Способ хроматографического анализа газов,растворенных в жидкости

 

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 .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

I з(5п 01 )1 31/08

Н *BTOPCNGMY СЮДЕТНЪСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

121) 2877755/23-25 (22) 30.01.80 (46) 30.08.83. Вюл. Р 32 (72) Л.Н.Москвин, М.Ф.Гумеров и А.И.Роршков (53) 543.544(088.8) (56) Диеффери O., Кипиннг Il. Анализ газов методами газовой хроматографии. М., "Жир, с. 228-236.

2. Авторское свидетельствогСССР по заявке Ф 2625433/25, кл. Я 01 М 31/08, 1979 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ КРОИАТОГРАФИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА А30В, РАСТВОРЕННЫХ В ЖИДКОСТИ, включающий извлечение раство, ренных газов иэ иидкости с последую. щим хроматографическим разделением в токе газа - носителя, о т л ич а ю шийся:тем,, что, с целью повыиюния чувствительности анализа, извлечение газов проводят путем предварительного, поглощения их слоем сорбеита при фильтрации пробы иидкости через сорбент с последующей десорбцией газов потоком гаэаносителя.

1038874

Изобретение относится к хроматОграфическим методам анализа, а именно к анализу газон, растворенных в жидкости.

Известны хроматографические спосо бы анализа газов, растворенных в жидкостях, основанные на следующих способах выделения газовой фазы и проб: кипячение, ныделение и .использованием вакуума, поглощение жидкости на слое адсорбента, выделение потоком инертного газа fit.

Однако укаэанные способы либо длительны во времени, либо сложны по аппаратурному оформлению, либо обладают низкой чувствительностью и 15 воспроизводимостью.

Известен способ анализа газов, в котором выделение растворенных газов из жидкости в газ-носитель проводят путем продавливания пробы через по- 20 ристый фильтр или капилляр. Газы, выделяющиеся из жидкости после прохождения в потоке газа-носителя, направляют на хроматографическое разделение и регистрируют. Этот 25 способ основан на том, что при продавлинании пробы с помощью газа-носителя через фильтр или капилляр создается разность давлений до и после фильтра, жидкость до фильтра насыщается газом-носителем при больл 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 унеличением объема пробы жидкости пропорционально увеличивается и объем газа-носителя, необходимый для извлечения растворенных газов н заданном интервале перепада дав40 лений до и после фильтра..

Цель изобретения — повышение чувствительности анализа.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему извлечение растворенных газов иэ жид-. кости и хроматографическое разделение извлечение газон производят путем предварительного поглощения их слоем сорбента при фильтрации пробы жидкости через сорбент с последующей де-. .сорбцией газов потоком газа-носителя.

При фильтрации жидкости через слой сорбента растворенные в жидкости газы практически полностью адсорбируются на нем. Проскок газов.в фильтрат начинается лищь после насыщения сорбента.Жидкость из свободного объема сорбента удаляют, например,с по60 мощью газа-носителя,по мере удаления жидкости происходит десорбция газов из сорбента в газ-носитель, которыя затем направляют в хроматографическую колонку. 65

На фиг.1 и 2 возможные схемы ана7 лиза растворенных н жидкости газов по предлагаемому апособу; на фиг.З кривые изменения отношения концентра ". ций газон н фильтрате Сэы к концентрациям их н исходной воде С ц в зависимости от объема пропущенной через слой сорбента воды; на фиг.4 — кривые изменения количества газов, поглощенных сорбентом, н зависимости от объема пропущенной жидкости; на фиг.5 - хроматограмма анализа растворенных в воде нодорода, кислорода и азота.

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью двух шестиходо ных кранов A и Б (фиг.1), в качестве которых могут быть использованы стандартные краны-дозаторы для ввода газовых проб. В одном из положений крана A (фиг.1) пробу жидкости, содер. жащей растворенные газы, пропускают через колонку 1, заполненную какимлибо сорбентом. При этом растворенные газы поглощаются сорбентом. После того, как заданный объем пробы будеа пропущен через сорбент, изменяя пОложение крана A колонку 1 подсоединяют к источнику. газа-носителя (фиг.2). Часть жидкости, 1 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 проходяэ приемный сосуд 2, осушитель 3 и поступают в хроматографическую колонку 4, затем в измерительную камеру детектора 5.

По окончании анализа краны A 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 фильнр, прямо пропорционально козффицйенту Генри для газов в системе жидкость — твердый сорбенти 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 с повышением температуры убывает значительно быстрее величины адсорбции.Поэтому процесс фильтрации жидкости через слой сорбента выгоднее вести при повышенных температурах, не превышаю

1038874 щих однако температуру кипения жидкости.

Предлагаемый способ анализа может быть реализован в различных вариантах.

Пример 1. Объем "пробы жидкости меньше объема, при котором наблюдается проскок какого бы то ни было анализируемого газа в-фильтрат.

В этом случае количество газа, определенное по хроматографии,соответствует его содержанию в пробе жидкос- 10 ти, пропущенной 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 l5 .необходимо предварительно откачать либо тщательно продуть газом-носителем иди жидкостью, не содержашей анализируемых газов.

Пример 2. Объем пробы жидкости в несколько раз превышает объем жидкости, при котором наблюдается насыщение сорбентного слоя наиболее сильно сорбирующимся компонен-; том газовой Фазы пробы. В этом слу- .25 чае количество газа, определенное по

fõðîìàToãðàììàì, соответствует .объему пробы, при котором соотношение кон.центраций компонента в исходной жидкости и фильтрате соответствует еди- у» нице (фиг.3). Кроме того, предвари тельная обработка сорбента необяза,— тельна, так как даже в случае, когда сорбент насыцен входящими в состав пробы газами, должно установиться равновесное распределение газа между жидкостью и сорбентом, соответствую.щее 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 чув ствительности. Например, при использовании колонки длиной 59 см .ф 0,4 см заполненой гранулированным политетрафторзтиленом (размер гранул 0,02-0,05 см), чувствительность определения водорода, кислорода.и азота в воде (объем пробы 50 мл, газ-носитель аргон, хромотограф ЛХМ-ЗМД, детектор по теплопроводности, ток детектора 130 мА) составляет соответственно 9,01, 1,0 и 3,0 мкг в литре.

1038874

0,Н8

Время,иин

Фиг.д"

Редактор С. Ев ятковская

Заказ 6223/52 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

iIo делам изобретений,и открытий

113035, Москва, й-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная, 4

И

l2

Щ

О

06

ОВ

Составитель А. Бочков

Техред М,Тенер Корректор, Г. Реь етник