При определении расхода газа регистрируют время t мин, за которое мыльная пленка вытесняется газом на определенный объем V см3. Расход газа V, см3/мин, вычисляют по формуле
V=y . (1)
Потенциометр автоматический КСП-4 по ГОСТ 7164—78. Вакуумметр образцовый по ГОСТ 6521—72.
Вакуумный насос ВН-461 М или аналогичный.
Весы аналитические.
Переносная горелка для стендовой пайки стекла.
Секундомер по ГОСТ 5072—79.
Аргон марки ВЧ по ГОСТ 10157—79 в баллоне.
Водород технический по ГОСТ 3022—80 в баллоне.
Редуктор газовый баллонный ДКП-1—65, 2 шт.
Редуктор газовый баллонный ДВП-1—65.
Сосуд Дьюара.
Азот жидкий по ГОСТ 9293—74.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.
Ампулы из молибденового стекла с кранами из стекла и фторо пласта вместимостью 50—100 см3 (черт. 7).
Метилен хлористый по ГОСТ 9968—73, марки А.
Ампула с краном
У
ропласта (молибденовое стекло)
из стекла и
то-
глерод четыреххлористый по ГОСТ 4—75.Хлороформ по ГОСТ 20015—74.
Этил хлористый по ГОСТ 2769—78, марки А.
Бутан, х.ч.
Изобутан, х.ч.
Метил хлористый с массовой долей основного компонента не менее 99%.
Метилдихлорсилан с массовой долей основного компонента не менее 99%.
Метилтрихлорсилан с массовой долей основного компонента не менее 99 % .
Хлорметилметилсилан с массовой долей основного компонента не менее 99 %.
Трихлорсилан с массовой долей основного компонента не менее 99,999'%.
Трихлорсилан с массовой долей метилена хлористого не более 1-10 3 %.
ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
О
А—боковой отвод крана
Ф 30- 35
і
пределение части пробы для анализаОтбор части пробы для анализа проводят в ампулу из молибденового стекла с краном из стекла и фторопласта (черт. 7), имеющую объем 50—100 см3. Для этого ампулу вакуумируют до остаточного давления 10 Па (7.5-1G 2 ммрт. ст.). Затем к боковому отводу Л крана ампулы (см. черт. 7) припаивают трубку из молибденового стекла. Свободный конец трубки погружают в емкость с трихлорсиланом и открывают кран ампулы. При этом проба засасывается в вакуумированную ампулу. После этого кран закрывают и трихлорсилан, оставшийся в боковом отводе крана, удаляют вакуумированием.
Ампулу с пробой припаивают к вакуумной системе напуска в вертикальном положении краном вниз.
Приготовление образца сравнения
Образец сравнения готовят в ампуле из молибденового стекла с краном из стекла и фторопласта смешиванием трихлорсилана, содержащего не более МО-3 % хлористого метилена, с хлористым метиленом.
С этой целью ампулу откачивают вакуумным насосом до остаточного давления 10 Па (7,5-Ю”2 мм рт. ст.) и закрывают кран ампулы. Ампулу отсоединяют от насоса и на аналитических весах определяют ее массу (т0, г). В боковой отвод крана (А, черт. 7) заливают около 0,5 см3 хлористого метилена и кратковременным при- открыванием крана вводят его в ампулу в количестве 0,02—0,05 см3 (избегать попадания в ампулу воздуха).
Хлористый метилен, оставшийся в боковом отводе крана, сливают и удаляют вакуумированием. Взвешивают ампулу с введенным в нее хлористым метиленом (ть г).
Метилен хлористый в ампуле замораживают жидким азотом. Боковой отвод крана ампулы опускают в емкость с трихлорсиланом. Кран открывают и заполняют трихлорсиланом ампулу. Кран закрывают и трихлорсилан из бокового отвода удаляют вакуумированием. Ампулу со смесью взвешивают (М, г). Массовую долю хлористого метилена в смеси (Хст) в процентах вычисляют по формуле
М—т0
-100.
(2)
Ампулу с образцом сравнения припаивают к вакуумной системе напуска (черт. 4) в вертикальном положении краном вниз. Образец сравнения годен неограниченное время (до полного израсходования).
Регенерация системы осушки газ а-н о с и т е л я
Для регенерации систему осушки газа-носителя краном 3 (черт. 5) подсоединяют к вакуумному насосу и погружают в сосуд с теплой водой (50—60 °С). Кран 3 открывают и систему вакуумируют до остаточного давления 10 Па (7,5-10~2 мм рт.ст.). После этого кран 3 закрывают, вынимают систему из воды и отсоединяют от вакуумного насоса. Регенерацию системы осушки газа-носителя проводят в начале каждой рабочей смены.
Порядок включения хроматографической
установки
Прежде чем включить блоки прибора, систему осушки газа-носителя помещают в пары жидкого азота, налитого в сосуд Дьюара, и устанавливают потоки аргона, водорода и воздуха. Для этого открывают баллоны и редукторами на входе блока БПХ-1 (черт. 1) устанавливают давления, указанные в п. 2. Затем открывают последовательно краны 1 и 2 системы осушки (черт. 5), кран 7 вакуумной системы напуска (черт. 4) и кран 4 (черт. 1). Краны 5, 6, 8, 10 вакуумной системы напуска (черт. 4), кран 3 (черт. 1) должны быть закрыты.
Включают блоки прибора в следующей последовательности: регуляторы температур термостатов РТ-09 и РТ-17 17 и 16 (черт. 1) (температура в термостате детектора должна быть 150°С), блок питания ионизационно-пламенного детектора БПД-19 5 (черт. 1), измеритель малых токов ИМТ-05 7 (черт. 1), блок питания детектора по теплопроводности БПК-20 18 (черт. 1) (ток моста детектора должен быть 100 мА) и автоматические потенциометры КСП-4 (8 и 19 на черт. 1).
После того, как блоки включены зажигают пламя в ионизационно-пламенном детекторе. Зажигание пламени осуществляют нажатием кнопки «зажигание пламени», расположенной на боковой стенке термостата колонок. О зажигании пламени свидетельствует легкий хлопок в детекторе. Убедиться в наличии пламени можно по запотеванию зеркальца или полированного металлического предмета, поднесенного к выходному штуцеру детектора.
Затем устанавливают криогенную ловушку 10 (черт. 1) и включают вакуумый насос 11 (черт. 1).
Регенерация хроматографической колонки
Для новой хроматографической колонки перед проведением анализа проводится специальная подготовка. С этой целью устанавливают потоки аргона и воздуха в соответствии с п. 3.4 (система осушки должна быть отрегенерирована по п. 3.3), но кран 4 (черт. 1) оставляют закрытым. Включают регуляторы температур термостата детектора 17 (черт. 1) и термостата хроматографической колонки 16 (черт. 1). При этом температуру в термостате детектора устанавливают равной (150±1)°С, а в термостате хроматографической колонки (200±1)°С. В этих условиях хроматографическую колонку выдерживают в течение 4—5 ч. Затем закрывают кран 3 (черт. 1), снижают температуру в термостате хроматографической колонки до (120±1)°С и продувают колонку аргоном в течение 7—8 ч.
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
После подготовки установки в соответствии с пп. 3.3 и 3.5- хроматографическую установку выводят на следующий рабочий режим:
температура термостата хроматографической колонки . (27±1)°С
температура термостата детектора по теплопроводности (150± 1)°С
температура испарителя (50±1)°С
ток питания детектора по теплопроводности .... (100± 10) мА расход газа-носителя (аргона) (35±2) см3/мин
расход водорода . . (30±2) см3/мин
расход воздуха . . (300±20) см3/мин
скорость протяжки ленты автоматических потенциометров . . 600 мм/ч.
Для ввода навески открывают краны 5 и 10 (черт. 4). После достижения в вакуумной системе давления 10 Па (7,5*10~2 мм рт. ст.) кран 5 (черт. 4) закрывают. Приоткрыванием крана на ампуле с анализируемым образцом 1 (черт. 4) в системе напуска по вакуумметру 2 (черт. 4) устанавливают давление 50000 Па (375 мм рт.ст.). Закрывают кран 10 (черт. 4), отсекающий дозирующий объем. Открывают кран 8 (черт. 4), затем одновременно закрывают кран 7 и открывают кран 6 (черт. 4) и сразу же включают секундомер. После этих действий аналитическая навеска оказывается введенной в хроматографическую колонку и начинается регистрация хроматограммы. Ниже под словами «регистрация хроматограммы», если не сделано специальной оговорки, понимается одновременная регистрация хроматограммы на автоматическом потенциометре 8 (черт. 1), подключенном к ионизационно-пламенному детектору и на автоматическом потенциометре 19 (черт. 1), подключенном к детектору по теплопроводности.
В процессе регистрации хроматограммы на ней фиксируют фактическое время удерживания (время от момента ввода аналитической навески в хроматографическую колонку до момента выхода максимума соответствующего хроматографического пика) и показатель шкалы потенциометра ИМТ-05, при котором этот пик записан на хроматограмме.
Регистрация каждого пика на хроматограмме должна быть проведена в таком положении переключателя потенциометра ИМТ-05 7 (черт. 1), которое обеспечивает запись пика в оптимальном интервале шкалы автоматического потенциометра КСП-4.
С этой целью первую навеску используют для записи предварительной хроматограммы. При этой записи для каждого хроматографического пика подбирают такое положение переключателя потенциометра ИМТ-05, при котором высота хроматографического пика составляет от 40 до 100 % шкалы автоматического потенциометра КСП-4.
В связи с тем, что попадание большого количества трихлорсилана в ионизационно-пламенный детектор ухудшает стабильность его работы, основную часть полосы трихлорсилана следует отводить мимо ионизационно-пламенного детектора, переключая краны 3 и 4 (черт. 1). Время выхода трихлорсилана — момент переключения кранов — определяют с помощью детектора по теплопроводности и автоматического потенциометра 19 (черт. 1). Краны переключают, когда на автоматическом потенциометре 19 (черт. 1) начинает записываться пик, соответствующий трихлорсилану. После того, как этот автоматический потенциометр оканчивает запись пика трихлорсилана, краны 3 и 4 (черт. 1) переключают в обратную сторону.
После записи предварительной хроматограммы краны возвращают в положения, указанные в п. 3.4, и, повторяя операции, изложенные в п. 4.2, вводят еще одну навеску пробы и регистрируют хроматограмму. Затем последовательно вводят еще две навески пробы и для каждой регистрируют хроматограмму. Три хромато
граммы, зарегистрированные после предварительной, используют, как указано ниже, для получения первого, второго и третьего результатов параллельных определений — массовой доли каждого из определяемых компонентов в пробе.
Затем регистрируют хроматограммы образца сравнения. С этой целью краны возвращают в положения, указанные в п. 3.4, и открывают краны 5 и 10 (черт. 4). Ввод материала образца сравнения в хроматографическую колонку и регистрацию хроматограммы образца сравнения осуществляют аналогично вводу аналитической навески анализируемой пробы и регистрации его хроматограммы (пп. 4.2; 4.3; 4.4), но в этом случае после того, как давление в вакуумной системе напуска достигает 10 Па (7,5-10“2 мм рт.ст.) и закрыт кран 5 (черт. 4), приоткрывают кран на ампуле с образцом сравнения 4 (черт. 4). При этом давление в вакуумной системе напуска должно быть установлено 50000 Па (375 мм рт. ст.).
Получают сначала предварительную хроматограмму образца сравнения, как указано в п. 4.3, а потом еще три хроматограммы.
Три хроматограммы образца сравнения, зарегистрированные после предварительной, используют при обработке результатов, как указано в п. 5.2.
Для идентификации (установление вещества, дающего каждый пик) необходимо знать время удерживания кислорода. Для этой цели регистрируется хроматограмма пробы воздуха.
При этом краны хроматографической установки возвращают в положения, приведенные в п. 3.4, открывают краны 5 и 10 (черт. 4). После достижения в вакуумной системе напуска давления 10 Па (7,5-10-2 мм рт.ст.) кран 5 (черт. 4) закрывают, снимают с бокового отвода А крана 5 (черт. 4) вакуумный шланг, ведущий к вакуумному насосу, и, открыв кран 5 (черт. 4), в вакуумную систему напуска вводят воздух. Кран 5 (черт. 4) закрывают, надевают на него вакуумный шланг. Затем закрывают кран 10 (черт. 4), навеску воздуха согласно п. 4.2 вводят в хроматографическую колонку и регистрируют хроматограмму. Фиксируется только пик, соответствующий кислороду.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Идентификацию хроматографических пиков проводят сравнением относительных времен удерживания, полученных экспериментально, с табличными значениями (табл. 1). Экспериментальное значение относительного времени удерживания (/отн ) для каждого из определяемых компонентов вычисляют по формуле
отн
к /К ’ тхс
(3)
где t — время удерживания компонента, найденное по хроматограмме, полученной с ионизационно-пламенным детектором, с;
?*хс —время удерживания трихлорсилана, найденное по хроматограмме, полученной с детектором по теплопроводности, с;
/о-время удерживания кислорода, найденное по хроматограмме, полученной с ионизационно-пламенным детектором, с;
— время удерживания кислорода, найденное по хроматограмме, полученной с детектором по теплопроводности, с.
Массовую долю /-го компонента (Х£ ) в пробе в процентах (каждый из трех результатов параллельных определений) вычисляют по формуле
(4)
где К і — коэффициент относительной чувствительности для /-го компонента (табл. 2), безразмерная величина;
Таблица 2
Вещество
Хлористый метил Изобутан
Бутан
Хлористый этил Хлорметил метилсилан Трихлорсилан Метилдихлорсилан Хлористый метилен Метилтрихлорсилан Хлороформ