Газовая хроматография: суть метода
При изучении состава и физико-химических свойств смесей учёные и инженеры применяют различные подходы и технологии. К широко практикуемым методам анализа летучих составов относится газовая хроматография.
Историческая справка
Основоположником хроматографии можно называть Михаила Семёновича Цветова, русского биохимика и ботаника-физиолога. Исследователь использовал её для разделения пигментов растений. В ходе экспериментов Цветов наполнял стеклянную колонку твёрдым адсорбентом, инулином или подобным по свойствам и капал сверху экстрактом хлорофиллов, растворённых в тяжёлом бензине, лигроине. Затем выливал небольшой объём растворителя в колонку. После чего из нижнего конца последовательно вытекали жидкости разного цвета, а верхняя часть сорбента окрашивалась в зелёный цвет с образованием отчётливой жёлтой каймы по краю.
Повторный пропуск чистого лигроина приводил к расширению цветных зон. Появлялась возможность выделить и проанализировать более узкие полоски отдельных пигментов. Подобный графический результат стал именоваться хроматограммой. Сам же метод в 1903 г. был назван адсорбционным анализом и лишь через 3 года – хроматографией.
Виды хроматографии
Суть метода заключения во взаимодействии веществ, находящихся в двух разных физических состояниях. Исследуемая смесь представляет собой газ или жидкость и движется, что определяется как мобильная фаза. Второй компонент, жидкость или твёрдое тело, задерживает молекулы смеси по мере их перемещения через свою толщу. Элементы отделяются от подвижной фазы и оседают в неподвижной последовательно в соответствии со своими физическими характеристиками.
В промышленности и научных изысканиях встречаются 4 типа хроматографии:
- Бумажная. В качестве неподвижной среды служит фильтровальная бумага. Хотя к этому методу редко прибегают в серьёзных лабораториях, он служит хорошим наглядным пособием для учащихся.
- Тонкослойная. Вместо бумаги используется стекло, покрытое тонким слоем силикагеля. Компоненты поднимаются вверх по такой пластине с разными скоростями. Полученный рисунок визуализируется в ультрафиолетовом свете.
- Газовый. Для анализа газов разработан специальный прибор, газовый хроматограф. Он включает инжекционный портал, колонки с неподвижной фазой, детектор и систему регистрации данных. Объём вводимого образца как правило мал и составляет несколько микролитров. Источником вещества выступают баллоны с газом сжиженным или сжатым. Для проб в жидком агрегатном состоянии устройство ввода должно быть совмещено с испарителем.
- Жидкостная. Предназначена для анализа нелетучих соединений в растворах. С помощью насоса жидкость прокачивается через трубку с сорбентом при установленном уровне давления.
Сфера применения
Газовая хроматография, равно как и другие её типы, находит широкое применение в радиохимии, мониторинге состояния окружающей среды, медицине, пищевой промышленности, работе правоохранительных структур. Хроматография задействуется в более 60% химических исследований, кроме того, с её помощью также изучают ДНК и различные биологические процессы.
Похожие статьи
