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Ein System-Gas-Chromatograph fur vielseitige Laboranalyse Vori DifiL-Phys. H. 0 s t e 5' Vielfdtige Aufgabenstcllungen erfordern einen Labor-Gas-Chro- matographen rnit einfacher Anpassungsfahigkeit, sowohl in der Funktion wie im technischen Aufwand. Erreicht wird das Ziel durch weitgehend unabhangige Bausteine. Der Gas-Chromatograph kann mit Detektoren verschiedener Wirkungsprinzipien ausge- riistet werden. An zwei Beispielen wird isotherme und temperatur- programmiertc Arbeitsweise gezeigt. Un appareil pour L'analyse complexe au moyen de la chromato- graphie en phase gazeuse Certains problemes analytiques complexes necessitent un chro- inatographe en phase gazeuse de laborotoire, de conception simple, tant au point de vue du fonctionnement de I'appareil que de la facon d'operer. Ces conditions seront remplies largement par 1 emploi d'elements independants. L'appareil a chromatographic en phase gazeuse peut en effet etre equipe de detecteurs bases sur des principes differents. Deux exemples sont donnes, d'ana- lyse par chromatographie en phase gazeusc isothermique et par chromatographie en phase gazeuse 6 temperature programmee. Die Leistungsfahigkeit der Analytik ist durch die Ein- fuhrung der gas-chromatographischen Verfahren bemer- kenswert gesteigert worden. Das darf man sowohl als Steigerung der Aussagekraft der Analysenergebnisse in qualitativer und quantitativer Hinsicht wie auch als Rationalisierung der analytischen Arbeit selbst verstehen. Die Gas-Chromatographie besticht durch ihre ein- fache und durchschaubare Wirkungsweise. Die Analyse wird in geradezu klassischer Weise durchgefuhrt; erst Stofftrennung, dann Detektion. Die Trennung beruht entweder auf unterschiedlicher Adsorptionsenergie oder Losungsenergie gegenuber einem konstanten Partner. dessen geschickte Wahl die Leistungsfahigkeit der Ana- lysenapparatur entscheidend beeinflufit. Die Zahl der in der Literatur behandelten Analysenaufgaben ist sehr grofi, so dai3 man haufig auf diese Erfahrungen mit Nutzen zuruckgreifen kann. Der gas-chromatographische Trennvorgang beruht auf physikalisch-chemischen Prinzipien, bisweilen auch un- ter Zuhilfenahme von chemischen oder thermischen Re- aktionen. Die Detektion erfolgt im wesentlichen nach physikalischen Methoden. Die Hilfsgerate fur die De- tektoren und die Ternperaturregelung sind elektronisclie Gerate. Hilfsgerate und Detektoren bestimmen den tech- nischen Aufwand. Weil die Analysen von der Aufgabenstellung her sehr unterschiedlich sind, werden sie am besten mit einer den jeweiligen Anforderungen cntsprechend zusammen- gestellten Apparatur gelost. Leicht lafit sich der jeweils notwendige Aufbaugrad aus geeigneten Bausteinen zu- sammenstellen; andererseits sind aber die Bauteile z. B. auch zum Aufbau von gas-chromatographischen Spezial- apparaturen bei besonders gelagerten Entwicklungs- problemen einsetzbar. Das neu entwickelte Baustcinprogramm bietet einzelne Funktionseinheiten. Die elektrischen Einheiten werden von denen, die mit den Gasen Beruhrung haben, raurn- lich getrennt; dies ist aus Sicherheitsgrunden sehr wun- schenswert, weil haufig Wasserstoff vorhanden ist. Der Kernbaustein des Systems ist der Analysator (Abb. 1). Er setzt sich aus dem Saulenthermostaten und dem Analysatormittelteil mit Abdeckhaube zusammen, A Gas-Chromatographic System for Multipurpose Analysis Problems of multiple nature require a laboratory gas-chromato- graph with a simple adaptibility regarding its function as well as its technical expenditure. This is acfiieved with the help of constructional elements, which are quite independent of one another. The gas-chromatograph can be equipped with detectors based on various mecfianisms of action. The isothermic and tem- perature programmed procedure is shown with the help of two examples. welche gemeinsam den Detektorthermostatenraum bilden. Diese Bauteile enthalten keine elektrischen Regler oder sonstige Einstellglieder, sondern dienen allein als Ther- mostatenraume mit den gasfuhrenden Elementen. Die Konstruktion ist so gewahlt, dal3 fur die gas-chromatogra- phische Trennung weitgehend den theoretischen Vorstel- lungen entsprechende Verhaltnisse angetroffen werden. Abb. 1. Analysator, schematisch ausgestattet mit FID und WarrneleitfahigkeitsmeRzelle I-Iierzu zahlt Totraumfreiheit durch kurzeste Verhin- dungen der verschiedenen Funktionsgruppen bei gleichzei- tig kapillarem Quersehnitt der unumganglich notwendigen Verbindungswege. Ferner gehoren dam getrennte Ther- mostatisierung des Injektionsblockes, der Saule und des Detektors. Durch die Regelung der Injektionsblocktem- FETTE . SEIFEN . ANSTRICHMITTEL 67 Jdhrgang Nr 9 1965 711

Ein System-Gas-Chromatograph für vielseitige Laboranalyse

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Page 1: Ein System-Gas-Chromatograph für vielseitige Laboranalyse

Ein System-Gas-Chromatograph fur vielseitige Laboranalyse Vori DifiL-Phys. H . 0 s t e 5'

Vielfdt ige Aufgabenstcllungen erfordern einen Labor-Gas-Chro- matographen rnit einfacher Anpassungsfahigkeit, sowohl in der Funktion wie im technischen Aufwand. Erreicht wird das Ziel durch weitgehend unabhangige Bausteine. Der Gas-Chromatograph kann mit Detektoren verschiedener Wirkungsprinzipien ausge- riistet werden. An zwei Beispielen wird isotherme und temperatur- programmiertc Arbeitsweise gezeigt.

Un appareil pour L'analyse complexe au moyen de la chromato- graphie en phase gazeuse

Certains problemes analytiques complexes necessitent un chro- inatographe en phase gazeuse d e laborotoire, d e conception simple, tant au point d e vue du fonctionnement de I'appareil que d e la facon d'operer. Ces conditions seront remplies largement par 1 emploi d'elements independants. L'appareil a chromatographic en phase gazeuse peut en effet e t re equipe d e detecteurs bases sur des principes differents. Deux exemples sont donnes, d'ana- lyse par chromatographie e n phase gazeusc isothermique e t par chromatographie en phase gazeuse 6 temperature programmee.

Die Leistungsfahigkeit der Analytik ist durch die Ein- fuhrung der gas-chromatographischen Verfahren bemer- kenswert gesteigert worden. Das darf man sowohl als Steigerung der Aussagekraft der Analysenergebnisse in qualitativer und quantitativer Hinsicht wie auch als Rationalisierung der analytischen Arbeit selbst verstehen.

Die Gas-Chromatographie besticht durch ihre ein- fache und durchschaubare Wirkungsweise. Die Analyse wird in geradezu klassischer Weise durchgefuhrt; erst Stofftrennung, dann Detektion. Die Trennung beruht entweder auf unterschiedlicher Adsorptionsenergie oder Losungsenergie gegenuber einem konstanten Partner. dessen geschickte Wahl die Leistungsfahigkeit der Ana- lysenapparatur entscheidend beeinflufit. Die Zahl der in der Literatur behandelten Analysenaufgaben ist sehr grofi, so dai3 man haufig auf diese Erfahrungen mit Nutzen zuruckgreifen kann.

Der gas-chromatographische Trennvorgang beruht auf physikalisch-chemischen Prinzipien, bisweilen auch un- ter Zuhilfenahme von chemischen oder thermischen Re- aktionen. Die Detektion erfolgt im wesentlichen nach physikalischen Methoden. Die Hilfsgerate fur die De- tektoren und die Ternperaturregelung sind elektronisclie Gerate. Hilfsgerate und Detektoren bestimmen den tech- nischen Aufwand.

Weil die Analysen von der Aufgabenstellung her sehr unterschiedlich sind, werden sie am besten mit einer den jeweiligen Anforderungen cntsprechend zusammen- gestellten Apparatur gelost. Leicht lafit sich der jeweils notwendige Aufbaugrad aus geeigneten Bausteinen zu- sammenstellen; andererseits sind aber die Bauteile z. B. auch zum Aufbau von gas-chromatographischen Spezial- apparaturen bei besonders gelagerten Entwicklungs- problemen einsetzbar.

Das neu entwickelte Baustcinprogramm bietet einzelne Funktionseinheiten. Die elektrischen Einheiten werden von denen, die mit den Gasen Beruhrung haben, raurn- lich getrennt; dies ist aus Sicherheitsgrunden sehr wun- schenswert, weil haufig Wasserstoff vorhanden ist.

Der Kernbaustein des Systems ist der Analysator (Abb. 1). Er setzt sich aus dem Saulenthermostaten und dem Analysatormittelteil mit Abdeckhaube zusammen,

A Gas-Chromatographic System for Multipurpose Analysis Problems of multiple nature require a laboratory gas-chromato-

graph with a simple adaptibility regarding its function a s well as its technical expenditure. This is acfiieved with the help of constructional elements, which a re quite independent of one another. The gas-chromatograph can be equipped with detectors based on various mecfianisms of action. The isothermic and tem- perature programmed procedure is shown with the help of two examples.

welche gemeinsam den Detektorthermostatenraum bilden. Diese Bauteile enthalten keine elektrischen Regler oder sonstige Einstellglieder, sondern dienen allein als Ther- mostatenraume mit den gasfuhrenden Elementen. Die Konstruktion ist so gewahlt, dal3 fur die gas-chromatogra- phische Trennung weitgehend den theoretischen Vorstel- lungen entsprechende Verhaltnisse angetroffen werden.

Abb. 1. Analysator , schematisch ausgestattet mit FID und WarrneleitfahigkeitsmeRzelle

I-Iierzu zahlt Totraumfreiheit durch kurzeste Verhin- dungen der verschiedenen Funktionsgruppen bei gleichzei- tig kapillarem Quersehnitt der unumganglich notwendigen Verbindungswege. Ferner gehoren d a m getrennte Ther- mostatisierung des Injektionsblockes, der Saule und des Detektors. Durch die Regelung der Injektionsblocktem-

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peratur ergeben sich definierte Temperaturen fur Saulen- anfang und -ende. Der Gasausgang fur das aus dem Gerat austretende Tragergas ist standig auf Verdamp- fertemperatur beheizt, so dai3 dort unverfalschte Frak- tionen entnommen werden konnen. Trennsaulen werden in der herkommlichen U-Form benutzt. Wie man aus dem Prinzipbild (Abb. 2) ersieht, sind die Saulen direkt an der Verdampfungsstelle angesetzt und ragen in den Thermostatenraum hinein. Dieser wurde recht groi3 gewahlt, so dai3 allen praktischen Erfordernissen auch

Hitzdraht e

Auslab Vergleichsgas

Hitzdrd hte

Abb. 2. Prinzip der Gasdimtewaage

fur die Gasanalyse entsprochen werden kann. Der Ther- mostat wurde so ausgelegt, dai3 mit ihm sowohl isotherm wie auch temperaturprogrammiert gearbeitet werden kann. Ein robustes Geblase sorgt durch hohe Luft- geschwindigkeit fur einen ausgezeichneten Warmeuber- gang und Temperaturgleichheit im ganzen Raum. Durch geringe Massen und entsprechend kraftige Heizung las- sen sich Temperaturanstiegsraten bis zu 50° C/Min. er- reichen. Isotherm wird noch eine Temperaturkonstanz von 0. l o C erreicht. Diese isotherme Temperaturkonstanz wird ebenfalls fur den Injektionsblock und den Detek- torthermostatenraum eingehalten.

Im Analysatormittelteil befindet sich auder dem In- jektionsblodc auch noch der Detektorthermostat. Wie bereits aus dem Prinzipbild ersichtlich, sind sowohl In- jektionsstelle wie auch die Trennsaulen doppelt. Man bekommt daher zwei Gasstrome, so dai3 der eine fur den anderen jeweils das Vergleichssignal bilden kann, ganz gleich, fur welche Detektorart. Besonders niitzlich ist diese Betriebsart bei temperaturprogrammierter Arbeits- weise. Fur den Warmeleitfahigkeitsdetektor wird prinzi- piell eine VergleichsgroBe benotigt, die man vorteil- hafterweise durch die Doppelsaulenanordnung gewinnt. Der Detektor wird in vollsymmetrischer Anordnung benutzt, so dai3 auch nacheinander mit den beiden Sau- len im einen wie im anderen Gasweg gearbeitet werden kann.

Bei der Temperaturprogrammierung miissen wie ge- sagt zwei gleiche Saulen benutzt werden, dann entstehen in beiden Gaswegen gleiche Dampfdrucke der stationaren Phase, die sich im Detektor gegeneinander kompensieren.

Der Detektorthermostat ist sehr groi3raumig. In ihm konnten gleichzeitig ein Warmeleitfahigkeitsdetektor, eine Gasdichtewaage und zwei Flammenionisationsdetek- toren Platz finden. Niitzlich ist es, neben einem Warme- leitfahigkeitsdetektor einen Spurendetektor, insbeson- dere einen Flammenionisationsdetektor zu betreiben. Diese Kombination lost die groBte Zahl der vorkom-

FETTE . S E I F E N ' A N S T R I C H M I T r E L 67. Jahrgang Nr. 9 I965

menden Analysenaufgaben. Fur besondere Falle kann ein Elektroneneinfangdetektor zum empfindlichen und z. T. selektiven Nachweis von Elektronen einfangenden Substanzen (z. B. Analyse auf Pestizide) benutzt werden. Fur Eichzwecke ist auch eine Gasdichtewaage sehr nutz- lich, weil eine berechenbare Beziehung zwischen Mole- kulargewicht und Detektoranzeige besteht.

Der Warmeleitdetektor ist ein besonders einfacher und zuverlassiger Detektor und zeigt wenig spezifische Emp- findlichkeit gegenuber verschiedenen Verbindungen, wenn man Wasserstoff oder Helium als Tragergas verwendet. Die Verwendung dieser Gase ist wegen ihrer gunstigen Eigenschaften in der Trennsaule ohnehin empfehlens- wert. Die hier eingesetzte MeBkammer besitzt einen vollsymmetrischen Aufbau, wobei die Kammern direkt bestromt werden. Diese Bestromungsart vermeidet eine durch den Detektor bedingte Peakschwanzbildung. Die Gaszufuhrung wurde an die gunstigste Stelle der MeB- kammer gelegt, so dai3 die Anzeige von der Gasstro- mungsgeschwindigkeit wenig beeinflu& wird. Diese Kammer kann im Gegensatz zu sogenannten Teilstrom- zellen in einem weiten Bereich der Strtimungsgeschwin- digkeit betrieben werden ohne ihre Meaeigenschaften zu verandern. Die MeBdrahte bestehen aus Platin, das in der Regel einen a d e r s t dunnen Glasuberzug zur Ver- meidung von katalytischen Reaktionen erhalt. Die Drahte sind durch Federn gespannt, so daB diese MeBzellen ohne Veranderung ihrer MeBeigenschaften mit Losungs- mitteln gespult werden konnen. Bei sorgfaltiger Behand- lung sind die Kammern unbegrenzt betriebsfahig.

Bei Warmeleitdetektoren ist zu beachten, dai3 die Anzeige der Konzentration proportional ist. Die Nach- weisgrenze liegt bei wenigen ppm Substanz im Trager- gas. Der unschatzbare Vorteil der Warmeleitfahigkeits- mei3zelle ist darin zu sehen, dai3 im Betrieb praktisch keine Fehler begangen werden konnen, da nur ein Parameter die Meaeigenschaften beeinfludt und das ist der leicht kontrollierbare Briickenspeisestrom.

Im gleichen Empfindlichkeitsbereich arbeitet die Gas- dichtewaage. Auch sie benutzt als Mei3elemente Hitz- drahte und ist daher mit dem gleichen Bruckenversor- gungsgerat und Schreiber zu betreiben wie die Warme- leitfahigkeitsmefizelle. Die Messung basiert jedoch nicht auf der einfachen Warmeleitfahigkeitsmessung, sondern auf einer Gasgeschwindigkeitsmessung, wobei die Gas- geschwindigkeit in den Detektorzweigen durch die dem Tragergas beigemischten' Probensubstanzen verandert wird. Treten in den Detektor Substanzen mit gegenuber dem Vergleichsgas verandertem Molekulargewicht ein, so wird durch ihren Auftrieb im Vergleichsgas eine IJnsymmetrie der Stromungsgeschwindigkeiten an den MeBelementen verursacht, welche den MeBeff ekt erzeu- gen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daB die GroBe des MeBeffektes aus den Molekulargewichten der Probe und des Tragergases nach der Formel

u - c . - M K i - 2 M K i - M T r

MKi = Molekulargewicht der Komponente i MTr = Molekulargewicht des Tragergases

berechenbar wird. Die Gasdichtewaage ist daher ins- besondere als Eichdetektor geeignet.

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Als Tragergas sind beispielsweise CO,, N,, Ar gut ge- eignet, wobei mit CO, die groflte Empfindlichkeit er- reicht wird. Zu beachten ist, dafl jeweils das Stromungs- verhaltnis von Vergleichs- zu Meflgas so zu wahlen ist, dafl eine maximale Empfindlichkeit erreicht wird, sonst werden keine reproduzierbaren Ergebnisse erhalten. Das wird jedoch dadurch erleichtert, dab sich fur diese Be- dingung ein konstanter Vergleichsstrom fur einen in weiten Bereichen schwankenden Meflgasstrom finden la&.

Ein nahezu universeller Detektor fur erhohte An- spruche ist der Flammenionisationsdetektor. Seine Eigen- schaften lassen sich charakterisieren: Selektive Empfind- lichkeit fur verbrennbare Kohlenwasserstoffe, soweit sie C-H-Bindungen besitzen, hoher Linearitatsbereich, kleinstes Meflvolumen, hohe Nullpunktsicherheit wegen Unempfindlichkeit auf Inertgase und Wasser, Tempe- raturunempfindlichkeit.

Sein Arbeitsprinzip beruht darauf, dai3 eine Wasser- stoff - oder Kohlenmonoxydflamme nahezu ionenfrei ist. Bei Anwesenheit von Kohlenwasserstoffen in den Flam- mengasen tritt eine Verbrennung zu CO, ein. Diese chemische Reaktion gibt Gelegenheit, dai3 Zwischenpro- dukte thermisch ionisiert werden, wodurch eine relativ hohe Leitfahigkeit der Flamme entsteht. Mittels einer angelegten Spannung von uber 1OOV wird der Satti- gungsstrom iiber einen Verstarker gemessen. Der Flam- menionisationsdetektor kann als Detektor erster Ord- nung betrachtet werden, da der Mefleffekt ohne Mitwir- kung eines Vergleichsgases entsteht. Diese Detektoren zeigen eine auflergewohnliche Nullpunktstabilitat. Die Meflempfindlichkeit ist auflerordentlich hoch und be- tragt 3 . lo-'* glSek.

Neben diesen sehr vorteilhaften Eigenschaften ist zu beachten, dafl einige Parameter optimal eingestellt wer- den mussen. Die Wasserstoffmenge und die mogliche Menge an inertem Tragergas mussen optimale Werte haben, wenn hochste Mehicherheit erreicht werden soll. Der Detektor kann bis zu 400° C betrieben werden, wenn auch ab 300° C ein starkes Ansteigen der Grundionisation eintritt, wodurch die Nachweisgrenze zu grofleren Wer- ten verschoben wird.

Die bisher beschriebenen Detektoren, insbesondere die Warmeleitfahigkeitsmeflzelle und der Flammenionisa- tionsdetektor, sind die universellsten Detektoren und daher auch am brauchbarsten. Fur spezifische Nachweise ist noch der Elektroneneinfangdetektor zu beschreiben. Seine Empfindlichkeit auf einzelne Substanzen ist auflerst unterschiedlich, wobei sehr hohe Empfindlichkeiten fur Chlor-, Schwefel-, Schwermetall- und auch sauerstoff- haltige Verbindungen erzielt werden. Im Zusammen- wirken mit einem Universaldetektor lassen sich teilweis- identifizierende Nachweise durchfuhren. Der Nachweis von Pestiziden erfolgt mit sehr hoher Empfindlichkeit.

Durch eine Tritiumquelle werden Elektronen geliefert, die ihrerseits eine kaskadenartige Ionenbildung im Tra- gergas verursachen. Der Sattigungsstrom wird nun ver- mindert, wenn elektroneneinfangende Stoffe in den Gasraum eintreten. Die Verminderung des Stromes gegenuber dem Sattigungsstrom ist der Mefleffekt. Durch dieses Absorptionsverhalten bedingt, ist leicht einzu- sehen, dafl die Empfindlichkeit auflerst hohe Werte er- reichen kann, der Linearitatsbereich jedoch begrenzt ist.

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Zum Betrieb dieses Detektors ist ein Elektrometerver- stirker notwendig.

Trennsaulen und Detektoren sind zwar das Herz der Gas-Chromatographie, quantitative Ergebnisse lassen sich jedoch erst erreichen, wenn alle Teile die notwen- dige Zuverlassigkeit besitzen. Zusatzbausteine auf der Gasseite sind die Gaseinsteller, das Gasdosiersystem und der automatische Probenwiederholer fur gasformige Proben. Alle Gasmengenstrome werden mit einem ein- heitlichen Gerat eingestellt. Hierzu besitzt es fur jeden der beiden Gasstrome eine Torsionsdrossel und ein rei- bungsarmes Manometer. Die eingestellten Gasstrome, seien es nun die Tragergase oder Versorgungsgase fur den Flammenionisationsdetektor, sind sehr gut mengen- konstant. Eine weitere Baueinheit bildet das Gasdosier- system, es wird nur bei der Gasanalyse eingesetzt und gestattet auch die Dosierung von unter mafligem Unter- druck stehenden Gasen. Sollen Gase automatisch dosiert werden, so laflt sich dieses durch den Probenwiederholer mit angeschlossenem Gasdosierventil erreichen.

Unter den elektronischen Bausteinen sind die Tempe- raturregler die wichtigsten. Gegeniiber einfachen Stell- transformatoren zum Einstellen der Temperatur erge- ben sich durch diese Temperaturregler folgende Vor- teile: Einhalten der Temperatur auf O.l0C genau und rasche Temperaturkonstanz. Quantitatives Arbeiten er- fordert bekanntlich mindestens eine Konstanz von 0.5 O i o

des Wertes. Bei 200°C ergibt sich daraus ein Wert von 1OC. Der hier eingesetzte Regler arbeitet um eine Gro- flenordnung genauer. Das hat zur Folge, dafl insbeson- dere das Bluten der Saule sehr konstant gehalten wird, was bei Messungen mit hochster Empfindlichkeit sehr wichtig ist. Drei gleiche Regler in einem Gestell stehen zu r Verfugung, mit denen der Saulenthermostat, der Detektorthermostat und die Injektionsstelle geregelt werden. Da die Saulen direkt in den Metallblock der Injektionsstelle eingeschraubt werden, sind auch Anfang und Ende der Saulen auf konstanter Temperatur, was besonders genaue Ergebnisse bei der temperaturpro- grammierten Arbeitsweise ergibt.

Der Regler benutzt Platin-Widerstandsthermoineter und besitzt eine Hysterese von wenigen Hundertstel Grad. Die Reglereigenschaften werden durch eine Ruck- fuhrung verbessert, seine Wirkungsweise ist die eines Proportionalreglers. Diese drei Reglereinheiten sind fur isotherme Arbeitsweise notwendig. Ein Regler kann entfallen, wenn der Saulenthermostat durch den Tem- peraturprogrammregler geregelt wird. Dieser gestattet ein lineares Temperaturprogramm mit Anstiegsraten von 0.54O C/Min. bis 52O C/Min.

Ober ein umschaltbares Getriebe mit Synchronmotor wird das Sollwertpotentiometer fur die Temperatur ver- stellt. Ein leistungsfahiger Proportionalregler sorgt fur die Nachfuhrung der Thermostatentemperatur. Durch verstellbare Endanschlage an der Sollwertscheibe liflt sich der Temperaturbereich einstellen. An jeder belie- bigen Stelle kann das Programm unterbrochen werden. Die Ruckstellung kann automatisch erfolgen. Wird der Regler isotherm betrieben, so wird mindestens die gleiche Genauigkeit erreicht wie mit dem Isothermregler. Eine hohe Heizleistung sorgt im Programm fur rasche Nach- fuhrung der Temperatur. Die Anstiegsrate wird durch einen Synchronantrieb bewirkt, ebenso wie der Papier- transport des Schreibers. Hierdurch ergibt sich eine voll-

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kommen fehlerfreie Zuordnung zwischen Retentions- temperatur und Papierablauf. Der Zeitablauf ist so genau wie Synchronuhren gehen.

Gleiche Zuverlassigkeit und Genauigkeit wie die Temperaturregler besitzen die elektronischen Gerate fur die Detektorversorgung. Die Hitzdrahtgerate werden von dem universellen Bruckengerat versorgt. Der hoch- konstante Bruckenstrom wird bis zu 600 mA geliefert. Strom und Nullpunkt werden stufenweise und dazwischen kontinuierlich eingestellt. Spannungsteiler und Polwen- der dienen zur richtigen Anpassung des Schreibers an die vom Detektor gelieferte Spannung.

Insbesondere fur den Flammenionisationsdetektor vrurde ein Stromverstarker mit einer Vollausschlags- empfindlichkeit von 1 - lo-'* A mit zehnfacher Ober- steuerungsmoglichkeit unter Beibehaltung der MeBge- nauigkeit entwickelt. Der Verstarker ist bis auf 3 . 10-"A umschaltbar. Pro Dekade wird die Gegenkopplung um- geschaltet, so dab der Spannungsverlust am Eingang stets kleiner als 80 pV bleibt. Der Verstarker arbeitet mit einer Tragerfrequenz, wobei Varaktordioden zur Modu- lation benutzt werden. Gegen Obersteuerung ist der Verstarker durch eine Schutzschaltung geschutzt, so dad auch nach grobster Obersteuerung der Verstarker sofort wieder im empfindlichsten Bereich zur Spurenbestim- mung mefibereit ist.

Zur Spannungsversorgung des Flammenionisations- detektors dient das FID-Netzgerat. Wie alle anderen elektronischen Gerate ist auch dieses voll netzbetrieben. Zwei stabilisierte Spannungen stehen als Zugspannung und Kompensationsspannung zur Verfiigung ; letztere ist kontinuierlich uber einen groben Bereich einstellbar. Eice Ziindschaltung liefert den Strom fur den Ziind- draht zur Flammenziindung. Wahrend des Betriebes wird die vom Ziinddrahtthermoelement gelieferte mV- Spannung verstarkt und zur Oberwachung der Flamme durch eine Lampe angezeigt.

Man mag aus dieser skizzenhaften Beschreibung der verwendeten Elektronik erkennen, welch grober Auf- wand sich auf dieser Seite befindet. Ein Gas-Chromato- gramm labt sich schon mit recht einfachen Mitteln her- stellen. Ernsthafte analytische Arbeit zur Erzielung von quantitativen Ergebnissen erfordert jedoch eine hohe Prazision der Elektronik.

AbschlieBend sind no& zwei Bilder praktisch durch- gefuhrter Aufbauten angefugt. Die Bausteine sind ganz nach Wunsch zusammenstellbar, wobei fur die elektro- nischen Gerate zwei Gehausegroben zur Verfiigung stehen.

Durch zwei Chromatogramme sollen die analytischen Ergebnisse veranschaulicht werden. Das Chromatogramm Abb. 5 zeigt Fettsaure-methylester bei isothermer Ar- beitsweise. Die Chromatogramme der Abb. 6 zeigen ein- ma1 die isotherme und die temperaturprogrammierte Chromatographie der freien Fettsauren. Man wird so- weit wie moglich die Analyse der freien Sauren bevor- zugen, um den Veresterungsvorgang zu vermeiden. Man kann zwar die Ester leichter auftrennen, jedoch ist zu berucksichtigen, dad durch die chemische Reaktion leicht

F E T T E ' SEIFEN . ANSTRICHMITTEL 6?. Jahrgang Nr. 9 1965

Abb. 3. Labor-Gas-Chromatograph L 400 fur isotherme Ar- beitsweise, bestehend aus:

Kompensograph, Analysator mit FID und Warmeleitdetektor, 2 Gasversorgungseinheiten, Isothermtemperaturregler fur 3 Re-

gelkreise, Bruckengerat, FID-Netzgerat, Varaktorverstarker

Abb. 4. Labor-Gas-Chromatograph L 400 fur temperatur- programmierte Arbeitsweise, bestehend aus:

Gasversorgungseinheit, Kompensograph, Isothermregler, Tempe- raturprogrammregler, Bruckengerat, Analysator mit Warmeleit-

detektor

Min. 10 5 0

Abb. 5 . Gas-Chromatogramm der Fettsiure-methylester Saule 20 "/o Diathylenglycolsuccinat 3 m, 190" C isotherm, Blodc- temperatur 2500 C , Detektortemperatur 250" C , Tragergas H,

75 ml/Min., Probe 1.5 pl

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Fehler eingeschleppt werden konnen. Daher sollte man immer danach trachten, soweit wie moglich die unver- anderte Probe in das gas-chromatographische System einzufuhren.

a) Isotherm b) prograrnrnlert Nun mag eine praktische Anwendung noch die viel- seitigen Moglichkeiten der Gas-Chromatographie be-

Olivenol bezogen. Man legt Wert auf reine unverfalschte Ware. An Hand der Chromatogramme la& sich eine Verfalschung durch Sojaol und KokosnuBol gegebenen Falles auch durch andere Substanzen bestimmen. Olivenol enthalt Myristinsaure nur in verschwindend geringeni MaBe. Sojaol ist praktisch frei von Myristinsaure, wah- rend KokosnuBol einen hohen Anteil an Myristinsaure besitzt. Wird bei der Untersuchung gefunden, dai3 das Verhaltnis von Myristinsaure zu Ulsaure nicht mit den Werten des Olivenoles ubereinstimmt, so ist die Verun- reinigung durch KokosnuBol leicht berechenbar. Auf iihnliche Weise werden Verunreinigungen durch Sojaol uber die Bestimmung der Linolensaure erhalten. Mussen auch noch andere Verunreinigungen in Betracht gezogen werden, so werden dementsprechend fur die Berechnung

Y L leuchten. Fur die Herstellung feiner Seifen wird reines

0 0 10 Min 5 - Abb. 6. Gas-Chromatogramme freier Fettsauren weitere Komponenten herangezogen. Auch fur die Siche-

rung der Ergebnisse ist es zweckmaBig, mehr Kompo- llenten als unbedingt erforderlich zu benutzen. Man mufi bedenken, dai3 erhebliche wirtschaftliche Entscheidungen von solchen analytischen Ergebnissen abgeleitet werden.

isotherm: Saule 0.4 m LAC-2-R-446, 2100 C isotherm, Block- temperatur 250" C, Detektortemperatur 250' C, Tragergas H, 89 ml/Min., Probe 1.5 pl, Briickenstrom 380 mA Programm: Angaben wie unter a ) , jedo& Saulentemperatur 1250 bis 250° C, 1 1.5' C/Min.

Comitt International de la Dttergence (CID) Deutscher Ausschuf3 fur grenzflachenaktive Stoffe

Am 22. und 23. 10. 1964 fand in Barcelona unter Vorsitz von Herrn Professor G . jaciui (Italien) die 8. Jahresversamm- lung der Commission Internationale d'Analyses (C. I. A.) des Comitk International de la Dktergence (C. I. D.) statt. Neun Lander waren aktiv vertreten. Ein Hauptpunkt der Tages- ordnung betraf die allgemeine Analyse nichtionogener Ten- side. Mit diesem Problem befafit sich schon seit drei Jahren eine besondere Arbeitsgruppe. Die Literatur auf diesem Ge- biet ist sehr umfangreich. Einige Einzelbestimmungen seien erwahnt:

Die Bestimrnung des Aschegehaltes - diese Methode wird in diesem Jahr der I S 0 vorgelegt -, die Bestimmung dcs Wassergehaltes nach K. Fisdzrr fur Wassergehalte bis zu 10 O/o

und nach Dean-Stark fur hohere Wassergehalte, die Bestim- mung des in den Oxathylaten vorhandenen Athylenoxids durch Reaktion mit Jodwasserstoffsaure nach der klassischen Methode von Zeisel bzw. der titrimetrischen von Siggia (eine weitere IR-spektrographische Methode kann als Vorpriifung betrachtet werden. Drei weitere Ringanalysen werden in diesem Jahr in sieben verschiedenen Landern durchgefiihrt; sie betreffen verschiedene Oxathylate und ein gemischtes Athylenoxyd,' Propylenoxyd-Kondensat. Die titrirnetrische Bestimmung der ,,Wasserzahl', die von der Kommission noch durch reprasen- tative Kurven handelsiiblicher nichtionogener Tenside vervoll- standigt werden SOH. Die Bestimmung dcr Hydroxylzahl: Zwei Methoden wurden gepruft und zwar eine unter Verwendung von Acetanhydrid und einc unter Verwendung von Phthal- saureanhydrid; es ist beabsichtigt. eine weitere Methode unter Verwendung von Stearinsaureanhydrid nachzupriifen, bei der

keine hydrolyse zu befiirchten ist. Die Bestimmung des Ge- haltes an freien Polyglykolen. Dafiir ist die Methode Weibzill nur in einem beschrankten Anwendungsbereich einzusetzen. Derzeit wird in sieben Landern eine Ringanalyse vorgenom- men, die nach einer hollandischen Vorschrift erfolgen soll. Es ist u. a. die Verwendung von silaniertern Kieselgel und Ionen- austauschern vorgesehen unter diinnschichtchromatographischer Kontrolle. Die Gehaltsbestimmung von Fettalkoholsulfaten: Diese wird von einer besonderen Arbeitsgruppe vorgenommen werden, an der drei Lander beteiligt sind.

Die Arbeitsgruppe "Nichtionogene Tenside" wird ihre Ar- beiten uber die Papierchromatographie der Oxathylate fort- setzen und einen ersten Entwurf einer Gesamtanalyse handels- iiblicher nichtionogener Tenside vorbereiten. Eine Analysen- methode zur Untersuchung technischer Natriumalkylsulfonate wurde endgiiltig angenommen. Sie verwendet u. a. Ionen- austauscher und beruht auf hollandischen und deutschen Ar- beiten. Sie wird der IS0 unterbreitet werden. Die Arbeiten iiber Analysen der Mischungen prim. Alkylsulfate, Alkylaryl- sulfonate, nichtionogener Tenside und Seifen unter Verwen- dung von Ionenaustauschern werden fortgesetzt und zwar nach einer schweizerischen und einer hollandischen Vorschrift. Die Ringanalyse wird von drei Landern bearbeitet. Die Bestim- mung des pH-Wertes von Tensidlosung und die Chromato- graphie iiber Aluminiumoxyd zur Trennung von Tensid- gemishen wurde in das Arbeitsprogramm aufgenommen.

Die nichste Jahresversammlung wird am 50. 9. und 1 . 10. 1965 in den Niederlanden abgehalten werden.

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