DE1846022U - Pyrolysegeraet fuer gaschromatographische analysen. - Google Patents

Description

• Pyrollsegerät für gaschromatographische Analysen Die gaschromatographische Analysenmethode, bei welcher eine gasförmige Substanz im Gemisch mit einem Trägergas auf eine Trennsäule aufgegeben wird und die aus der Säule austretenden Substanzen mittels geeigneter Verfahren registriert werden, ist bisher überwiegend zur Untersuchung gasförmiger Stoffe oder leicht verdampfbarer Flüssigkeiten angewendet worden. In jüngster Zeit ist verschiedentlich versucht worden, auch gewisse feste Stoffe mit Hilfe der Gaschromatographie zu analysieren, indem diese zunächst der Einwirkung hoher Temperatur ausgesetzt und die dabei auftretenden gasförmigen Zersetzungsprodukte sodann in der üblichen Weise in die Trennsäule eingespült wurden. Dieses Verfahren hat insbesondere Bedeutung für die Analyse von organischen Hochpolymeren wie Kunststoff-oder Kautschukmaterialien.. Der praktische Wert einer solchen Analysenmethode zur Schnellidentifizierung der genannten Substanzen setzt strengste Konstanz der Pyrolyse-und Einspülbedingungen voraus, da die analytischen Ergebnisse durch Vergleich der Chromatogramme der untersuchten Substanzen mit solchen von Eichproben erhalten werden.
• Bei früheren Versuchen wurde zunächst die Pyrolyse der organischen Substanz in bekannter Weise in einer selbständigen Apparatur vorgenommein ; die gesammelten Pyrolyseprodukte wurden dann wie üblich als Gase oder verdampfbare Flüssigkeiten in den Gaschromatographen eingeführte Nachfolgende Bearbeiter verbesserten die apparative Technik dahingehend, daß der Trägergasstrom des Gaschromatographen durch einen superlich beheizbaren Körper (z. B. eine Metallröhre) hindurch oder an einem heizbaren Körper (z. B. Spule aus Widerstandsdraht) vorbei geleitet wurde, in den die zu pyrolysierende Substanz vorher eingebracht und sodann thermisch zersetzt wurde. Vorzugsweise bediente man sich dabei zur Erzielung eines kurzen und heftigen Wärmeimpulses der elektrischen Widerstandsheizung in Drahtspiralen. In den meisten bisher beschriebenen Fällen waren zur Praktizierung der Methode besonders konstruierte Trennsäulen erforderlich, in welche die Heizspiralen eingesetzt warein, sodaß die handelsüblichen Gaschromatographen sich hierfür nicht verwenden ließen. In allen beschriebenen Fällen befanden sich die zur Aufnahme der Probe bestimmten heizbaren Körper unveränderlich im Trägergasstrom, sodai bei deren Beschickung mit dem Analysengut Lufteinbrüche in das Trägergassystem unvermeidlich waren, was eine Beschickung während der Tätigkeit des Gaschromatographen ausschloß.
• Diese Nachteile bewirkten, daS das gesamte Verfahren bisher noch keinen nennenswerten Eingang in die analytische Praxis finden konnte und Verbesserungen hinsichtlich Vereinfachung des apparativen Aufwandes sowie der Bequemlichkeit und Schnelligkeit der Handhabung zu finden waren.
• Die vorliegende Neuerung betrifft ein Zusatzgerät zu den handelsüblichen Gaschromatographen, welches bei bequemer Beschickung und Handhabung eine reproduzierbare pyrolytisch Zersetzung des festen Analysengutes im Trägergasstrom des Gaschromatographen erlaubt. Im Gegensatz zu anderweitig vorgeschlagenen Anordnungen kann es in Verbindung mit jedem beliebigen Gaschromatographen benutzt werden. Da es nach Einspülung der Pyrolyseprodukte in den Gaschromatographen von letzterem abgetrennt und somit während der Aufnahme des Chromatogramms erneut beschickt werden kann, ermöglicht es kürzeste Versuchsdauer, was besonders bei Reihenanalysen wichtig ist.
• Die Arbeitsweise des Gerätes ist derart, daß die Probe im Trägergas-Leitungssystem des Gaschromatographen durch einen Temperaturimpuls von kurzer Dauer an einer Platinspirale pyrolysiert wird und die entstehenden flüchtigen Pyrolyseprodukte durch den inerten Trägergasstrom aus der Heizzone entfernt und in die chromatographische Trennsäule befördert werden. Vorzugsweise ist die Apparatur in der in Abb. 1 schematisch wiedergegebenen Weise aufgebaut. Sie wird an das allen Gaschromatographentypen gemeinsame Gasproben-Einlaiteil angeschlossen. Im wesentlichen besteht sie aus einem Heizofen a mit zylindrischem Innenraum, der auf 2500C beheizt wird, und der Pyrolysezelle b. Die Pyrolysezelle ist eine spiralförmig gewundene Glasröhre mit angesetztem Schliffkern ; durch die Glaswandung führen die eingeschmolzenen Enden einer Platindraht-Spirale. Der Platindraht hat eine Dicke von 0. 5 mm und ist zu einer zylindrischen Spirale mit 7 Windungen von 4 mm Auiendurcbmesser gewickelt. In die unterste Windung ist ein Glimmerplättchen als Boden eingeführt, damit die Probe bei vertikaler Stellung der Spirale datin fixiert werden kann.
• Die Spirale ragt etwa 10 mm aus dem Schliffkern hervor und wird von einer Schliffhülse aufgenommen, an die eine dünne Glasröhre angesetzt ist. Die Länge der Pyrolysezelle zwischen vorderem und hinterem Rohrende beträgt 22 cm. Das bei d in die Pyrolysezelle strömende Trägergas wird in den Windungen der Glasspirale vorgewärmt Die Erwärmung der Zelle und des Trägergases im Heizofen soll eine Kondensation der Pyrolyseprodukte an den Wandungen der Zelle verhindern. Vor Beginn der Pyrolyse herrscht im Innern der Zelle an der Probe eine Temperatur von etwa 100oC, bei der es noch nicht zur merklichen Zersetzung kommt. Zur Pyrolyse wird über einen Zeitschalter c eine bestimmte Zeit (meist einige Sekunden) lang eine Spannung angelegt, wodurch die Spirale mit der Probe steigend bis zur Maximaltemperatur erhitzt wird (Bei der angegebenen Dimensionierung der Apparatur ergibt z. B. eine Spannung von 4 Volt eine Maximaltemperatur von 5500C an der Probe. Durch Auswahl geeigneter Spannungen kann die Pyrolysentemperatur variiert werden.) Die gebildeten Zersetzungsprodukte werden von dem Strom des Trägergases, der (gegebenenfalls über den Mehrwegehahn des Gasproben-Einlaateils am Gaschromatographen) bei d in das Pyrolysegefäg eintritt und dieses bei e verläit, in den Gaschromatographen überführt.
• Die Handhabung des Gerätes ist wie folgt : In die Heizspirale der Pyrolysezelle wird eine Substanzprobe beliebiger Form von 1-5 mg Gewicht eingebracht. Nach Aufsetzen der Schliffhülse und Einbringen der Zelle in den Heizofen wird die Zelle in der dargestellten Weise an den Gaschromatographen angeschlossen. Die Zelle mug im Umlauf des Trägergases liegen. Man läßt nun so lange Trägergas durch die Zelle strömen, bis sämtliche Luft verdrängt ist, was durch den Schreiber des Gaschromatographen angezeigt wird. Die Verdrängung der Luft dauert je nach der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases 10 bis 30 Minuten. Sodann wird mittels des Zeitschalters c der pyrolysierende Stromimpuls ausgelöst, der automatisch als Nullmarke der Rückhaltezeit von dem Schreiber des Gaschromatographen registriert wird Die Einspülung der Pyrolyseprodukte in den Gaschromatographen dauert nur wenige Sekunden ; nach 1 Minute kann die Pyrolyseapparatur durch Kurzschließen mittels eines Mehrwegehahnes in bekannter Weise aus dem Gaskreislauf ausgeschaltet und für die folgende Analyse neu beschickt werden

Claims (1)

1. Schutzanspruch : Gerät zur pyrolytischen Zersetzung von chemischen Substanzproben an einem durch Stromwärme heizbaren Körper zum Zwecke der Einführung der gasförmigen Zersetzungsprodukte in einen Gaschromatographen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Aufnahme der Probe dienende und in einen elektrischen Stromkreis einzuschaltende Platindraht-Spirale mit ihren beiden Drahtenden in eine mittels einer Glasschliff-Verbindung unter Freilegung der Platindraht-Spirale zerlegbare Glasröhre eingeschmolzen ist, wobei diese Glasröhre mit ihrem an den Schliffkern angesetzten, in der Dicke stark verjüngten Ende spiralig gewunden ist und sich zur Beheizung ihrer Wandung in einem zylinderförmigen elektrischen Heizmantel befindet.