JPH0652261B2 - ガスクロマトグラフィによる水分定量分析方法 - Google Patents

ガスクロマトグラフィによる水分定量分析方法

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JPH0652261B2
JPH0652261B2 JP58230226A JP23022683A JPH0652261B2 JP H0652261 B2 JPH0652261 B2 JP H0652261B2 JP 58230226 A JP58230226 A JP 58230226A JP 23022683 A JP23022683 A JP 23022683A JP H0652261 B2 JPH0652261 B2 JP H0652261B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86

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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は,ガスクロマトグラフィによる水分定量分析方
法に関し、特に、ガスクロマトグラフィによる気体中の
水分定量分析における補正係数を求めるための標準ガス
分析方法に関する。
(ロ)従来技術 ガスクロマトグラフィにより気体中の水分の定量分析を
行うには、まず、水分量既知の標準ガスによって、水分
についての補正係数を求めることが不可欠であるが、水
分についての標準ガスは、正確な標準ガスが容易に製造
できないために、市販されておらず、従来は、マイクロ
シリンジで既知量の水をガスクロマトグラフのカラムに
導入して、そのピーク面積を求め、計量管の体積と温度
を求めて、水分の補正係数を求めていた。
したがって、ガスクロマトグラフィにより気体中の水分
の定量分析を正確に行うための水分の補正係数を求める
には、 1.一定量の水を正確に秤量採取すること、 2.水を稀釈するに適した溶媒を選択すること、 3.計量管の体積を正確に実測すること、 4.絶体温度を測定すること、 等のプロセスを行うことが不可欠であり、とかく手間を
要し不便であった。
しかも、このようにして求めた補正係数も、水を理想気
体と仮定して計算したものであるから、飽くまでも推定
値の域を出ないものであり、水分測定用の標準ガスの現
出は、分析値の正確を期する上で当面の課題であった。
(ハ).目的 本発明は、ガスクロマトグラフィによる水分の定量分析
における標準ガスに関する従来技術の問題点を一挙に解
消するものであって、ガスクロマトグラフィによる気体
中の水分の定量分析における水分の補正係数を、水の標
準溶液を用いずに簡単に求めることができるガスクロマ
トグラフィによる水分定量分析方法を提供するものであ
る。
(ニ)構成 本発明は、補正係数が容易に求められる基準ガス又は既
に補正係数が求められている基準ガスの単独基準ガスに
ついて、ガスクロマトグラフィ法により、基準ガス濃度
を求め、他方において、増湿器により増湿された前記基
準ガスについて、基準ガス濃度及び水分のピーク面積を
求め、単独基準ガスの基準ガス濃度と増湿された基準ガ
スの基準ガス濃度の差を水分量とし、この水分量を、増
湿された基準ガスとの水分のピーク面積と対比して、水
分の補正係数を求めることを特徴とするガスクロマトグ
ラフィによる水分定量分析方法にある。
本発明において、基準ガス流路は、試料導入流路と兼用
できる。基準ガスとしては、空気、窒素ガス、酸素ガ
ス、アルゴンガス、二酸化炭素、メタンガス及びプロパ
ンガス等の入手容易なガスを使用することができるが、
分析対象のガス成分を基準ガスとして使用すれば、組成
が水分と分析対象のガス成分とから成るものであれば、
分析対象のガス成分量を求めれば水分量を測定しなくて
も水分量が推定できるので好ましい。
増湿器は、一般に、増湿操作に使用される形式の装置が
使用できる。例えば基準ガス流を水中で吹き出させて、
水蒸気を含有する基準ガス流を製造する装置、例えば、
バブラーが、最も単純な装置として使用される。基準ガ
ス流中に発生の水蒸気を混入してもよいが、温度調節を
考慮する必要がある。ミストがガス中に残留する場合
は、ミストを除去しなければならないから、残留するミ
ストを除去できる形式のものを使用する。しかし、何れ
にせよ、基準ガス流中に水蒸気を供給できるものであれ
ば、如何なる種類の増湿器であっても使用する上で差支
えない。増湿器からの流路は、計量管を接続する流路切
換えバルブの手前で、例えば、三方コック等を設けて、
基準ガス、試料或はキャリヤーガス流入流路に接続す
る。
カラム構成は、水分と、窒素、アルゴン、空気、二酸化
炭素、エタンなどの成分が、同時に分析できるものであ
れば、如何なるカラム寸法及び如何なる充填剤を使用す
ることもできる。
また、キャリヤーガスは、ヘリウム、アルゴン、水素等
の中で、水分と他の基準ガスが測定できるものであれ
ば、何れも使用することができる。
本発明のガスクロマトグラフィによる水分定量分析方法
により、水分定量分析用の水分の補正係数を求める場
合、予め補正係数が求められていて、その濃度を正確に
求めることができるガスの100%濃度のものを基準ガ
スとし、この基準ガス中に、増湿器等により、適当な量
の水分を均一に分散させ、この水分含有ガス中の基準ガ
ス成分濃度を、ガスクロマトグラフィにより測定する。
この場合、基準ガス成分濃度は、含有水分量の分だけ減
少した濃度値になっているから、この減少した濃度値を
水分量として、得られたガスクロマトグラムの水のピー
ク面積から水の補正係数を算出する。
計量管はカラム恒温槽等の恒温槽内に配置されて、ほぼ
同一温度に保たれるので、温度補正、体積補正を敢えて
必要としない。また、圧力補正についても、計算後全量
が100%となるように補正すれば充分である。
サンプリングは1回で水分及び測定対象成分が分析でき
るのが好ましいが、複数台のガスクロマトグラフに複数
回サンプリングして測定することができる。
(ホ)実施例 図は、本発明のガスクロマトグラフィによる水分定量分
析方法の一実施例を示す概略の説明図である。
以下、図面により、本発明の実施例の一を参照して本発
明を説明するが、本発明は、この説明に限定されるもの
ではない。
基準ガス入口兼試料ガス入口1は、三方コック2の第1
路に連通し、他方の基準ガス入口3は、増湿器、例えば
バブラー4の入口に連通する。該バブラー4の出口は、
三方コック2の第2路に連通し、三方コック2の第3路
は、六方バルブ5のバルブ入口6に連通する。計量管12
は、バルブ孔7及び8にその流路を接続して設けられ、
六方バルブ5のガス出口11に、バルブ孔8を介して、
連通する。一方六方バルブの出口9は、第1のカラム1
3に連通し、第1のカラム13の出口は、四方バルブ1
4のバルブ入口15に連通する。この四方バルブの一方
のバルブ出口16は、第2のカラム19に連通し、他方
の出口18は第3のカラム20に連通する。第2のカラ
ム19に充填される充填剤としては、第1のカラム13
の充填剤よりも吸着力或は極性の大きいものを使用す
る。しかし、第3のカラム20の充填剤としては第1の
カラム13の充填剤と吸着力或は極性はほぼ同一か或は
類似するものが使用される。すなわち、本実施例におい
ては、第2のカラム19の充填剤として、例えばモレキ
ュラーシーブが使用される。モレキュラーシーブ充填剤
は、酸素、窒素、メタン等の分離に適するものであり、
したがって、酸素、窒素、メタン等の基準ガス成分は第
2のカラムで分離される。このモレキュラーシーブ以外
第2のカラム用の充填剤としては、活性炭やシリカゲル
等が使用される。
また、第3のカラム20には、充填剤としてポラパッ
ク、クロモソルブ等のポリマービーズが充填されてい
る。ポリマービーズは、水の分離剤であり、水分は、第
3のカラムで分離される。このポリマービーズ以外には
第3のカラム用の充填剤として、PG6000等の極性
分配剤が使用される。
一方、キャリヤーガス入口21、三方コック22の第1
路に連通し、該三方コック22の第2路は、前記六方バ
ルブ5のキャリヤーガス入口10に連通する。該三方コ
ック22の第3路は、圧力調整用の第4のカラム23に
連通する。第4のカラム23は、流路24を介して前記
四方バルブ14のキャリヤーガス入口17に接続してい
る。
第2のカラム19及び第3のカラム20の夫夫の出口か
らの流路25及び26は、合流点27において合流し、合
流点27から流路28を経由して検出器29に入る。
参照側のキャリヤーガス流路30は、参照側カラム31
を経由して検出器29に接続されている。
この実施例のガスクロマトグラフィによる水分定量分析
方法における、水分定量分析操作について、基準ガスと
して窒素ガスを使用する事例を一例として説明する。
三方コック2を図の位置から右に90゜回転して、基準ガ
ス入口兼試料ガス入口1から基準ガスの窒素ガスを流入
する。窒素ガスは、六方バルブ5の入口6から実線で示
す六方バルブ5内の流路を経由してバルブ孔7から計量
管12に入りバルブ孔8を経てバルブ5の出口11から
流出する。そこで六方バルブ5を切換えて、ヘリウムガ
スをキャリヤーガスとして、キャリヤーガス入口21か
ら流入させる。このヘリウムガスは、三方コック22で
分岐されて、その一方の流れは、六方バルブ5のキャリ
ヤーガス入口10から流入して、計量管12内に計量さ
れて残る窒素ガスを、バルブ出口9から第1のカラム1
3に導入する。第1カラムの充填剤としては、水分を溶
離させるためにポリマービーズが使用されている。
四方バルブ14は図の儘の位置とし、第1のカラム13
の出口から流出するガス流を第2のカラム19に導入す
る。本実施例においては、第2のカラムには、充填剤と
してモレキュラーシーブが充填されているので、窒素は
第2のカラムによって分離される。第2のカラムを流出
したガス流は、合流点27で、第3のカラムから流出す
るガス流と合流して、流路28から検出器29に導入さ
れ、一方、参照側の流路30及びカラム31を通過した
ガスを検出器29に導き、この参照側と対比して、窒素
量を検出する。窒素濃度は、予め求めてある窒素の補正
係数に基いて、検出器29の検出値から求められる。
なお、この間に、三方コック22で分岐されたもう一方
のキャリヤーガスは、調圧用のカラム23で圧力制御さ
れて、四方バルブ14のキャリヤーガス入口17から入
り、該バルブ出口18から、充填剤としてポリマービー
ズを充填した第3のカラム20を経由して、合流点27
に流れるが、このガス流によって、四方バルブ14の切
換え時の圧力変動による衝撃を緩和する働きを有する。
そこで、三方コック2を更に右側へ90゜回転し、三方コ
ック2の流路を切換えると共に六方バルブ5の流路を切
換えて、基準ガス入口3から、窒素ガスを、バブラー4
の入口から水中に吹き出させて、窒素ガス中に水蒸気を
含有させる。水蒸気を含有した窒素ガスは、バブラー4
内でミストを分離されてバブラー4の出口から流出する
が、ここで、ミストの捕集が充分でないときは、ミスト
捕集器をバブラー4の出口に接続して設けるのがよい。
このようにして、ミストが分離されてバブラー4の出口
から流出する水蒸気を含有した窒素ガスは、三方コック
2を経由して六方バルブ5のガス入口6から実線で示す
六方バルブ5内の流路を経由して、バルブ孔7から計量
管12に入り、バルブ孔8を経てバルブ5の出口11か
ら流出する。そこで、六方バルブ5を切換えて、キャリ
ヤーガス入口からヘリウムガスを流入させる。このヘリ
ウムガスは、三方コック22で分岐されて、その一方の
流れは、六方バルブ5のキャリヤーガス入口10から流
入して、計量管12内に計量されて残る水蒸気含有の窒
素ガスを、バルブ出口9からポリマービーズを充填した
第1のカラム13に導入する。
四方バルブ14は、図の儘の位置とし、第1のカラム1
3の出口から流出するガス流を、モレキュラーシーブを
充填する第2のカラム19に導く。一方、三方コック2
2で分岐されたもう一方のヘリウムガスは、調圧用のカ
ラム23で圧力制御されて四方バルブのキャリヤーガス
入口から入り、バルブ出口18から流出して第3のカラ
ム20を流れる。第1のカラム13から最初は窒素が流
出するので、これを第2のカラムに通し、窒素が流出し
終えたところで、四方バルブ14を切換えて、第1のカ
ラム13から流出するガス流を、ポリマービーズを充填
する第3のカラム20へ導く。
四方バルブ14の切換えによって、四方バルブ14のキ
ャリヤーガス入口17から入るヘリウムガスは、第2の
カラム19に流れて窒素を溶出させ検出器29により検
出し、次いで、第3のカラム20から水分を検出する。
この検出に当って、第2のカラム19の溶出成分のピー
クと第3のカラム20の溶出成分のピークとが、重なり
合わないように、例えば、第3のカラム20の長さや充
填剤の充填密度を適宜調節する。
水分の量は、窒素ガス単独の場合の窒素濃度と、水蒸気
含有の窒素ガスの窒素濃度の差から求める。この水分量
を得られた水のピーク面積と対応させて水の補正係数を
算出する。
(ヘ)効果 本発明のガスクロマトグラフィによる水分定量分析方法
は、以上のように構成したので、従来装置におけるよう
に、水分量既知の標準ガスを使用することなく、簡単に
水分の定量を行うことができるので、従来の分析方法に
おける標準ガスに係る問題点を総て解決することができ
る。
しかも、水分定量に要する水の補正係数を求めるための
基準ガスとして使用される気体物質も、補正係数が容易
に求められるものか或は使用する装置で測定できる程度
に既に補正係数が求められているものであれば足り、そ
の気体物質の種類を問うものではない。したがって、例
えば、測定対象の気体成分であってもよく、また、基準
ガスに含有される水分量も任意でよいなど、基準ガスの
入手が容易である。しかも、増湿器に接続する流路を、
例えば、三方コック等で接続すれば足りるから、構造は
簡単で、その取り扱いも容易である。
さらに、水分分離用カラムと基準ガス分離用カラム等
を、適宜、例えば、直列及び/又は並列に、設ければ、
仮令、組成未知の試料であっても、水分の定量分析が可
能となるなど、従来の水分定量分析方法と比較してすぐ
れた点が多く、したがって、水分の定量分析技術面で与
える影響は大きい。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明のガスクロマトグラフィによる水分定量分
析方法の一実施例を示す概略の説明図である。 図において、1は基準ガス入口兼試料ガス入口、3は基
準ガス入口、4はバブラー、5は流路切換用の六方バル
ブ、12は計量管、13は第1カラム、14は流路切換
用の四方バルブ、19は第2カラム、20は第3カラ
ム、23は調圧用のカラム、29は検出器、30は参照
側流路である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】補正係数が容易に求められる基準ガス又は
    既に補正係数が求められている基準ガスの単独基準ガス
    について、ガスクロマトグラフィ法により、基準ガス濃
    度を求め、他方において、増湿器により増湿された前記
    基準ガスについて、基準ガス濃度及び水分のピーク面積
    を求め、単独基準ガスの基準ガス濃度と増湿された基準
    ガスの基準ガス濃度の差を水分量とし、この水分量を、
    増湿された基準ガスとの水分のピーク面積と対比して、
    水分の補正係数を求めることを特徴とするガスクロマト
    グラフィによる水分定量分析方法。
JP58230226A 1983-12-06 1983-12-06 ガスクロマトグラフィによる水分定量分析方法 Expired - Lifetime JPH0652261B2 (ja)

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