Principio de funcionamiento de la cromatografía de gases

Principio de funcionamiento de la cromatografía de gases

Cromatografía de gaseses una técnica experimental que separa la mezcla en componentes individuales. Se utiliza para identificar y cuantificar los componentes de la muestra. Después de que la muestra pasa por el detector, se registra el cromatograma. Cada pico representa un componente diferente de la muestra mixta inicial. El momento en que aparece un pico se denomina tiempo de retención y se puede utilizar para caracterizar cada componente, y el tamaño del pico (altura o área del pico) es una medida de la cantidad de contenido del componente.

Estructura básica

La estructura básica de un cromatógrafo de gases consta de dos partes, una unidad de análisis y una unidad de visualización. Los primeros incluyen principalmente fuentes de gas y dispositivos de medición de control, dispositivos de alimentación de muestras, termostatos y columnas. Este último incluye principalmente el detector y el registrador automático. Las columnas y los calibradores son los componentes centrales de un cromatógrafo de gases.

（1）Sistema neumático La ruta del gas en el cromatógrafo de gases es un sistema de circuito cerrado en el que el gas portador funciona continuamente. Todo el sistema de circuito de gas requiere gas portador puro, buena hermeticidad, velocidad de flujo estable y medición precisa del caudal.

（2）Sistema de inyección La inyección es la adición uniforme y cuantitativa de una muestra de gas o líquido a la parte superior de la columna.

（3）En el corazón del sistema de separación se encuentra la columna, que actúa para separar la muestra multicomponente en componentes individuales. Las columnas se dividen en columnas empaquetadas y capilares.

（4）La función del detector del sistema de detección es convertir los componentes de la muestra separados por la columna cromatográfica en señales eléctricas según sus características y contenido. Después de la amplificación, la grabadora los registra como cromatogramas.

（5）Sistemas de registro de señales o procesamiento de datos por microordenador En los últimos años, los procesadores de datos cromatográficos han utilizado principalmente cromatógrafos. Los procesadores de datos cromatográficos pueden imprimir los cromatogramas registrados e imprimir los resultados procesados en el mismo papel de registro, como el tiempo de retención, la fracción de masa de los componentes medidos y más.

（6）Sistema de control de temperatura Se utiliza para controlar y medir la temperatura de la columna, el detector y la cámara de gasificación es una parte importante del cromatógrafo de gases. El cromatógrafo de gases se divide en dos categorías: una es el cromatógrafo gas-sólido y la otra es el cromatógrafo gas-líquido. Los dos tipos de cromatógrafos tienen diferentes fases estacionarias, pero la estructura del instrumento es universal.

Principio de funcionamiento

El cromatógrafo utiliza una columna para separar primero la mezcla y, a continuación, utiliza el detector para detectar secuencialmente los componentes separados. Las columnas tienen varios milímetros de diámetro, están llenas de un adsorbente sólido o solvente líquido, y el adsorbente o solvente lleno se denomina fase estacionaria. Correspondiente a la fase estacionaria también hay una fase móvil. La fase móvil es un gas que no reacciona tanto con la muestra como con la fase estacionaria y generalmente es nitrógeno o hidrógeno.　La muestra a analizar se inyecta en la fase móvil en la parte superior de la columna. La fase móvil lleva la muestra a la columna, por lo que la fase móvil también se denomina gas portador. Durante el análisis, el gas portador fluye continuamente a través de la columna a un caudal constante; La muestra se inyecta solo una vez a la vez y los resultados del análisis se obtienen para cada inyección. La separación de la muestra en la columna se basa en la diferencia en las propiedades termodinámicas. La fase estacionaria y los componentes de la muestra tienen diferentes afinidades (diferentes fuerzas de adsorción para el cromatógrafo gas-sólido y diferente solubilidad para el cromatógrafo gas-líquido). Cuando el gas portador continúa pasando a través de la columna con la muestra, los componentes con alta afinidad se mueven lentamente en la columna porque la alta afinidad significa que la fase estacionaria tiene una gran fuerza para tirar de él. La afinidad es más rápida cuando se mueve. Los cuatro tubos de columna son en realidad uno, solo se usan para indicar el estado de cada componente en la muestra en diferentes instantes. La muestra es una mezcla de componentes A, B y C. Cuando el gas portador los llevó a la columna, los tres estaban completamente mezclados. Después de un cierto período de tiempo, después de que el gas portador los haya llevado a cierta distancia en la columna, los tres comienzan a separarse. Luego proceda, los tres se separarán.

La señal dada por el detector para cada componente aparece en el registrador como un solo pico, llamado pico cromatográfico. El valor máximo en el pico cromatográfico es la base para el análisis cualitativo, y el área cubierta por el pico cromatográfico depende del contenido del componente correspondiente, por lo que el área del pico es la base para el análisis cuantitativo. Después de inyectar una muestra de mezcla, la curva registrada por el registrador se denomina cromatograma. Analizar el cromatograma para obtener resultados de análisis cualitativos y análisis cuantitativos.

El gas portador es proporcionado por el cilindro de gas portador y pasa a través de la válvula de control de flujo de gas portador para estabilizar el flujo y el rotámetro para detectar el caudal a la cámara de vaporización de la muestra. El vaporizador de muestras tiene una bobina de calentamiento para vaporizar la muestra líquida. Si la muestra a analizar es gas, no es necesario calentar la cámara de vaporización. La cámara de vaporización en sí es la cámara de inyección y la muestra se puede inyectar en el gas portador. El gas portador ingresa a la columna con la muestra inyectada desde el puerto de inyección, ingresa al detector después de la separación y luego se ventila. Después de amplificar la señal del detector, el registrador registra el cromatograma de la muestra.

Cromatógrafo de gaseses una herramienta de separación y análisis de mezclas multicomponente. Es una técnica cromatográfica en columna que utiliza gas como fase móvil y método de lavado. Cuando el material de análisis de múltiples componentes ingresa a la columna, el coeficiente de partición entre la fase gaseosa y la fase líquida estacionaria de los componentes de la columna es diferente, por lo que la velocidad de funcionamiento de cada componente en la columna es diferente. Una vez que la columna es larga, sale de la columna en secuencia y entra en el detector. Después de ser detectado, se convierte en una señal eléctrica y se envía a la estación de procesamiento de datos. Esto completa el análisis cualitativo y cuantitativo de la sustancia medida.