитовом кирпиче; фиг. 5 - анализ поглощенной части смеси в секции, заполненной 20% БИС-2 (цианэтиловый эфир) на диамитовом кирпиче.

Сравнение хроматограмм, представленных на фиг. 3, 4, 5, позволяет провести идентификацию анализируемых углеводородов по резкому уменьшению содержания парафиновых углеводородов в части пробы, поглощенной на сорбенте 20% БИС-2 (цианэтиловый эфир) на диатомитовом кирпиче, учитывая, что БИС-2 (цианэтиловый эфир) значительно полярнее сквалана, а ароматические углеводороды полярнее парафиновых.

Количественный анализ с учетом того, что анализируемую пробу после распределения подают в хроматографические колонки целиком, проводят методом нормировки.

Расчет ведут по формуле

S--100;

1

где - концентрация компонента, %; - коэффициент чувствительности;S - площадь пика, мм .

Результаты количественного анализа исследуемой смеси свидетельствуют о достоверности предлагаемого способа

Использование предлагаемого способа хромато-распределительного анализа многокомпонентных смесей по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества: методы распределения и хроматографического анализа связаны аппаратурным оформлением, что приводит к сокращению времени на его проведение; в хроматографичесцие колонки подаются компоненты анализируемой смеси без растворителя; возможность многократного использования для распределения одной и той )1е системы фаз; отпадает необходимость точной дозировки вводимой пробы и иметь данные по коэффициентам распределения анализируемых компонентов в выборной системе фаз при количественном анализе, так как расчет можно проводить методом нормировки; возможность проведения способа как с малыми, так и с большими количествами пробы; универсальность проведения способа, заключающаяся п

возможности проведения распределения в системах жидкость-жидкость, жидкость-пар, жидкость-твердое тело, твердое тело-твердое тело, твердое тело-пар.

Формула изобретения Способ хромато-распределительного анализа многокомпонентных смесей веществ, при котором компоненты анализируемой смеси распределяются между двумя фазами и производят хроматографический анализ поглощенных этими фазами компонентов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени анализа, распределение компонентов смеси между фазами про20,Ъ f10C,tJLme/ib

тгеводят в емкости с двумя секциями заполненными различными сорбентами, путем ввода пробы смеси в границу раздела между слоями сорбентов, а отбор компонентов на хроматографический анализ осуществляют потоком газа-носителя, вводимым в указанную границу раздела и выводимым двумя отдельными потоками с противоположных концов указанной емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3759086, кл. 23-23 R, 1971.

2.Березкин В. Г. и др. Хроматораспределительный метод , М., Наука, 1976, с. 67-73 (прототип).

ta-t-MOCU.mt