Газоадсорбционная хроматография. Особенность метода газоадсорбционной хроматографии ГАХ в том, что в качестве неподвижной фазы применяют адсорбенты с высокой удельной поверхностью 10 1000 м2г-1, и распределение веществ между неподвижной и подвижной фазами определяется процессом адсорбции. Адсорбция молекул из газовой фазы, т.е. концентрированно их на поверхности раздела твердой и газообразной фаз, происходит за счет межмолекулярных взаимодействий дисперсионных, ориентационных, индукционных, имеющих электростатическую природу.
Возможно, образование водородной связи, причем вклад этого вида взаимодействия в удерживаемые объемы значительно уменьшается с ростом температуры.
Комплексообразование для селективного разделения веществ в ГХ используют редко. Для аналитической практики важно, чтобы при постоянной температуре количество адсорбированного вещества на поверхности Сs было пропорционально концентрации этого вещества в газовой фазе Сm Cs кcm т.е. чтобы распределение происходило в соответствии с линейной изотермой адсорбции к константа.
В этом случае каждый компонент перемещается вдоль колонки с постоянной скоростью, не зависящей от его концентрации. Разделение веществ обусловлено различной скоростью их перемещения. Поэтому в ГАХ чрезвычайно важен выбор адсорбента, площадь и природа поверхности которого обусловливают селективность разделение при заданной температуре. С повышением температуры уменьшаются теплота адсорбции HT, от которой зависит удерживание, и соответственно tR . Это используют в практике анализа.
Если разделяют соединения, сильно различающиеся по летучести при постоянной температуре, то низкокипящие вещества элюируются быстро, высококипящие имеют большее время удерживания, их пики на хроматограмме будут ниже и шире, анализ занимает много времени. Если же в процессе хроматографирования повышать температуру колонки с постоянной скоростью программирование температуры, то близкие по ширине пики на хроматограмме будут располагаться равномерно. В качестве адсорбентов для ГАХ в основном используют активные угли, силикагели, пористое стекло, оксид алюминия.
Неоднородностью поверхности активных адсорбентов обусловлены основные недостатки метода ГАХ и невозможность определения сильно адсорбирующихся полярных молекул. Однако на геометрически и химически однородных макропористых адсорбентах можно проводить анализ смесей сильнополярных веществ. В последние годы выпускают адсорбенты с более или менее однородной поверхностью, такие, как пористые полимеры, макропористые силикагели силохром, порасил, сферосил, пористые стекла, цеолиты.
Наиболее широко метод газоадсорбционной хроматографии применяют для анализа смесей газов и низкокипящих углеводородов, не содержащих активных функциональных групп. Изотермы адсорбции таких молекул близки к линейным. Например, для разделения О2, N2, CO, CH4, СО2 с успехом применяют глинистые. Температура колонки программируется для сокращения времени анализа за счет уменьшения tR высококипящих газов. На молекулярных ситах высокопористых природных или синтетических кристаллических материалах, все поры которых имеют примерно одинаковые размеры 0,4 1,5 нм, можно разделить изотопы водорода.
Сорбенты, называемые порапаками, используют для разделения гидридов металлов Ge, As, Sn, Sb см. рис. 8.15. Метод ГАХ на колонках с пористыми полимерными сорбентами или углеродными молекулярными ситами самый быстрый и удобный способ определения воды в неорганических и органических материалах, например в растворителях.