Рассмотрим особенности наиболее широко применяемых видов хроматографии.

Газовая хроматография - это метод, ПФ в которой является инертный газ (азот, гелий, водород). Анализируемую пробу в виде смеси газов или жидкой смеси в паровое состояние вводят в поток ПФ. Неподвижной фазой служит либо твердое вещество (газотвердофазная или газоадсорбционная хроматография - ГАХ), либо жидкость, нанесенная на твердый инертный носитель или на внутреннюю поверхность капилляра (газожидкостная - ГЖХ или газораспределительная хроматография). В аналитической химии чаще используют газораспределительную хроматографию.

Твердый инертный носитель должен обладать высокоразвитой капиллярной структурой, этому соответствует, например, кизельгур (диатомит) - разновидность гидратированного силикагеля (твердой кремниевой кислоты). Часто ее обрабатывают реагентами, которые переводят группы Si - OH в группы Si - O - Si (СН3) 3, что повышает инертность носителя по отношению к разделяемым веществам (способ силанизации). Таковыми являются, например, носители “хромосорб W” и “газохром Q”.

На кизельгур наносят жидкую неподвижную фазу. Можно выделить три типа неподвижных фаз: неполярные (например, сквалан), умеренно полярные (например, динонилфталан), полярные (например, диметилформамид). Полярность неподвижной фазы должна быть близка к полярности анализируемой пробы, например неполярные пентан, бутан и пропан хорошо разделяются на сквалане. Иногда в качестве подвижной фазы используют органические соединения, ковалентно связанные с носителем (химически связанные фазы). Такие фазы менее чувствительны к повышению температуры. Носителем с неподвижной фазой равномерно заполняют трубку (материал: стекло, нержавеющая сталь, полимер), получают хроматографичеcкую насадочную колонку. Размеры колонок, используемых для аналитических целей, составляют: внутренний диаметр 2-6 мм и длина до 20м (поэтому сгибают в спираль). Для препаративных задач могут использоваться насадочные колонны больших размеров.

Капиллярные колонки чаще изготавливают из кварцевого стекла, имеют внутренний диаметр 0,2 - 0,5 мм и длину 10 - 100 м. Внутренняя поверхность капилляра смачивается теми же жидкими фазами, что и в предыдущем варианте. Капиллярные колонки по разделительной способности более эффективны, чем насадочные колонки, поэтому такой вариант часто называют высокоэффективной газовой хроматографией.

В колонку, продуваемую газообразной подвижной фазой, вводят анализируемую пробу: газообразную смесь удобнее с помощью крана-дозатора, жидкая - с помощью хроматографического шприца (объем пробы мал: 0,1-50 мкл). Жидкие и твердые пробы перед введением в колонку должны быть переведены в парообразное состояние. Выходящие из колонки компоненты можно детектировать различными способами и получать хроматограммы в виде пиков.

Для получения выходной хроматографической кривой используют детектор и регистратор.

Детектор (определитель, анализатор) реагирует на какое-либо свойство газа-носителя и анализируемых веществ. Наиболее распространенными являются детектор по теплопроводности (ДТП или катарометр) и пламенно-ионизационный детектор (ПИД).

Катарометр преобразует зависимость теплопроводности среды от концентрации вещества в хроматографической смеси в электрический аналитический сигнал. Электрическая схема катарометра представляет собой электрический мостик, в одно плечо которого вставлена металлическая проволочка, находящаяся в токе газа-носителя, а в другое плечо вставлена точно такая же проволочка, омываемая газом-носителем с определяемыми веществами хроматографической смеси. До хроматографирования оба плеча катарометра омываются инертным газом и обе проволочки имеют одинаковое электрическое сопротивление, постоянство которого выписы-вается регистратором (самопишущем потенциометром) в виде нулевой линии хроматограммы. При поступлении в катарометр зоны вещества изменяется теплопроводность среды в плече катарометра, соответственно изменяется теплопроводность среды и электрическое сопротивление проволочки. Причём сопротивление меняется точно так же, как распределено вещество в хроматографической зоне, т.е. по закону Гаусса, графическим изображением которого является симметричная колоколообразная кривая (пик). Зависимость

R = f(c) преобразуется электрической схемой катарометра в электрический аналитический сигнал, который выводится на регистратор, выписывающий зависимость в виде пика хроматограммы.

В качестве регистратора используют самопишущий потенциометр или более современное устройство хранения и математической обработки информации - персональный компьютер.

ПИД состоит из водородной горелки, расположенной между двумя электродами. При сгорании компонентов в пламени горелки происходит их ионизация, а в электрической схеме ПИД возникает ток ионизации, пропорциональный концентрации компонентов в смеси. Зависимость тока ионизации от концентрации выводится на регистратор. В современных хроматографах аналоговый сигнал с детектора поступает на аналогово-цифровой преобразователь, информация с которого обрабатывается персональным компьютером. С помощью ПК удается автоматизировать весь хроматографический анализ.