Колонка газовая какую выбрать: Как выбрать газовую колонку для квартиры: параметры, характеристики, лучшие модели

Содержание

Как выбрать газовую колонку для квартиры: параметры, характеристики, лучшие модели

Частные дома и некоторые виды многоквартирных не подключены к центральному горячему водоснабжению. Для жителей пятиэтажек и частного сектора на повестке дня всегда актуален вопрос: какую выбрать газовую колонку и как это сделать правильно. Оптимально подобранная модель колонки будет работать долго и бесперебойно, полностью обеспечивая потребности жильцов в горячей воде.

Виды и особенности современных газовых колонок

Газовые колонки различаются по ряду параметров и характеристик, как диапазон мощности, уровень давления, типы розжига и регулировки, а также способ отведения продуктов горения.

По уровню мощности существует три рабочих диапазона:

17-19 КВт — маломощные агрегаты, предназначенные для ограниченного водоснабжения, то есть не более одного крана;
22-24 КВт — рассчитаны на водоснабжение 2-3 точек и обеспечивают нагрев 15-20 л. воды в минуту;
28-31 КВт — самые мощные колонки, которые в состоянии обеспечить горячей водой большой частный дом или коттедж с 4 и более точками подачи воды.

По принципу розжига существуют такие модификации:

полуавтоматический — пьезоэлемент срабатывает при нажатии кнопки на корпусе газовой колонки;
автоматический — автовключение искры при появлении потока воды, питание авторозжига осуществляется от батареек либо от гидротурбины.

Здесь следует отметить зависимость типов розжига от уровня давления воды. Чтобы агрегат с гидротурбинным стартом работал адекватно, уровень давления в водопроводной сети должен быть не ниже 0,35-0,45 атмосфер. При низком давлении следует выбирать модели на батарейках или полуавтоматы.

Минусом полуавтоматов будет перерасход газа, так как фитиль колонки должен постоянно гореть. Поэтому давление воды — самый весомый аргумент при сомнениях, как выбрать газовую колонку для квартиры. Именно на верхних этажах хрущевок давление воды снижается до минимальных цифр, в то время, как в частном секторе оно достаточно высокое.

Следующий параметр различий — модификация горелки

Они делятся на три типа:

со ступенчатой ручной регулировкой мощности — при помощи ступенчатого регулятора пользователь устанавливает оптимальные параметры мощности газа и температуры воды;
с плавной ручной регулировкой — отличается от предыдущего типа более плавной и точной регуляцией параметров;
с автоматической модуляцией — подстройка под необходимую температуру идет в процессе работы с ориентиром на давление воды и газа.

Самым хорошим выбором считается автоматический тип. Потому что при изменении давления воды ее температура также изменится, следовательно, риск при купании ошпариться или, наоборот, окатиться холодной водой, снижается.

Последним параметром различий становится тип отвода продуктов горения

Они предусмотрены в двух вариантах:

дымоходные — предназначенные для подключения в дымоходную систему;
турбированные — патрубок для отведения вставляется прямо в стенное отверстие.

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, поэтому следует тщательно оценивать возможности помещения.

Критерии выбора колонки — на что обратить внимание

Рассчитывая, как выбрать газовую колонку для частного дома или стандартной квартиры, следует учитывать ряд параметров жилища, среди которых:

наличие или отсутствие дымоходной системы;
требования газовых служб относительно размера помещения, в котором будет стоять агрегат, наличия вентиляции и соответствия нормам безопасности;
потребляемый объем воды и количество точек водоснабжения;
уровень автоматизации и комфортной эксплуатации.

Также следует прислушаться к советам специалистов о том, как правильно выбрать газовую колонку и на какие

дополнительные функции обратить внимание:

датчик газ-контроля (ионизационный) — служит для перекрытия газоподачи при затухании факела;
защита от перегрева — контролирует температуру воды и препятствует разрушению теплообменников;
датчик тяги — служит для блокирования работы при отсутствии тяги в газоотводе;
термопара — вторичная система подстраховки при затухании;
термодатчик — служит для коррекции пламени;
потоковый датчик — активирует автоматическое включение при открытии крана;
датчик давления — при слабом напоре не позволяет колонке запускаться;
клапан сброса воды — при повышении давления воды сбрасывает излишки, защищая теплообменник.

ТОП лучших газовых колонок — выбор покупателей

В этом рейтинге участвуют лучшие газовые колонки — те из них, которые, по отзывам покупателей и пользователей, оптимально выбрать для квартиры и дома.

Bosch WTD 18

Тепловая мощность — 31,6 КВт
Объем нагрева — 12 л/мин
Входное давление — до 12 атм
Тип управления — электронный
Тип розжига — электрический с открытой камерой

Удобная и современная газовая колонка средней производительности. Среди особенностей модели — наличие информационного дисплея, автоматическая регулировка параметров работы, электронное управление температурой воды и наличие функции газ-контроля. Преимуществами пользователи назвали удобство управления, надежную работу системы безопасности и возможность работы от сжиженного газа в баллонах.

BaltGaz Comfort 15

Тепловая мощность — 30 КВт
Объем нагрева — 15 л/мин
Входное давление — от 0,15 атм
Тип управления — механическое
Тип розжига — электрический

Мощный и производительный агрегат, который хорошо справляется с водоснабжением нескольких точек. Владельцами отмечены надежность и отличное качество сборки, что стало одной из причин заслуженного статуса «Выбор покупателей».
Среди отличительных «фишек» модели — водяное охлаждение камеры горелки, наличие термометра и автоматический контроль температуры воды. В колонке реализованы сразу три защитные системы — от перегрева, от затухания и от запуска без воды. На дисплее отражаются основные параметры работы, в том числе индикация запуска и нагрева воды.

Bosch WR 10-2P23

Тепловая мощность — 17,4 КВт
Объем нагрева — 10 л/мин
Входное давление — от 0,1 атм до 12 атм
Тип управления — механическое
Тип розжига — пьезоэлемент с открытой камерой

Надежная и простая в управлении немецкая газовая колонка. Она оснащена механической системой управления, медным теплообменником и защитным датчиком, препятствующим перегреву. Как преимущества пользователями были отмечены долговечность, безотказная работа и безупречное немецкое качество. Температуру воды можно ограничивать в пределах до +60С.

Ariston Fast R ONM 14

Тепловая мощность — 20 КВт
Объем нагрева — 14 л/мин
Входное давление — от 0,2 атм до 10 атм
Тип управления — механическое
Тип розжига — электрический с открытой камерой

Компактная и удобная газовая колонка дымоходного типа, которая сочетает высокую тепловую мощность и хорошую производительность, за счет чего может одинаково успешно использоваться как в квартирах, так и в частных домах. Диаметр подключения к дымоходной системе составляет 13 см. Теплообменник изготовлен из меди — оптимально стойкого термоматериала.

Electrolux GWH 10 High Performance 2.0

Тепловая мощность — 20 КВт
Объем нагрева — 10 л/мин
Входное давление — от 0,15 атм до 8 атм
Тип управления — механическое
Тип розжига — электрический

Еще одна модель, которая удостоилась звания «Выбор покупателей». Она является улучшенной модификацией предыдущей версии — увеличилась тепловая мощность агрегата, стала тише работа, а также появилась возможность работы при минимальном давлении воды.

Колонка оснащена термометром, широким дисплеем и защитными системами — газ-контроль и блокировка при отсутствии воды. При изготовлении медного теплообменника применена новая технология Оксиген Фри, за счет чего улучшились его рабочие свойства.

Zanussi GWH 10 Fonte

Тепловая мощность — 20 КВт
Объем нагрева — 10 л/мин
Входное давление — от 0,15 атм до 8 атм

Тип управления — механическое
Тип розжига — электрический с открытой камерой
В числе основных преимуществ модели владельцы этой колонки отметили качество работы, высокий уровень безопасности и удобство управления настройками. Четкий и широкий дисплей отображает параметры запуска, нагрева, температуры воды и резерва батареи электроподжига. Отличительным конкурентным преимуществом модели является многоуровневая система защиты и контроля, которая включает контроль тяги, перегрева, отсутствия воды и подачи газа.

Neva 4508

Тепловая мощность — 15,4 КВт
Объем нагрева — 8 л/мин
Входное давление — не указано
Тип управления — механическое
Тип розжига — электрический с открытой камерой
Простая и удобная газовая колонка средней производительности, рассчитанная на стандартную квартиру с двумя или тремя точками водоснабжения. Оснащена автоматической регулировкой пламени и может работать на сжиженном горючем. На передней панели расположен информационный дисплей, отражающий параметры работы и температуру, передаваемую с встроенного термометра.

Читайте также:

Фото: компании-производители, JackF/Fotolia.com, marketlan/Fotolia.com

15 лучших газовых колонок — Рейтинг 2021 года (Топ 15)

Если так случилось, что в вашем доме нет горячего водоснабжения, но есть газ, значит, вам нужна газовая колонка для нагрева воды. Специалисты «Эксперта цен» проанализировали модели газовых колонок, которыми больше всего интересовались покупатели в конце 2020 — начале 2021 года, и выбрали 15 самых лучших. Сейчас вы узнаете о них. Но сначала выберем фирму-производителя.

Газовая колонка какой фирмы лучше?

Лидирующие позиции по популярности, надёжности и качеству сборки на сегодняшний день занимают газовые водонагреватели чешского производителя Mora Top. Его продукция никогда не залёживается в магазинах долго, а потому иногда надо просто успеть сделать заказ. Среди иностранных производителей газовых колонок не отстают всегда востребованные бренды Bosch и Ariston. Продукцию с неплохим соотношением цены и качества предлагают на российском рынке Zanussi и Hyundai. Лучшие отечественные производители традиционно представлены газовыми колонками марок Нева и Ладогаз.

Полезные советы для обеспечения долгой и надёжной работы газовых колонок

Установка и подключение должны осуществляться квалифицированными специалистами. Часто от того, как настроена газовая колонка, зависит качество её работы.
Необходимо регулярно производить очищение запальника и теплообменника от продуктов горения (странно обвинять в засорах колонку). Это заметно продлит «срок жизни» прибора.
В старых домах со слишком заниженным давлением воды в системе лучше устанавливать специальные насосы. При стабильном давлении воды автоматический запуск происходит без проблем, а температура нагрева будет поддерживаться более корректно.
Необходимо соблюдать важные рекомендации от производителя, указанные в инструкции пользователя.

Правильно выбирайте модель колонки в зависимости от требуемого или желаемого количества горячей воды. В принципе, конструктивно современные газовые проточные водонагреватели лишь условно можно поделить на версии для одной, двух или больше точек водоразбора. Дело скорее в заявленной максимальной производительности. Простое правило: меньше 12-13 л/мин – один кран или поочерёдное использование, больше – хватит на два или на несколько.

Рейтинг лучших газовых колонок

И напоследок… Какую газовую колонку лучше купить?

Все газовые водонагреватели из нашего рейтинга достаточно надежны, безопасны, находятся примерно в одной ценовой категории. Можно смело утверждать, что все они хорошо работают при правильной установке и эксплуатации. Многие проблемы, на которые жалуются владельцы колонок, решаются простой заменой батареек и чисткой дымохода. Важно — если в вашем регионе вода жесткая, то лучше поставить фильтр. Иначе образуется накипь, которая забивает теплообменник, и газовая колонка гораздо быстрее ломается. Если нет фильтра, учитывайте, что накипь образуется при высокой температуре (от 40 градусов) — не перегревайте прибор.

Проявляются недостатки газовых колонок часто из-за того, что пользователи не соблюдают требования инструкции (или вообще ее не читают). Очень рекомендуем следовать правилам! Еще помните, что газовый водонагреватель нужно настраивать (заводские настройки предназначены для тестового запуска, не для всех условий подходят), и делать это должны специалисты.

Наконец, актуальное для тех, кто не знает, напутствие на случай поломки газовой колонки до истечения срока гарантии: коли уполномоченные производителем сервисные службы по каким-то причинам отказываются решать проблему, сильно затягивают ремонт, ссылаясь на отсутствие запчастей, либо авторизированные СЦ попросту отсутствуют в населённом пункте, где приобретался водонагреватель, потребитель вправе потребовать «сатисфакции» непосредственно у магазина. В отсутствие нормального сервиса любой недостаток товара, если дефект окажется гарантийным, автоматически становится «существенным». И можно потребовать обмен или возврат денег (в том числе возмещения затрат на монтаж/демонтаж).

Удачной покупки!

Как выбрать газовую колонку?

Газовый проточный водонагреватель – мощный бытовой прибор, обладающий высокой производительностью и способные обеспечить горячей водой сразу несколько водоразборных точек одновременно. Газовая колонка работает по довольно простому принципу: холодная вода из водопровода проходит сквозь мощный теплообменник проточного типа и нагревается с помощью газовой горелки (она разжигается в автоматическом режиме) и тут же моментально поступает к водоразборной точке – крану.

Те, кто когда-либо пользовался водонагревателем подобного типа, могут с уверенностью сказать – это поистине эффективный и довольно экономичный агрегат, быстро и качественно решающий проблему горячего водоснабжения в городской квартире, загородном доме или даче – был бы газ. В основном, практически все модели газовых колонок проточного типа работают на магистральном (природном) газе, и лишь некоторые – на сжиженном. Последние пользуются популярностью у дачников, не имеющих возможности провести в дом магистральный газ. Мы расскажем, как выбрать газовую колонку, опираясь на основные параметры, и остаться довольным.

Газовый водонагреватель проточного типа — довольно мощный агрегат, и при выборе в первую очередь необходимо учитывать данный момент. Чем мощнее прибор, тем он производительнее. Если вы планируете использовать его только для нагрева воды на кухне или только для принятия душа, будет достаточно купить газовую колонку мощностью от 17 до 20 кВт. Такой прибор будет производить около 11 литров горячей воды в минуту, чего вполне достаточно для вышеперечисленных целей. Если же планируется использовать горячее водоснабжение сразу в нескольких водоразборных кранах одновременно (например, на кухне и в ванной), потребуется более производительный водонагреватель с мощностью 20-27 кВт, способный нагреть до 15 литров воды в минуту.

Еще один немаловажный параметр, который поможет вам выбрать газовую колонку — возможность регулировки расхода газа или, другими словами, мощности пламени. Регулировка бывает ручной (ступенчатая и плавная) и автоматической (модуляция пламени). Ступенчатая и плавная регулировки мощности пламени выставляются пользователем вручную. Желаемая температура нагреваемой воды в процессе эксплуатации газовой колонки с ручной регулировкой расхода газа может отличаться от той, что задал пользователь. Кстати, специалисты не рекомендуют корректировать температуру воды на выходе из крана путем подмешивания к нагретой воде холодной воды из крана. Газовые колонки с автоматической модуляцией пламени избавят вас от неприятных перепадов температуры воды, зависящих от различных внешних факторов. Разбавить слишком горячую воду, выходящую из крана, можно просто слегка открыв кран с холодной водой.

Некоторые модели газовых водонагревателей проточного типа позволяют регулировать не только мощность пламени, но и поток воды. Особенно актуальны такие приборы в жилищах со слабым напором воды в водопроводе.

Весьма актуальный параметр – тип розжига газа. Времена, когда газ в газовой колонке разжигался с помощью спичек, прошли. Современные приборы могут оборудоваться пьезорозжигом (ручной способ розжига пламени с помощью кнопки), автоматическим розжигом искрой от обычных батареек или же искрой от небольшой гидротурбины. Какую выбирать газовую колонку – решать вам, однако мы надеемся, наш небольшой экскурс в мир газового водонагревательного оборудования вам в этом поможет!

Как правильно выбрать газовую колонку: 9 вопросов и решений

Надежные, проверенные газовые колонки полюбились потребителям благодаря перечню позитивных особенностей. Для них найдется уголок даже в самых маленьких помещениях, они выручают в квартирах и дачных домиках. Благодаря этой технике вы будете принимать горячую ванну, когда захотите, и ощутите комфорт в любое время года. В статье рассмотрим особенности выбора газовой колонки и нюансы, которые нельзя игнорировать.

Разновидности колонок, их особенности

Механизмы, питающиеся исключительно от энергии газа (природного или баллонного), применяются во многих отраслях: хозяйственной, технологической и бытовой. Газовые колонки, как и электрические собратья — бойлеры, по способу работы делятся на:

проточные
накопительные.

Для выбора нагревательной установки нужно узнать о конструкции и функционировании каждого подтипа. Далее вы поймете для себя, какая колонка лучше.

Читайте также: Топ-10 газовых колонок 2017 года

В строение колонок проточного типа входят: модульная горелка с реле, давлением и деталью теплового обмена. Учитывая особенность нагрева, аппарат не имеет бака.

1. Чтобы нагреться, жидкость преодолевает водную трубу с теплообменником.
2. Затем труба накаляется от находящихся ниже прогретых пластин (их градус нагрева зависит от мощности нагревательной детали).

Агрегаты одновременно снабжают две точки водоразбора и производят от 5 до 17 л горячей воды. Покупая технику, которая за минуту нагреет 10 литров жидкости, потребители принимают правильное решение, такие колонки самые оптимальные.

Совет: Установите агрегат подальше от легко возгораемых предметов.

Колонки накопительного типа, в отличии от проточных, оснащены резервным баком. Их строение похожее на конструкцию электрических бойлеров. В конструкцию устройства входят: газовая горелка, отводная труба, турбулятор для завихрения газа, и запальник с системой поджигания. Используют такие колонки в основном для больших площадей. В отличии от проточных, они мощнее и больше по размерам.

Если упрощенно, процесс нагрева происходит так: когда термостат чувствует спад температуры в баке, он посылает сигнал горелке, которая начинает нагревать ресурсы. В данной системе важную роль играют рассекатели, они сохраняют ресурсный продукт и повышают уровень тепловой отдачи от газа к воде.

Мощность, производительность колонки

Прежде всего, выбор газовой колонки должен исходить из параметров мощности. Устройства бывают, как с маленькими в 17 киловатт, так и с большими (до 28 киловатт) параметрами. Для мойки посуды и купания подойдут установки на 17-20 кВт, они не затрачивают много ресурсов и удобны в использовании. К таким относится модель Gorenje GWH-10NNBW. Если пользоваться водой будет много человек, притом в одно время в разных точках — выбирайте колонки с расчетом на 20-26 киловатт.

Совет: Хорошим ориентиром является потребительская таблица воды: на 1-2 человек расход 7 литров в минуту,а на троих — 9-10 л.

Читайте также: Основные причины неисправности газовой колонки: 6 поломок, которые можно отремонтировать своими руками

Автоматическая и полуавтоматическая система — чтоб не осталось вопросов

Еще один критерий, по которому выбирают газовые колонки, — методика розжига (автомат, полуавтомат). Перед выбором колонки рассмотрим принцип функционирования обоих типов систем.

У систем «автомат» вода нагревается от батареек. Чтобы помыть посуду или искупаться откройте кран и система включится автономно. Следить за отключением розжига также не придется, а напор регулируется ручкой.

Лучше брать полуавтомат — такие устройства оснащены кнопкой пьезорозжига, она позволяет зажигать конструкцию самостоятельно. Данный факт является их главным отличием. Не прилагая физических усилий, нужно нажать кнопку снизу. Выключение розжига происходит за таким же принципом. После включения обе системы функционируют одинаково.

Совет: Перед тем, как включить прибор, убедитесь что в дымоходе не забита тяга.

Выбор газовой колонки по типу розжига

Есть три варианта, как поджечь горелку:

пьезоророзжиг,
электрический,
автоматический.

Сказать однозначно какой лучше — нельзя, газовая колонка с любым из них имеет свою индивидуальность и привилегии. Изначально существовало только ручное управление с использованием спичек и других разжигателей, регуляция нагрева в данных механизмах также существовала. Со временем на его смену пришел пьезорозжиг. Чтобы включить такой прибор, нужно просто нажать кнопку.

Простота и надежность — самые главные преимущества моделей с таким розжигом. В качестве основного минуса выступает увеличенный расход газа: запальник-то ведь продолжает гореть, даже если техника выключена. Еще одним нюансом является необходимость зажигать колонку вручную. Учтите это, если ваше устройство находится в труднодоступном месте, его будет неудобно разжигать.

Электрический вариант лишен и недостатков и преимуществ пьезо. Чтобы колонка заработала, вы просто открываете воду — розжиг получается от искры, которую дают 2 пальчиковые батарейки. Удобство и экономия газа — главные преимущества. Недостаток всего один: быстро садящиеся батарейки. Даже если вы купите хорошие и батарейки прослужат долго, вы никогда не сможете предсказать, когда они «сядут» — это может произойти в самый неожиданный момент.

Существует также розжиг от гидротурбины в котором источником энергии есть электрогенератор. Важно помнить, такой прибор подойдет только для напора не меньше чем 0,35 атм.

Как выбрать газовую колонку для дома

Чтобы купить колонку в частный дом, помимо указанных выше советов правильного выбора устройства, учтите особенность основной магистрали газоснабжения. Это важно — в загородных домах часто не бывает газификационной системы, в таком случае вы ее попросту не подключите. Если в доме ранее обогрева на газе не существовало, установка колонки будет осуществляться с «нуля». Разработайте план и утвердите его с нужной инстанцией, после можно приступать к выбору установки.

Читайте также: Как установить газовую колонку: 5 главных моментов

Для установки на газу обязательным является наличие дымохода и вентиляции. Важны и параметры площади: не менее 7,5 кв.м, при высоте потолка от 2-х метров. Учтите, что стена не должна быть обработана горючими материалами, а расстояние между плитой и колонкой должно составлять минимум 50 сантиметров. Если отапливаемая территория небольшая — выберите механизм с маленькой мощностью от 5 л. Для таких целей отлично подойдет модель с пьезорозжигом Bosch Therm 4000.

Выбор газовой колонки для квартиры

Есть такая тенденция — устанавливать газовые колонки как на кухне, так и в ванной и душевой кабине, однако специалисты советуют выбирать монтажное место подальше от воды, пара, и высоких температур. Главными критериями при выборе устройства принято считать:

способ работы;
дизайн;
система безопасности и длительность эксплуатации.

Поскольку габариты колонок бывают разные, немаловажным фактором при выборе являются размер и предназначение. Для периодичного использования можно установить проточный водонагреватель компактных размеров с индикатором температуры, например RODA JSD20-A1. Для постоянной эксплуатации подойдут мощные агрегаты с большим объемом литров, к таким относятся модель Bosch Therm 6000 с мощностью более 26 кВт.

Хорошим помощником при покупке агрегата станет следующая таблица

Выбор газовой колонки в зависимости от напора воды и ее жесткости

Выбирая устройство, помните о зависимости его работы от напора и жесткости воды: при слишком низком водяном, газовом напоре оно может не включиться, а преднамеренное эксплуатирование под низким давлением часто приводит к преждевременной поломке или накипи. Исправить ситуацию можно с помощью специального насоса, который увеличивает напор, в противном случае нормально функционировать колонка не будет. Нормальный напор в трубах составляет 4-8 Бар. На входе обычно ставят предохранитель на 5-6 Бар.

Совет: Использовать не предназначенное для устройства топливо запрещается, в противном случае это нередко приводит к неисправной поломки.

Еще один критерий на который следует обратить внимание — производитель. Иногда случается, что европейские производители выпускают продукцию не оптимизированную для украинских условий. Что это значит? То, что напор в украинских и европейских трубах разный, именно поэтому ищите товар с подписью: «Адаптирован к украинским условиям».

Читайте также: Как зажечь старую газовую колонку: 3 дельных совета

Безопасность устройства

Поскольку использование газовых приборов само по себе является опасным и требует соблюдения техники безопасности, газовые установки имеют следующие притязания.

1. Механизмы должны самостоятельно отключаться, в таком в случае при поломке подача газа и воды полностью прекратится. За данную функцию отвечают датчики ионизации, потока.

2. Чтобы избежать утечки, устройство следует постоянно контролировать и периодически отдавать на осмотр специалисту.

К основному перечню неисправностей относят поломку датчиков (датчики тяги, потока, нагрева, горения и пониженного давления). При неисправности одной из деталей газовую колонку считать безопасной нельзя, именно поэтому оптимальнее купить качественный товар известного бренда.

Совет: Очень важно следить за задним отверстием в газовой колонке, закупорка ограничит попадание воздуха внутрь, что крайне нежелательно для устройства.

Дополнительные функции

1. Регулировка пламени — с помощью опции устройство вдвое экономит затрачиваемые ресурсы (газ). Данная функция есть, например, у RODA JSD20-T1.
2. Среди современных моделей популярным становится наличие дисплея, с информацией о температуре воды и режиме функционирования — например, как у Ariston Marko Polo M2.
3. Функция самоочистки способна очищать внутренние детали от накипи и избавлять от продуктов горения.
4. Автоматическая модуляция позволяет сохраняет температуру на теплоносителе на протяжении длительного времени, тем самым она снижает затраты тепла.

Будет интересно почитать: Замена старой газовой колонки на новую: 5 важных пунктов

Подытоживая, можно отметить, что широко используемые газовые колонки можно применять как для дома, так и для квартиры. Важным моментом во время использования являются меры безопасности. Покупка агрегата должна исходить из предпочтений и потребностей пользователей. Чтобы нагреть много воды, подойдут компактные проточные мощные газовые колонки, лучше с электроподжигом. Они не нарушат эстетики любого интерьера, займут немного места, обеспечат скорую подачу.

Смотрите видео: Как выбрать газовую колонку

Лучшие газовые колонки, топ-10 рейтинг хороших газовых колонок

Обойтись без горячей воды в квартире или доме сложно. Если центрального горячего водоснабжения не предусмотрено, то вопрос решается установкой водонагревателя электрического или газового типа. Электрические устройства не слишком экономичные и служат значительно меньше, газовые колонки распространены значительно шире, они экономичнее и эффективнее в использовании. При выборе этого оборудования обращают внимание на ряд важных факторов:

Мощность изделия: способность колонки выдавать требуемый объем горячей воды – бывают 10-11, 13-14 и 16-17 литров в минуту;
Возможность регулировки потока воды и его температуры;
Производитель – чем качественнее устройство, тем дольше оно будет работать и быстрее подогревать воду.

В нашем рейтинге топ-10, посвященном выбору газовых колонок, мы рассмотрели наиболее популярные модели в 2021 году, имеющие хорошее соотношение по цене-качеству. В него вошли изделия, получившие только положительные отзывы среди потребителей.

Топ-10 газовых колонок

10. Bosch WR 10-2P

Этот водонагреватель отличается довольно большими габаритами. Можно одновременно пользоваться двумя точками водоразбора – на эффективность работы и температуру горячей воды это нисколько не повлияет. Розжиг производится с помощью пьезоэлемента, что обеспечивает легкое включение устройства. Внутри предусмотрен индикатор работы и датчик загазованности. Если он срабатывает, то колонка автоматически отключается.

Горелка производится из качественной нержавеющей стали. Теплообменик медный, обладает продолжительным сроком службы – около 15 лет. Устройство не перегревается в процессе эксплуатации. Подключить Bosch WR 10-2P к системе водоснабжения довольно легко, к тому же она весит не слишком много – его можно с легкостью повесить на стену. К газоснабжению водонагреватель подключается исключительно специалистом газовой компании. Для своей ценовой категории это один из лучших водонагревателей.

Преимущества:

Надежно и стабильно работает;
При своевременном техобслуживании нареканий не возникает;
Продолжительный срок службы;
Приемлемая цена.

Недостатки:

Пьезоэлемент срабатывает далеко не всегда;
Значительное количество датчиков контроля, которые обычно не нужны или быстро выходят из строя в процессе эксплуатации.

~~Bosch WR 10-2P~~

9. Ariston Fast Evo 11B

Эта автоматическое устройство, нагреватель способен включаться и выключаться самостоятельно. Производительность составляет порядка 14 литров в минуту, благодаря чему он является одним из оптимальных для систем централизованного водоснабжения, которое выдает в минуту порядка 9-11 литров. Температура регулируется всего один раз – в дальнейшем водонагреватель будет поддерживать ее самостоятельно.

Управлять устройством очень просто – на корпусе располагается всего одна рукоятка, которая отвечает за регулировку температуры. Дисплей у этого нагревателя не предусмотрен, поэтому воду нужно настраивать по ощущениям. Слева от поворотной рукоятки находится специальная индикаторная лампочка. Если она зажглась, значит, возникла необходимость замены батареек, находящихся в пьезоэлементе. Когда она мигает от одного до пяти раз подряд необходимо вызывать мастера. Подводка воды у нагревателя нижняя, что облегчает подключение устройства. Поблизости от входа воды у устройства находится еще одна ручка, которая настраивает объем поступающей в нагреватель воды. По сути, это стандартный кран-регулятор.

Преимущества:

Привлекательный внешний вид;
Высокое качество сборки;
Удобство в управлении.

Недостатки:

Медный радиатор довольно тонкий – в некоторых моделях быстро возникают протечки;
Батарейки в пьезорозжиге разряжаются довольно быстро;
Засоряется накипью в случае, если вода жесткая.

~~Ariston Fast Evo 11B~~

8. Zanussi GWH 10 Fonte

Это единственный нагреватель в данном рейтинге, который обладает системой ручного розжига. В его конструкции предусмотрена рукоятка, позволяющая регулировать величину пламени, справа от нее находится еще одна ручка, отвечающая за подаваемый объем воды. Под ними установлен цифровой дисплей, где отображается температура горячей воды. Он включается в момент открывания крана.

На входе воды установлен фильтр грубой очистки, задерживающий мусор, что продлевает срок службы нагревателя. Модель имеет небольшой вес, за счет чего с легкостью вешается на стену. Подключать к газовой линии самостоятельно запрещено. Нагреватель работает практически бесшумно.

Преимущества:

Медный радиатор покрыт оловом, что продлевает срок службы;
Высокий уровень мощности – порядка 19 кВт;
Масса всего 5 кг;
Наличие автоматической защиты от перегрева;
Дисплей, показывающий температуру воды и возможные ошибки.

Недостатки:

Срабатывает система автоматического отключения при низком давлении воды;
Через некоторое время работы начинает издавать хлопки;
Необходимость включать вручную;
Температуру приходится все время регулировать.

~~Zanussi GWH 10 Fonte~~

7. Neva 4510-M

Это достаточно компактная конструкция, обладающая плоским корпусом небольших размеров. Теплообменник изготовлен из меди, розжиг установлен автоматический. Она представляет собой модернизированную модель 4510. Производительность осталась на прежнем уровне – 10 литров в минуту. Сюда была добавлена модуляция пламени горелки в зависимости от напора воды. Нет необходимости постоянно держать под контролем температуру и регулировать ее.

На лицевой стороне корпуса расположены две регулирующих ручки: одна отвечает за проход поступающей воды, вторая предназначена для установки температуры. Между ними есть цифровой дисплей, позволяющий производить более точную регулировку. Кроме того, в конструкции предусмотрено значительное количество датчиков, обеспечивающих надежность работы и безопасность ее использования. Они отвечают за величину пламени, температуру воды, тягу, есть система газ-контроль, не допускающая утечек.

Преимущества:

Простота конструкции;
Ремонтопригодность;
Низкая цена запасных частей;
Приемлемая стоимость;
Незначительные габариты;
Удобство использования.

Недостатки:

Комплектующие периодически выходят из строя;
Малый срок службы теплообменника.

~~Neva 4510-M~~

6. Mora Vega 10

Максимальная тепловая мощность данного устройства составляет 17,3 кВт, эффективная пропускная способность – 10 литров в минуту. Это одна из лучших газовых колонок, она дополнительно оснащена системой электророзжига, хорошо подходит для бытовых водопроводов. Конструкция обладает небольшими размерами, высокими эксплуатационными качествами. Колонка имеет продолжительный срок службы, при необходимости ее можно отремонтировать. В ней располагается клапан обратной тяги, не допускающий попадания в помещение продуктов горения – это делает колонку абсолютно безопасной в процессе эксплуатации.

Также предусмотрен ионизационный электрод, который перекрывает подачу газа, если пламя вдруг затухает. Колонка может полностью обеспечивать водой сразу три точки разбора. Еще одним ее преимуществом является возможность работы с природным или сжиженным газом.

Преимущества:

Имеется система электроподжига;
Камера сгорания открытого типа;
Колонка настенного типа, газ и вода подводятся снизу;
Имеется целый ряд функций, отвечающих за безопасную эксплуатацию;
В конструкции есть две ручки – одна отвечает за максимальную температуру нагрева вода, вторая регулирует величину пламени горелки.

Недостатки:

В летние месяцы на трубе с холодной водой образуется конденсат;
Если колонка простаивает порядка 7 часов, то от фитиля очень сильно нагревается теплообменник – из-за этого несколько секунд после включения воды идет кипяток;
На пластиковых деталях в процессе эксплуатации возникают трещины, это приводит к необходимости их замены.

~~Mora Vega 10~~

5. Neva 4511

Модель представляет собой классический проточный водонагреватель, который производится широко известной российской компанией «Baltgaz». Продукция оснащена системой автоматического розжига – достаточно просто открыть кран с горячей водой. Он работает в автономном режиме, поэтому подключать устройство к электросети не придется, главное – своевременно менять батарейки. На передней панели располагается смотровое окошко и две регулирующие рукоятки. Одна отвечает за напор воды, а вторая позволяет выбрать необходимую температуру. Производительность нагревателя составляет 11 литров в минуту, то есть такой мощности будет вполне достаточно для обеспечения сразу двух точек водоразбора. У продукции теплообменник выполнен из меди, у газовой горелки есть сразу 10 секций. Сопла производятся из латуни.

Предусмотрено сразу два датчика температуры – рабочий и аварийный. За безопасную эксплуатацию продукции отвечает система газ-контроль и датчик тяги, установленный на камере сгорания. Если дымоход забит или же тяга снизилась по другой причине, то он попросту отключит колонку. Продукция работает на природном газе, однако ее можно перевести и на сжиженное топливо, однако для этого придется заменить форсунки на специальные жиклеры, у которых проход имеет меньший диаметр. Расход топлива не слишком большой – 2,2 кубометра газа в час. Коэффициент полезного действия оборудования высокий: он составляет 87%. Колонка монтируется к стене, не занимает полезного пространства. Корпус выполнен из оцинкованной окрашенной стали, масса аппарата всего 10 кг при габаритных размерах 56,5х22,1х29 см.

Преимущества:

Достаточно простая конструкция;
Автономная система автоматического розжига;
Может работать даже при невысоком давлении в системе водоснабжения;
Компактные габаритные размеры.

Недостатки:

Довольно сильно шумит;
Пламя горелки не имеет плавной модуляции.

~~Проточный водонагреватель на газу Neva 4511~~

4. Bosch WRD 13-2G

Отличается надежностью работы, в комплекте идет все необходимое для крепления к стене. Она оборудована системой автоматического розжига и гидродинамическим генератором, который обеспечивает стабильную работу устройства. На лицевой стороне имеется многофункциональное индикаторное табло, позволяющее контролировать уровень нагрева воды и возможные ошибки в работе оборудования. Мощность конструкции управляемая, что позволяет снизить расход газа, в системе автоматического розжига не предусмотрены батарейки.

Теплообменник изготовлен из сплавов без добавления свинца или олова. Вся водопроводная арматура производится из полиамида, который дополнительно усиливается при помощи стекловолокна. Предусмотрен датчик, предохраняющий от обратной тяги, есть ограничитель температуры на выходе, повышающий безопасность устройства. У колонки имеется вентиль, за счет которого можно изменять объем подаваемой воды.

Преимущества:

Компактное устройство;
Надежная сборка;
Стабильная работа в течение долгого времени;
Регулировать температуру можно с точностью до градуса;
Прогрев воды производится плавно, без скачков;
Горелка гаснет при перекрывании крана с горячей водой.

Недостатки:

Гидрогенератор издает громкий свистящий звук;
Остро реагирует на перепады давления в водопроводе;
В нижней части отсутствует защитный кожух.

~~Газовый водонагреватель Bosch WRD 13-2G~~

3. Bosch W 10 KB

Надежная и безопасная конструкция, способная обеспечить горячей водой сразу две-три точки водоразбора. С ее помощью можно быстро и комфортно нагреть воду до требуемой температуры. Идеально подходит для использования в бытовых условиях. Система имеет надежную защиту от перегрева, а также оснащена надежной технологией защиты помещения от проникновения дымовых газов. Здесь установлена атмосферная горелка, изготовленная из нержавеющей стали. Теплообменник медный. Средняя производительность аппарата составляет 10 литров в минуту при температуре горячей воды 25 градусов. Мощность протока воды и ее температура регулируются в ручном режиме. Колонка способна работать при низком давлении воды в системе – от 0,15 бар. Если нет доступа к системе природного газа, устройство можно перевести на сжиженное топливо.

Датчик контроля пламени ионизационный, что позволяет контролировать температуру воды с точностью до одного градуса. Система розжига электронная, работает на батарейках. Масса устройства незначительная – всего 10,5 кг при габаритах 400х850х370 мм. Здесь также установлена система, отвечающая за контроль тяги, которая способна автоматически отключить прибор, имеется датчик максимальной температуры. Он не позволяет воде нагреваться свыше определенного порога. В медном теплообменнике установлены турбулизаторы, не допускающие возникновения отложений и образования накипи.

Преимущества:

Приемлемая стоимость;
Быстро нагревает воду до заданных параметров;
Колонка может работать даже при невысоком давлении;
Компактные габаритные размеры;
Высокое качество производства;
Привлекательный внешний вид;
Продолжительный период эксплуатации.

Недостатки:

Зажигается с очень громким щелчком;
Батарейки в комплект не входят.

~~газовая колонка Bosch W 10 KB~~

2. Electrolux GWH 12 NanoPlus 2.0

В газовых колонках данной серии используются только наиболее современные технологии, при помощи которых можно обеспечить комфортную и абсолютно безопасную эксплуатацию этого устройства на протяжении всего срока службы. Водонагреватель в полной мере соответствует всем требованиям, которые предъявляются по отношению к аналогичному оборудованию. В нем установлена система электронного розжига, работающая от батареек. Управление интеллектуальное и интуитивно понятное. Контроль безопасности многоуровневый – для этого предусмотрено большое количество различных датчиков: утечки газа, попадания продуктов горения в помещение, максимальной температуры нагрева воды и так далее.

На передней панели корпуса можно обнаружить жидкокристаллический дисплей, который сообщает пользователю температуру воды в системе и оставшийся заряд батареек. Горелка производится из высоколегированной нержавеющей стали, которая способна в течение долгого времени выдерживать высокую температуру, а также ее значительные перепады. Расход газа незначительный, работает колонка практически бесшумно, способна нагревать воду даже при низком давлении в системе. Производительность устройства повышенная – она составляет порядка 12 литров воды в минуту. Диаметр дымохода здесь 110 мм, поэтому абсолютно все продукты горения будут сразу же попадать в вытяжку.

Преимущества:

Тихая работа;
Воду нагревает практически моментально;
Экономно расходует заряд батареек;
Поджиг функционирует без сбоев;
Цифровой индикатор температуры.

Недостатки:

Нежелательно использовать щелочные батарейки.

~~газовая колонка Electrolux GWH 12 NanoPlus 2.0~~

1. Gorenje GWH 10 NNBW

Лидер в рейтинге надежности и качества среди газовых колонок. От нее с легкостью запитывается вплоть до 5 точек водоразбора. Максимальная мощность устройства составляет 20 кВт. Колонка быстро прогревает необходимый объем воды до требуемой температуры. Газ поджигается благодаря электрическому розжигу.

Радиатор изготовлен из меди, в процессе работы практически не издает шума, обладает привлекательным внешним видом. Абсолютно безопасная конструкция за счет предусмотренной функции «газ-контроль» – она не допускает ни малейшей утечки газа. На входе имеется фильтр, отсеивающий крупные загрязнения воды. Все настройки отображаются на специальном дисплее — отображается выставленная температура воды, имеется индикатор включения.

Преимущества:

Тихая работа;
Возможность плавных настроек;
Небольшие габариты;
Быстрый розжиг.

Недостатки:

Могут возникнуть некоторые сложности в случае замены фильтра грубой очистки.

~~Gorenje GWH 10 NNBW~~

В заключении видео

Выбирать колонку в 2021 году нужно не только из соображений мощности и максимального объема нагреваемой воды, большую роль играет безопасность устройства. Все представленные модели имеют самые высокие характеристики в этой области, а по остальным моментам – что понравилось, а что кажется не совсем удобным – вы можете высказаться в комментариях к этой статье.

Лайфхак. Как промыть обратным током и без химии водопровод и газовую колонку

Watch this video on YouTube

Газовая колонка: легкое удаление накипи дешевым средством!

Watch this video on YouTube

Как правильно выбрать газовую колонку. Советы от мастера. Статьи

« Назад

21.09.2015 12:49

С приходом теплых дней большая часть наших граждан планируют проводить время, где нибудь загородом, подальше от шумных машин и загрязненного воздуха, некоторые отправляются на дачи и поселяются там на весь сезон. Горячая вода – необходимая составляющая повседневной жизни человека, которая несёт уют и комфорт в наш дом. Хорошо если необходимое нам тепло поступает по магистральным трубам от ближайшей котельной. А если нет, если ближайшая вода это скважина или колодец на участке, где нет и не будет горячей воды, то такую проблему можно решить с помощью проточного газового водонагревателя, в народе — газовая колонка. Сейчас я попробую описать, как выбрать газовую колонку на нашем Российском рынке.

Как правильно выбрать газовую колонку, которая доставит комфорт долгие годы?

Сразу скажу, моя цель – не реклама определенных газовых колонок, у нас их даже нет в продаже, не показать превосходство одних над другими с помощью заблуждения читателя, а исходя из многолетнего опыта ремонта, показать критерии самостоятельного выбора проточного газового водонагревателя. Так или иначе, начнём. Все газовые колонки будь-то Electrolux или Протон имеют одну принципиальную схему работы. В основе лежит главная газовая горелка, которая отдаёт тепло проходящей через медный теплообменник. Мощность газовых горелок определяет нагрев количества воды в 1 минуту.

Мощность горелки или газовой колонки разделяют на 3 категории: 17-19, 22-24, 28-31 кВт, что позволяет обеспечить горячей водой одну, две или три одновременно работающие водоразборные точки соответственно. Это параметр достаточно условный т.к наш климат в течении года меняет температуру входной воды: зимнее время +5°С, летнее время года +15°С — +18°С, что сильно оказывает влияние на КПД колонки. Чтобы было понятнее водонагреватель с выдачей 4-5 л/мин зимой, в летнее время производительность повысится до 6-7 л/мин.

Какая мощь оптимальная?

Статистика показывает, что газовые колонки в основном работают на одну точку в квартире или доме. Поэтому, 19-24 кВт достаточно будет, если у вас не более чем одна ванная комната. При выборе более мощных колонок, следует учитывать возможность вашей водопроводной системы. Следует определить, хватает ли давления воды для работы трёх точек водоотдачи. Это главным образом зависит от количества поступающей воды в колонку. Кроме этого колонки делятся ещё на две группы: с пьезорозжигом и электронным. Мы опустим такой пункт розжиг с помощью спичек и не будем на них останавливаться, так как эти колонки устарели и слава богу на данный момент встречаются редко. Ушло то время свёрнутых бумаг и ожоги пальцев и бесконечного ремонта.

Газовые водонагреватели с пьезорозжигом, главная горелка воспламеняется посредством запальной группы, в котором постоянно присутствует пламя, назовём его дежурным огнём. Включается запальник путем воздействия на кнопку пьезорозжига, который в своё время служит источником электрического разряда в несколько киловольт. Для включения колонки стоит лишь открыть кран горячей воды.

А вот работы колонки с электронным розжигом работают несколько по-другому. У них отсутствует дежурный запальник, то есть пламя не горит, отсюда и потребление газа отсутствует что очень выгодно с экономической точки зрения. Аппарат включается при регулировке максимальной мощности колонки, регулятор, которого находится на панели приборов. Дальше все основные манипуляции берет на себя блок электронного управления (мозги), берущий питании от двух или одной батарейки, срок служба которых около полгода. Как только вы поворачиваете ручку, и открывает горячую воду, так называемые «мозги» мгновенно зажигает запальник или подаёт искру сразу на основную горелку. После закрытия крана воды, колонка переходит в режим ожидания, а электромагнитный клапан перекрывает подачу газа из магистрали.

Выбор по типу регулировки мощности колонки

На сегодняшний день существует три вида регулировки мощности аппаратов:

→ Плавная – позволяет пользователю получать желаемую температуру путём поворота ручки – селектором температур. Между минимальным и максимальным значением.

→ Ступенчатая – позволяет получать низкую, среднюю или полную температуру горячей воды.

→ Автоматическая – температура воды поддерживается автоматически, зависти от текущей потребности человека. Используя этот вид колонок, вы застрахованы от резких перепад температур. Такой вид очень удобен если вы используете более трёх точек.

Система контроля отводящих газов.

Совсем недавно всё чаще и чаще мы слышали об отравлении семей угарным газом при использовании газовых колонок. Старые газовые колонки были оснащены минимальными системами безопасности, а для продления срока службы некоторые «ломастеры» и вовсе отключали её. На данный момент колонки оснащены следящими системами контроля.

→ контроль обратной тяги. Если система газоотвода засорилась строительным материалом либо гнездом птицы, и продукты сгорания попадают в помещение ванной комнаты или кухни, подача газа на основною горелку автоматически прекращается, давая знать о том что дальнейшая эксплуатация небезопасна для жизни человека.

→ контроль наличия пламени на основной и запальной горелки. (Термопара). Отслеживает, что бы в колонки не было кратковременного прекращения подачи газа (т.е. горелка потухла), а затем возобновилась подача. Такие манипуляции с газом не безопасны и происходит автоматическое выключение аппарата.

При появлении этих или других неисправностей колонка переходит в аварийный режим и дальнейшее использование возможно только после устранения и ремонта газовых колонок. Использование колонки с отключенной или неисправной автоматикой чревато для жизни человека!!!

Правильная эксплуатация колонки.

Если соблюдать определенные требования, которые приписаны в инструкциях по применения, то ваша колонка прослужит долго лет. Безусловно, качество сборки и комплектующие аппарата напрямую влияют на срок службы, так же сюда можно отнести качество водопроводной воды. Примеси и соли оказывают разрушительный эффект на таки запчасти как мембрана. В любом случае есть правила эксплуатации, которые нужно соблюдать.

Не превышайте температуру горячей воды на выходе из колонки, она должна состоять 40 – 60С^о. В противном случае происходит активизация отложение накипи и солей на стенках теплообменника, что значительно снижает ресурс колонки.

Пользуйтесь селекторами температур для охлаждения воды. Если у вас ступенчатый переведите на шкалу менее.

ВИМАНИЕ!!! Охлаждать воду путем смешивание с холодной категорически запрещается. Вы препятствуете полному выходу горячей воды, тем самым задерживая её в радиаторе, где в последствии образуется пар давление и в итоге течь воды из теплообменника.

Удачного Вам выбора. Мастер компании «Газсервис» Бабаков Александр. Наши контакты.

Как выбрать газовую колонку для квартиры или дома: рейтинг лучших моделей

Существует заблуждение, что газовые колонки установлены только в старых квартирах и домах, где нет центрального горячего водоснабжения. Сегодня водонагреватель позволяет с комфортом пережить все сезонные отключения (например, запланированные опрессовки или ремонт коммунальных сетей).

Необходимо внимательно отнестись к выбору газового оборудования – от этого будет зависеть ваша безопасность и здоровье близких. Дешевые устройства в большинстве случаев выполнены из недостаточно качественных материалов, поэтому если их не обслуживать – возможны проблемы.

В этой статье мы расскажем о различных видах газовых колонок, детально изучим их параметры и приведем рейтинг лучших, по нашему мнению, моделей в 2020 году.

Газ или электричество?

Извечный вопрос: какое топливо использовать для нагрева воды? В квартирах обычно стоит разговор только насчет газа и электричества.

Подсчитано, что горячая вода из газовой колонки обходится дешевле в разы, чем нагретая электричеством. К тому же такое оборудование обычно стоит дешевле. Но дорогая и сложная установка (необходим не только газовый проект, но и его согласование) препятствует их массовому распространению.

Поставить электрический нагреватель можно без особых проблем. Но нагревать воду выйдет гораздо дороже, к тому же сама мощность нагрева будет сильно ограничена возможностями электропроводки – банально может выбить пробки.

Серьезно отнеситесь к выбору газового оборудования. Во-первых, мощности устройства должно хватать для постоянного комфортного использования. Во-вторых, эти характеристики будут указаны при разработке проекта. После его утверждения просто сменить модель на более мощную не получится – нужно будет вносить изменения и согласовывать их с газовой службой.

Разновидности газовых колонок

Прежде чем детально рассмотреть характеристики устройства, нужно определиться с его видом. Водонагреватели делят на два вида: проточные и накопительные.

Проточные газовые колонки

Такие нагреватели нагревают только протекающую воду, поэтому имеют небольшие размеры за счет отсутствия емкости для ее хранения. Такая работа достигается за счет многочисленных датчиков, которые контролируют подачу воды и ее температуру. Поэтому, как только она нагревается до нужной температуры или кран перекрывается – горелка гаснет.

Такие устройства самые дешевые на рынке и им не нужна дополнительная вентиляция. Но имеется ряд недостатков. Нестабильная температура и малая мощность – поэтому они подходят небольших квартир, но не смогут обеспечить горячей водой загородный дом.

Накопительные водонагреватели

Газовые бойлеры оборудованы емкостью для воды. Как только она нагревается до необходимой температуры – горелка выключается. Как только температура падает – включается.

Накопительные нагреватели более экономно используют топливо, обеспечивают стабильную температуру воды, работают даже при слабых напорах газа и воды. Но если в бойлере закончится вода, тогда придется подождать некоторое время, чтобы новая партия нагрелась. Кроме того, такие устройства обычно имеют большие размеры, поэтому для их установки необходимо дополнительно укреплять основания, либо устанавливать на забетонированный пол.

Если к этим недостаткам добавить еще высокую цену, тогда становится понятно, почему подобные модели не пользуются популярностью: обычно их устанавливают в больших загородных домах.

Характеристики газовых водонагревателей

Мощность и производительность

Именно от мощности (кВт) и производительности (л/мин) нагревателя будет зависеть, хватит ли горячей воды на все краны в квартире.

По мощности нагреватели делят на три диапазона:

17-19 кВт – хватает, чтобы принять душ или помыть посуду, в разное время. Отличный вариант для одного человека.
20-24 кВт – используют на 2 крана, можно одновременно принимать душ и мыть посуду. Самый популярный вариант.
больше 25 кВт – используют для обеспечения горячей водой большого частного дома.

Для простоты обычно считают, что один кран может пропустить 4 литра воды в минуту. Поэтому для двух смесителей вам уже потребуется нагреватель с производительностью не менее 8 л/мин. Если кран используется для набора воды в ванну, тогда расход может увеличиться до 8 литров в минуту.

Стоит учитывать, что обычно вода нагревается с 20 до 50 градусов по Цельсию. Это значение указывается в паспорте оборудования и на этикетке. Стоит учитывать, что эта зимой температура воды может составлять 6 градусов тепла. Поэтому стоит выбирать нагреватель с запасом производительности (например, 15%).

Количество смесителей	Мощность водонагревателя (л/мин)
Количество смесителей	10	14	16
Кухня и умывальник	+
Кухня и душ		+
Кухня, ванна и душ		+
Кухня, 2 ванны и душ			+

Объем бойлера

Если выбирается газовый бойлер, то сразу стоит смотреть на его объем. Стоит понимать, что чем больше объем, тем дольше нужно будет ждать его нагрева. Кроме того, размеры и вес оборудования также увеличиваются. Примерные цифры для понимания мы привели в таблице.

Количество человек в семье	Сколько человек принимает душ друг за другом	Устройства, которые потребляют воду	Объем водонагревателя (л)
Количество человек в семье	Сколько человек принимает душ друг за другом	Устройства, которые потребляют воду	Минимум	Норма
1	—	Мойка	10	30
1	1	Мойка, душ	30	50
2	1	Мойка, душ	30	50
2	2	Мойка, душ	50	80
3	3	Мойка, душ, раковина	80	100
4	4	Мойка, душ, раковина, ванна	100	120
5	5	Мойка, душ, раковина, ванна	120	150

Тип розжига

Раньше горелку в колонке разжигали с помощи спички или зажигалки. Теперь же в моделях с пьезоподжигом достаточно просто нажать на кнопку. В этом случае запальная горелка горит постоянно, поэтому такие приборы потребляют больше топлива.

С электроподжигом горелка зажигается автоматически и только при открытии крана. Хоть такой вариант и более экономичен, но для работы требуются батарейки, либо постоянное подключение к электросети.

Существует еще розжиг от гидротурбины. При открытии крана турбина приходит в движении и вырабатывает электричество для розжига. Такое оборудование полностью автономно, нет нужны ни в электричестве, ни в батарейках, ни в дополнительных затратах топлива.

Управление водонагревателем

Дешевые модели обычно оснащаются электромеханическим термостатом, который позволяет вручную настроить необходимые параметры подачи воды и газа. Обычно это выполнено с помощью двух вентилей на корпусе нагревателя.

Приборы подороже оснащены разного рода автоматикой, позволяющая держать температуру, которую установил пользователей в зависимости от напора воды и давления газа в системе.

Тип камеры сгорания

Различают два типа: открытая и закрытая. Закрытые просты в установке, не требуют дополнительной вентиляции. С открытой камерой сами устройства дешевле, однако требуется дорогостоящая установка дымохода.

Материал теплообменника

Теплообменники из меди обладают хорошей теплоотдачей и устойчивы к коррозии. Но для таких устройств опасен перегрев. При высоких температурах возможна разгерметизация сварных швов.

Нержавеющая сталь отлично себя зарекомендовала в борьбе с коррозией. Поэтому такие модели обладают высокой эффективностью и надежностью оборудования.

Изготавливают еще вариант с эмалированными стальными теплообменниками. Эмаль отлично защищает металл от коррозии. Но при перепадах температуры на ней могут возникнуть трещины, которые негативно скажутся на эффективности прибора.

Дополнительные возможности

Для вашей безопасности лучше приобретать устройства с установленным газ-контролем. Если пламя в колонке пропадет, тогда автоматика прекращают подачу газа. Это особенно полезно, если конка установлена рядом с источниками открытого огня – например, на кухне.

Также колонки могут оснащаться различными защитами от перегрева или средствами самодиагностики. Водонагреватель при критических случаях самостоятельно сможет обесточить подачу топлива и выключится.

Стоит помнить, что любая автоматика не заменит элементарных правил безопасности при использовании газового оборудования.

Лучшие газовые колонки в 2020 году

Среди проточных водонагревателей можно особо выделить несколько модели: Bosch WR 10-2P23, Zanussi GWH 10 Rivo, Wert 10P, Electrolux GWH 14 NanoPlus 2.0 и BAXI SIG-2 11i. Эти колонки быстро нагревают воду, есть газ-контроль, защита от перегрева и электроподжиг.

Если вы рассматриваете газовые бойлеры, тогда обратите внимание на: Ariston SGA 200, American Water Heater PROLine G-61-50T40-3NV, Bradford White M-I-504S6FBN или BAXI SAG3 80.

Выводы по теме

Еще раз обращаем внимание: отнеситесь к выбору газового водонагревателя с полной серьезностью. И помните, что после его покупки необходимо качественно выполнить монтаж оборудования, а также проводить регулярное сервисное обслуживание. Для этих целей лучше необходимо обращаться к профессионалам-газовщикам.

А у вас уже есть водонагреватель? Почему выбрали именно эту модель? Если есть какие-то вопросы, задавайте в комментариях. Наши специалисты ответят на каждый из них.

12.4: Газовая хроматография — химия LibreTexts

В газовой хроматографии (ГХ) мы вводим образец, который может быть газом или жидкостью, в подвижную газообразную фазу (часто называемую газом-носителем). Подвижная фаза переносит пробу через насадочную или капиллярную колонку, которая разделяет компоненты пробы в зависимости от их способности разделяться между подвижной фазой и неподвижной фазой. На рисунке \ (\ PageIndex {1} \) показан пример типичного газового хроматографа, который состоит из нескольких ключевых компонентов: подачи сжатого газа для подвижной фазы; нагретый инжектор, который быстро испаряет компоненты в жидкой пробе; колонка, которая помещается в печь, температуру которой мы можем контролировать во время разделения; и детектор для контроля элюента по мере его выхода из колонки.Давайте рассмотрим каждый из этих компонентов.

Подвижная фаза

Наиболее распространенными подвижными фазами для газовой хроматографии являются He, Ar и N ₂, которые обладают тем преимуществом, что они химически инертны как по отношению к образцу, так и к неподвижной фазе. Выбор газа-носителя часто определяется потребностями детектора прибора. Для насадочной колонки скорость подвижной фазы обычно составляет 25–150 мл / мин. Типичная скорость потока для капиллярной колонки составляет 1-25 мл / мин.

Хроматографические колонки

Существует два широких класса хроматографических колонок: насадочные колонки и капиллярные колонки.Как правило, насадочная колонка может обрабатывать более крупные образцы, а капиллярная колонка может разделять более сложные смеси.

Колонны насадочные

Насадочные колонны изготовлены из стекла, нержавеющей стали, меди или алюминия и обычно имеют длину 2–6 м и внутренний диаметр 2–4 мм. Колонка заполнена твердым носителем из твердых частиц с диаметром частиц от 37–44 мкм до 250–354 мкм. На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показан типичный пример упакованного столбца.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \). Типичный пример насадочной колонки для газовой хроматографии. Эта колонна изготовлена из нержавеющей стали, имеет длину 2 м и внутренний диаметр 3,2 мм. Материал насадки в этой колонке имеет диаметр частиц 149–177 мкм. Для сравнения: пляжный песок имеет типичный диаметр 700 мкм, а диаметр мелкозернистого песка составляет 250 мкм.

Наиболее широко используемым носителем в виде твердых частиц является кизельгур, который состоит из кремнеземных скелетов диатомовых водорослей.Эти частицы очень пористые, с площадью поверхности от 0,5 до 7,5 м ² / г, что обеспечивает хороший контакт между подвижной фазой и неподвижной фазой. При гидролизе поверхность диатомовой земли содержит силанольные группы (–SiOH), которые служат активными центрами для поглощения молекул растворенных веществ в газо-твердотельной хроматографии (GSC).

В газожидкостной хроматографии (ГЖХ) мы покрываем упаковочный материал жидкой подвижной фазой. Для предотвращения адсорбции растворенных веществ непокрытым упаковочным материалом, что ухудшает качество разделения, поверхностные силанолы дезактивируют путем их реакции с диметилдихлорсиланом и промывки спиртом, обычно метанолом, перед покрытием частиц неподвижной фазой.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \), например, имеет примерно 1800 тарелок / м, или всего примерно 3600 теоретических тарелок. Если мы предположим, что В _макс./ В _мин. ≈ 50, то его пиковая мощность (уравнение 12.2.16) составляет

\ [n_ {c} = 1 + \ frac {\ sqrt {3600}} {4} \ ln (50) \ приблизительно 60 \ nonumber \]

Капиллярные колонки

Капилляр или открытая трубчатая колонка изготовлена из плавленого кварца и покрыта защитным полимерным покрытием.Колонны имеют длину 15–100 м и внутренний диаметр примерно 150–300 мкм. На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показан пример типичного капиллярного столбца.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \). Типичный пример капиллярной колонки для газовой хроматографии. Эта колонка имеет длину 30 м и внутренний диаметр 247 мкм. Внутренняя поверхность капилляра покрыта жидкой фазой толщиной 0,25 мкм.

Капиллярные колонки бывают трех основных типов. В открытой трубчатой колонне с настенным покрытием (WCOT) тонкий слой неподвижной фазы, обычно 0.Толщина 25 нм, нанесена на внутреннюю стенку капилляра. В открытой трубчатой колонне с пористым слоем (PLOT) пористый твердый носитель — оксид алюминия, силикагель и молекулярные сита — типичные примеры — прикреплен к внутренней стенке капилляра. Открытая трубчатая колонка с покрытием на опоре (SCOT) представляет собой колонку PLOT, которая включает жидкую неподвижную фазу. На рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показаны различия между этими типами капиллярных столбцов.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \).Поперечные сечения трех типов капиллярных колонок.

Капиллярная колонка обеспечивает значительное повышение эффективности разделения, поскольку она имеет больше теоретических тарелок на метр и длиннее, чем насадочная колонка. Например, капиллярная колонка на рисунке \ (\ PageIndex {3} \) имеет почти 4300 тарелок / м, или всего 129 000 теоретических тарелок. Если мы предположим, что В _макс./ В _мин. ≈ 50, тогда пиковая емкость будет равна примерно 350. С другой стороны, насадочная колонка может обрабатывать более крупный образец.Из-за меньшего диаметра капиллярная колонка требует меньшего размера образца, обычно менее 10 ^–2 мкл.

Стационарные фазы для газожидкостной хроматографии

Порядок элюирования в газожидкостной хроматографии зависит от двух факторов: температуры кипения растворенных веществ и взаимодействия между растворенными веществами и неподвижной фазой. Если компоненты смеси имеют существенно разные точки кипения, то выбор стационарной фазы менее важен. Если два растворенных вещества имеют одинаковые точки кипения, то разделение возможно только в том случае, если неподвижная фаза избирательно взаимодействует с одним из растворенных веществ.Как правило, неполярные растворенные вещества легче разделяются при использовании неполярной неподвижной фазы, а полярные растворенные вещества легче разделять при использовании полярной неподвижной фазы.

Существует несколько важных критериев выбора стационарной фазы: она не должна вступать в реакцию с растворенными веществами, она должна быть термически стабильной, иметь низкую летучесть и иметь полярность, подходящую для компонентов образца. Таблица \ (\ PageIndex {1} \) суммирует свойства нескольких популярных стационарных фаз.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \). Избранные примеры стационарных фаз для газожидкостной хроматографии
Стационарная фаза	полярность	торговое наименование	предельная температура (^o C)	представительских заявок
сквалан	неполярный	Сквалан	150	Низкокипящие алифатические углеводороды
Apezion L	неполярный	Apezion L	300	амиды, метиловые эфиры жирных кислот, терпеноиды
полидиметилсилоксан	слабополярный	SE-30	300–350	алкалоиды, производные аминокислот, лекарства, пестициды, фенолы, стероиды
фенилметилполисилоксан (50% фенил, 50% метил)	умеренно полярный	ОВ-17	375	алкалоиды, лекарственные препараты, пестициды, полиароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы
трифторпропилметилполисилоксан (50% трифторпропил, 50% метил)	умеренно полярный	ОВ-210	275	алкалоиды, производные аминокислот, лекарства, галогенированные соединения, кетоны
цианопропилфенилметил полисилоксан (50% цианопропил, 50% фенилметил)	полярный	ОВ-225	275	нитрилы, пестициды, стероиды
полиэтиленгликоль	полярный	Карбовакс 20М	225	альдегиды, сложные эфиры, простые эфиры, фенолы

Многие стационарные фазы имеют общую структуру, показанную на рисунке \ (\ PageIndex {5} \) a.Стационарная фаза полидиметилсилоксана, в которой все группы –R являются метильными группами, –CH ₃, неполярна и часто является хорошим первым выбором для нового разделения. Порядок элюирования при использовании полидиметилсилоксана обычно соответствует температуре кипения растворенных веществ, при этом сначала элюируются более низкокипящие растворенные вещества. Замена некоторых метильных групп другими заместителями увеличивает полярность неподвижной фазы и обеспечивает большую селективность. Например, замена 50% групп –CH ₃ фенильными группами, –C ₆ H ₅ дает слабополярную стационарную фазу.Повышение полярности обеспечивается замещением функциональных групп трифторпропилом, –C ₃ H ₆ CF и цианопропилом, –C ₃ H ₆ CN, или использованием стационарной фазы полиэтиленгликоля (рис. \ (\ PageIndex {5} \) б).

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \). Общие структуры обычных стационарных фаз: а) замещенный полисилоксан; (б) полиэтиленгликоль.

Важной проблемой для всех жидких неподвижных фаз является их тенденция к элюированию, или уносу из колонки при ее нагревании.Температурные пределы в таблице \ (\ PageIndex {1} \) минимизируют потерю стационарной фазы. Капиллярные колонки со связанными или сшитыми неподвижными фазами обеспечивают превосходную стабильность. Связанная неподвижная фаза химически прикрепляется к поверхности кремнезема капилляра. Сшивание, которое происходит после того, как неподвижная фаза находится в капиллярной колонке, связывает вместе отдельные полимерные цепи для обеспечения большей стабильности.

Еще одно важное соображение — это толщина неподвижной фазы.Из уравнения 12.3.7 мы знаем, что эффективность разделения повышается при использовании более тонких пленок неподвижной фазы. Наиболее распространенная толщина составляет 0,25 мкм, хотя более толстые пленки полезны для легколетучих растворенных веществ, таких как газы, поскольку они обладают большей способностью удерживать такие растворенные вещества. Более тонкие пленки используются при разделении растворенных веществ с низкой летучестью, таких как стероиды.

Несколько стационарных фаз обладают химической селективностью. Наиболее заметными являются стационарные фазы, содержащие хиральные функциональные группы, которые используются для разделения энантиомеров [Hinshaw, J.V. LC . GC 1993 , 11 , 644–648].

Введение образца

Три фактора определяют, как мы вводим образец в газовый хроматограф. Во-первых, все компоненты образца должны быть летучими. Во-вторых, аналиты должны присутствовать в соответствующей концентрации. Наконец, физический процесс ввода пробы не должен ухудшать разделение. Каждая из этих потребностей рассматривается в этом разделе.

Приготовление летучей пробы

Не каждый образец можно ввести непосредственно в газовый хроматограф. Для перемещения по колонке компоненты образца должны быть достаточно летучими. Растворенное вещество с низкой летучестью, например, может удерживаться колонкой и продолжать элюироваться во время анализа последующих проб. Нелетучие растворенные вещества будут конденсироваться в верхней части колонки, снижая производительность колонки.

Мы можем отделить летучие аналиты образца от нелетучих компонентов, используя любой из методов экстракции, описанных в главе 7.Распространенным выбором является жидкостно-жидкостная экстракция аналитов из водной матрицы хлористым метиленом или другим органическим растворителем. Твердофазная экстракция также используется для удаления нелетучих компонентов пробы.

Привлекательным подходом к выделению аналитов является твердофазная микроэкстракция (ТФМЭ). В одном подходе, который проиллюстрирован на рисунке \ (\ PageIndex {6} \), волокно из плавленого кварца помещается внутрь иглы шприца. Волокно, которое покрыто тонкой пленкой из адсорбирующего материала, такого как полидиметилсилоксан, опускается в образец путем нажатия на поршень и подвергается воздействию образца в течение заданного времени.После ввода волокна в иглу его переносят в газовый хроматограф для анализа.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \). Принципиальная схема устройства твердофазной микроэкстракции. Абсорбент показан красным.

Два дополнительных метода выделения летучих аналитов — это продувка и улавливание и отбор проб в свободном пространстве. В устройстве для продувки и улавливания мы барботируем инертный газ, такой как He или N ₂, через образец, высвобождая или удаляя летучие соединения.Эти соединения уносятся продувочным газом через ловушку, содержащую абсорбирующий материал, например Tenax, где они и задерживаются. Нагревание ловушки и обратная промывка газом-носителем переносят летучие соединения в газовый хроматограф. При отборе проб в свободном пространстве образец помещается в закрытую пробирку с расположенным над ней воздушным пространством. После того как летучие аналиты уравновесились между образцом и вышележащим воздухом, мы с помощью шприца извлекаем часть паровой фазы и вводим ее в газовый хроматограф.В качестве альтернативы мы можем отобрать пробу свободного пространства с помощью SPME.

Термодесорбция — полезный метод выделения летучих аналитов из твердых веществ. Мы помещаем часть твердого вещества в стеклянную трубку из нержавеющей стали. После продувки газом-носителем для удаления O ₂, который может присутствовать, образец нагревается. Летучие аналиты удаляются из пробирки инертным газом и переносятся в ГХ. Поскольку улетучивание не является быстрым процессом, летучие аналиты часто концентрируются в верхней части колонки за счет охлаждения впускного отверстия колонки ниже комнатной температуры, процесс, известный как криогенная фокусировка .После завершения улетучивания входной канал колонки быстро нагревается, высвобождая аналиты для прохождения через колонку.

Причина удаления O ₂ состоит в том, чтобы предотвратить реакцию окисления образца при нагревании.

Чтобы проанализировать нелетучий аналит, мы должны преобразовать его в летучую форму. Например, аминокислоты недостаточно летучие для непосредственного анализа с помощью газовой хроматографии. Взаимодействие аминокислоты, такой как валин, с 1-бутанолом и ацетилхлоридом дает этерифицированную аминокислоту.Последующая обработка трифторуксусной кислотой дает летучее производное N-трифторацетил- n -бутилового эфира аминокислоты.

Регулировка концентрации аналита

Если концентрация аналита слишком мала, чтобы дать адекватный сигнал, мы должны сконцентрировать аналит, прежде чем вводить образец в газовый хроматограф. Дополнительным преимуществом многих методов экстракции является то, что они часто концентрируют аналиты. Летучие органические вещества, выделенные из водной пробы с помощью продувки и ловушки, например, концентрируются в \ (1000 \ раз \).

Если аналит слишком концентрированный, можно легко перегрузить колонку, что приведет к выходу пика (см. Рисунок 12.2.7) и плохому разделению. Кроме того, концентрация аналита может превышать линейный отклик детектора. Введение меньшего количества образца или разбавление образца летучим растворителем, таким как хлористый метилен, являются двумя возможными решениями этой проблемы.

Ввод пробы

В главе 12.3 мы рассмотрели несколько объяснений того, почему ширина полосы растворенного вещества увеличивается по мере прохождения через столбец. Этот процесс мы назвали расширением полосы.Мы также вводим дополнительный источник уширения полосы, если нам не удается ввести образец в минимально возможный объем подвижной фазы. Существует два основных источника уширения предколоночной полосы: введение образца в движущийся поток подвижной фазы и введение жидкого образца вместо газообразного. Конструкция инжектора газового хроматографа помогает свести к минимуму эти проблемы.

Пример простого порта ввода для уплотненного столбца показан на рисунке \ (\ PageIndex {7} \).Верх колонны помещается в нагретый блок инжектора, а газ-носитель поступает снизу. Образец вводится через резиновую перегородку с помощью микролитрового шприца, такого как тот, который показан на рисунке \ (\ PageIndex {8} \). Ввод пробы непосредственно в колонку сводит к минимуму уширение полосы, поскольку при этом проба смешивается с минимально возможным количеством газа-носителя. Блок инжектора нагревается до температуры, по крайней мере, на 50 ^o ° C выше точки кипения наименее летучих растворенных веществ, что обеспечивает быстрое испарение компонентов образца.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \). Принципиальная схема нагретого порта инжектора ГХ для использования с насадочными колонками. Игла протыкает резиновую перегородку и входит в верхнюю часть колонки, которая находится внутри блока нагревателя. Рисунок \ (\ PageIndex {8} \). Пример шприца для ввода пробы в газовый хроматограф. Этот шприц имеет максимальную емкость 10 мкл с градуировкой каждые 0,1 мкл.

Поскольку объем капиллярной колонки значительно меньше, чем у насадочной колонки, требуется другой тип инжектора, чтобы избежать перегрузки колонки образцом.На рисунке \ (\ PageIndex {9} \) показана схематическая диаграмма типичного инжектора с разделением / без разделения для использования с капиллярной колонкой.

Рисунок \ (\ PageIndex {9} \). Принципиальная схема порта ввода с разделением / без разделения для использования с капиллярными колонками. Игла протыкает резиновую перегородку и входит в стеклянную гильзу, которая находится внутри нагревательного блока. При раздельном впрыске отверстие для раздельного впрыска открыто; разделенное вентиляционное отверстие закрывается для безразделенного впрыска.

При раздельной инъекции мы вводим образец через резиновую перегородку с помощью микролитрового шприца.Вместо того, чтобы вводить образец непосредственно в колонку, он вводится в стеклянный лайнер, где он смешивается с газом-носителем. В точке разделения небольшая часть газа-носителя и пробы попадает в капиллярную колонку, а остальная часть выходит через разделенное вентиляционное отверстие. Контролируя расход газа-носителя, когда он входит в инжектор, и его расход через продувку перегородки и разделенное вентиляционное отверстие, мы можем контролировать долю пробы, которая поступает в капиллярную колонку, обычно 0,1–10%.

Например, если скорость потока газа-носителя составляет 50 мл / мин, а скорость потока для продувки перегородки и разделенного вентиляционного отверстия составляет 2 мл / мин и 47 мл / мин, соответственно, то скорость потока через колонку составляет 1 мл / мин (= 50-2-47). Соотношение пробы, поступающей в колонку, составляет 1/50 или 2%.

В системе впрыска без разделения , которая полезна для анализа следовых количеств, мы закрываем разделенное вентиляционное отверстие и позволяем всему газу-носителю, который проходит через стеклянный лайнер, поступать в колонку — это позволяет практически всему образцу попасть в колонку.Поскольку скорость потока через инжектор низкая, значительное расширение предколонной полосы является проблемой. Удержание температуры колонки примерно на 20-25 ^o ° C ниже точки кипения растворителя позволяет растворителю конденсироваться на входе в капиллярную колонку, образуя барьер, который улавливает растворенные вещества. После того как растворенные вещества сконцентрируются, температура колонки повышается и начинается разделение.

Для образцов, которые легко разлагаются, может потребоваться ввод в колонку .В этом методе образец вводится непосредственно в колонку без нагрева. Затем температура колонки повышается, что приводит к улетучиванию образца при минимально возможной температуре.

Контроль температуры

Контроль температуры колонки имеет решающее значение для достижения хорошего разделения при использовании газовой хроматографии. По этой причине колонка помещается в термостатированный духовой шкаф (см. Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). При изотермическом разделении мы поддерживаем в колонке постоянную температуру.Чтобы увеличить взаимодействие между растворенными веществами и неподвижной фазой, температуру обычно устанавливают немного ниже, чем у наиболее низкокипящего растворенного вещества.

Одна из трудностей с изотермическим разделением состоит в том, что температура, которая способствует разделению низкокипящего растворенного вещества, может привести к неприемлемо долгому времени удерживания для высококипящего растворенного вещества. Программирование температуры обеспечивает решение этой проблемы. В начале анализа мы устанавливаем начальную температуру колонки ниже температуры самого низкокипящего растворенного вещества.По мере того, как разделение прогрессирует, мы медленно повышаем температуру либо с постоянной скоростью, либо в несколько этапов.

Детекторы для газовой хроматографии

Завершающей частью газового хроматографа является детектор. Идеальный детектор имеет несколько желаемых характеристик: низкий предел обнаружения, линейный отклик в широком диапазоне концентраций растворенных веществ (что упрощает количественную работу), чувствительность для всех растворенных веществ или селективность для определенного класса растворенных веществ и нечувствительность к изменениям. по расходу или температуре.

Датчик теплопроводности (TCD)

Один из первых детекторов газовой хроматографии использует теплопроводность подвижной фазы. Когда подвижная фаза покидает колонку, она проходит по нити вольфрам-рениевого провода (см. Рисунок \ (\ PageIndex {10} \). Электрическое сопротивление нити зависит от ее температуры, которая, в свою очередь, зависит от теплопроводности подвижная фаза Из-за своей высокой теплопроводности гелий является предпочтительной подвижной фазой при использовании детектора теплопроводности (TCD).

Рисунок \ (\ PageIndex {10} \). Принципиальная схема детектора теплопроводности, показывающая одну ячейку согласованной пары. Кювета для образца принимает газ-носитель по мере его выхода из колонки. Источник газа-носителя, который обходит колонку, проходит через контрольную ячейку.

Теплопроводность, как следует из названия, является мерой того, насколько легко вещество проводит тепло. Газ с высокой теплопроводностью отводит тепло от нити накала и, таким образом, охлаждает нить быстрее, чем газ с низкой теплопроводностью.

Когда растворенное вещество элюируется из колонки, теплопроводность подвижной фазы в ячейке TCD уменьшается, а температура проволочной нити и, следовательно, ее сопротивление увеличивается. Эталонная ячейка, через которую проходит только подвижная фаза, корректирует любые зависящие от времени изменения скорости потока, давления или электрической мощности, которые влияют на сопротивление нити накала.

Поскольку все растворенные вещества влияют на теплопроводность подвижной фазы, детектор теплопроводности является универсальным детектором.Еще одним преимуществом является линейный отклик ТКД в диапазоне концентраций 10 ⁴ –10 ⁵ порядков величины. Детектор также является неразрушающим, что позволяет нам извлекать аналиты с помощью холодной ловушки постдетектора. Одним из существенных недостатков детектора TCD является его низкий предел обнаружения для большинства аналитов.

Детектор ионизации пламени (FID)

При сгорании органического соединения в пламени H ₂ / воздух образуется пламя, содержащее электроны и органические катионы, предположительно CHO ⁺.Приложение потенциала около 300 вольт к пламени создает небольшой ток примерно от 10 ^–9 до 10 ^–12 ампер. При усилении этот ток дает полезный аналитический сигнал. Это основа популярного пламенно-ионизационного детектора , , принципиальная схема которого показана на рисунке \ (\ PageIndex {11} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {11} \). Принципиальная схема пламенно-ионизационного детектора. Элюент из колонки смешивается с H ₂ и сжигается в присутствии избытка воздуха.При горении образуется пламя, содержащее электроны и катион CHO ^+. Приложение потенциала между кончиком пламени и коллектором дает ток, который пропорционален концентрации катионов в пламени.

Большинство атомов углерода, за исключением атомов в карбонильных и карбоксильных группах, генерируют сигнал, что делает FID почти универсальным детектором органических соединений. Большинство неорганических соединений и многие газы, такие как H ₂ O и CO ₂, не обнаруживаются, что делает детектор FID полезным детектором для анализа органических аналитов в атмосферных и водных пробах окружающей среды.Преимущества FID включают предел обнаружения, который примерно на два-три порядка меньше, чем у детектора теплопроводности, и линейный отклик на 10 ⁶ –10 ⁷ порядков величины в количестве введенного аналита. Разумеется, образец разрушается при использовании пламенно-ионизационного детектора.

Детектор электронного захвата (ECD)

Детектор захвата электронов является примером селективного детектора.Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {12} \), детектор состоит из \ (\ beta \) — эмиттера, такого как ⁶³ Ni. Испускаемые электроны ионизируют подвижную фазу, обычно N ₂, создавая постоянный ток между парой электродов. Когда растворенное вещество с высоким сродством к захвату электронов элюируется из колонки, ток уменьшается, что служит сигналом. ECD очень селективен по отношению к растворенным веществам с электроотрицательными функциональными группами, такими как галогены и нитрогруппы, и относительно нечувствителен к аминам, спиртам и углеводородам.Хотя его предел обнаружения превосходен, его линейный диапазон простирается всего на два порядка.

A \ (\ beta \) — частица есть электрон.

Рисунок \ (\ PageIndex {12} \). Принципиальная схема, показывающая детектор электронного захвата.

Масс-спектрометр (МС)

Масс-спектрометр — это прибор, который ионизирует молекулу газа с использованием энергии, достаточной для того, чтобы образовавшийся ион распался на более мелкие ионы. Поскольку эти ионы имеют разные отношения массы к заряду, их можно разделить с помощью магнитного поля или электрического поля.Полученный масс-спектр содержит как количественную, так и качественную информацию об аналите. На рисунке \ (\ PageIndex {13} \) показан масс-спектр толуола.

Рисунок \ (\ PageIndex {13} \). Масс-спектр толуола, выделяющий молекулярный ион зеленым цветом (m / z = 92) и два фрагментных иона синим цветом (m / z = 91) и красным цветом (m / z = 65). Масс-спектр предоставляет как количественную, так и качественную информацию: высота любого пика пропорциональна количеству толуола в масс-спектрометре, а картина фрагментации уникальна для толуола.

На рисунке \ (\ PageIndex {14} \) показана блок-схема типичного прибора для газовой хроматографии-масс-спектрометра (ГХ – МС). Выходящий из колонки поток попадает в ионный источник масс-спектрометра таким образом, чтобы удалить большую часть газа-носителя. В ионизационной камере оставшиеся молекулы — смесь газа-носителя, растворителя и растворенных веществ — подвергаются ионизации и фрагментации. Масс-анализатор масс-спектрометра разделяет ионы по их отношению массы к заряду, а детектор считает ионы и отображает масс-спектр.

Рисунок \ (\ PageIndex {14} \). Блок-схема ГХ – МС. Трехкомпонентная смесь поступает в ГХ. Когда компонент A элюируется из колонки, он попадает в ионный источник MS и ионизируется с образованием родительского иона и нескольких ионов-фрагментов. Ионы попадают в масс-анализатор, который разделяет их по отношению массы к заряду, обеспечивая масс-спектр, отображаемый на детекторе.

Есть несколько вариантов контроля хроматограммы при использовании масс-спектрометра в качестве детектора. Наиболее распространенный метод — непрерывное сканирование всего масс-спектра и получение отчета об общем сигнале для всех ионов, которые достигают детектора во время каждого сканирования.Это полное сканирование ионов обеспечивает универсальное обнаружение всех аналитов. Мы можем достичь некоторой степени селективности, отслеживая одно или несколько конкретных соотношений массы к заряду, процесс, называемый селективным ионным мониторингом. Масс-спектрометр обеспечивает превосходные пределы обнаружения, обычно от 25 фг до 100 пг, с линейным диапазоном 10 ⁵ порядков величины. Поскольку мы непрерывно записываем масс-спектр элюента колонки, мы можем вернуться и исследовать масс-спектр для любого временного приращения. Это явное преимущество ГХ-МС, поскольку мы можем использовать масс-спектр, чтобы помочь идентифицировать компоненты смеси.

Для получения более подробной информации о масс-спектрометрии см. «Введение в масс-спектрометрию» Майкла Самида и Олуджида Акинбо, ресурс, который является частью цифровой библиотеки аналитических наук.

Другие детекторы

Два дополнительных извещателя по конструкции аналогичны пламенно-ионизационному извещателю. В пламенно-фотометрическом детекторе оптическое излучение фосфора и серы обеспечивает детектор, селективный для соединений, содержащих эти элементы. Термоэлектронный детектор реагирует на соединения, содержащие азот или фосфор.

Инфракрасный спектрофотометр с преобразованием Фурье (FT – IR) также может служить в качестве детектора. В GC – FT – IR сток из колонки проходит через оптическую ячейку, состоящую из трубки Pyrex 10–40 см с внутренним диаметром 1–3 мм. Внутренняя поверхность ячейки покрыта отражающим слоем золота. Многократные отражения излучения источника при его прохождении через кювету увеличивают длину оптического пути через образец. Как и в случае с GC-MS, FT-IR детектор непрерывно регистрирует спектр элюента колонки, что позволяет нам исследовать ИК-спектр для любого временного интервала.

См. Раздел 10.3 для обсуждения FT-IR спектроскопии и оборудования.

Количественные приложения

Газовая хроматография широко используется для анализа разнообразных проб в экологических, клинических, фармацевтических, биохимических, судебно-медицинских, пищевых и нефтехимических лабораториях. В таблице \ (\ PageIndex {2} \) приведены некоторые типичные примеры приложений.

Таблица \ (\ PageIndex {2} \). Типичные применения газовой хроматографии
площадь	заявок
экологический анализ	парниковых газов (CO ₂, CH ₄, NO _x) в воздухе пестицидов в воде, сточных водах и почве Выбросы транспортных средств тригалометанов в питьевой воде
клинический анализ	лекарства спиртов крови
судебно-медицинская экспертиза	анализ ускорителей поджога Обнаружение взрывчатых веществ
потребительские товары	летучие органические соединения в специях и ароматизаторах следы органических веществ в виски мономеров в латексной краске
нефтехимическая и химическая промышленность	чистота растворителей нефтеперерабатывающий газ состав бензина

Количественные расчеты

При ГХ-анализе площадь под пиком пропорциональна количеству аналита, введенного в колонку.Площадь пика определяется путем интегрирования, которое обычно выполняется компьютером прибора или электронным интегрирующим самописцем. Если два пика разрешены полностью, определить их соответствующие площади несложно.

До электронной интеграции записывающих устройств и компьютеров использовались два метода для определения площади под кривой. В одном методе использовался ручной планиметр; когда вы используете планиметр для отслеживания периметра объекта, он регистрирует площадь. Второй подход для определения площади пика — это метод взвешивания и взвешивания.Хроматограмма записывается на листе бумаги, и каждый интересующий пик вырезается и взвешивается. Предполагая, что бумага однородна по толщине и плотности волокон, соотношение весов для двух пиков будет таким же, как и соотношение площадей. Конечно, такой подход разрушает вашу хроматограмму.

Перекрывающиеся пики, однако, требуют выбора одного из нескольких вариантов разделения области, разделяемой двумя пиками (рисунок \ (\ PageIndex {15} \)). Какой метод мы используем, зависит от относительного размера двух пиков и их разрешения.В некоторых случаях использование высоты пика дает более точные результаты [(a) Bicking, M. K. L. Chromatography Online, апрель 2006 г .; (b) Bicking, M. K. L. Chromatography Online, июнь 2006 г.].

Рисунок \ (\ PageIndex {15} \). Четыре метода определения площадей под двумя перекрывающимися хроматографическими пиками: (а) капельный метод; (б) метод долины; (c) экспоненциальный метод обезжиривания; и (d) метод гауссовой фильтрации. Доступны и другие методы определения площадей.

Для количественной работы нам необходимо построить калибровочную кривую, которая связывает реакцию детектора с концентрацией аналита.Если объем впрыска идентичен для каждого стандарта и образца, то внешняя стандартизация обеспечивает как точные, так и точные результаты. К сожалению, даже в лучших условиях относительная точность повторных инъекций может отличаться на 5%; часто бывает существенно хуже. Для количественной работы, требующей высокой точности и точности, рекомендуется использовать внутренние стандарты.

Чтобы ознакомиться с методом внутренних стандартов, см. Главу 5.3.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Marriott и Carpenter сообщают следующие данные для пяти повторных инъекций смеси, содержащей 1% об. / Об. Метилизобутилкетона и 1% об. / Об. p -ксилол в дихлорметане [Marriott, P.J .; Карпентер, П. Д. J. Chem. Educ. 1996 , 73 , 96–99].

впрыск	пик	Площадь пика (усл. Ед.)
Я	1	48075
	2	78112
II	1	85829
	2	135404
III	1	84136
	2	132332
IV	1	71681
	2	112889
В	1	58054
	2

Предположим, что p -ксилол (пик 2) является аналитом, а метилизобутилкетон (пик 1) является внутренним стандартом.Определите 95% доверительный интервал для одноточечной стандартизации с использованием внутреннего стандарта и без него.

Решение

Для одноточечной внешней стандартизации мы игнорируем внутренний стандарт и определяем взаимосвязь между площадью пика для p -ксилола, A ₂, и концентрацией C ₂ p -ксилол.

\ [A_ {2} = k C_ {2} \ nonumber \]

Подстановка известной концентрации для p -ксилола (1% об. / Об.) И соответствующих площадей пиков дает следующие значения для константы k .

\ [78112 \ quad 135404 \ quad 132332 \ quad 112889 \ quad \ nonumber \]

Среднее значение для k составляет 110 000 со стандартным отклонением 25 100 (относительное стандартное отклонение 22,8%). 95% доверительный интервал —

\ [\ mu = \ overline {X} \ pm \ frac {ts} {\ sqrt {n}} = 111000 \ pm \ frac {(2.78) (25100)} {\ sqrt {5}} = 111000 \ pm 31200 \ nonumber \]

Для внутренней стандартизации соотношение между площадью пика аналита A ₂, площадью пика внутреннего стандарта A ₁ и их соответствующими концентрациями, C ₂ и C ₁, это

\ [\ frac {A_ {2}} {A_ {1}} = k \ frac {C_ {2}} {C_ {1}} \ nonumber \]

Подстановка известных концентраций и соответствующих площадей пиков дает следующие значения для константы k .

\ [1.5917 \ quad 1.5776 \ quad 1.5728 \ quad 1.5749 \ quad 1.5724 \ nonumber \]

Среднее значение для k составляет 1,5779 со стандартным отклонением 0,0080 (относительное стандартное отклонение 0,507%). 95% доверительный интервал —

\ [\ mu = \ overline {X} \ pm \ frac {ts} {\ sqrt {n}} = 1,5779 \ pm \ frac {(2,78) (0,0080)} {\ sqrt {5}} = 1,5779 \ pm 0,0099 \ nonumber \]

Несмотря на то, что для этого набора повторных вводов существуют значительные различия в площадях отдельных пиков, внутренний стандарт компенсирует эти отклонения, обеспечивая более точную и точную калибровку.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

На рисунке \ (\ PageIndex {16} \) показаны хроматограммы пяти стандартов и одного образца. Каждый стандарт и образец содержат одинаковую концентрацию внутреннего стандарта, которая составляет 2,50 мг / мл. Для пяти стандартов концентрации аналита составляют 0,20 мг / мл, 0,40 мг / мл, 0,60 мг / мл, 0,80 мг / мл и 1,00 мг / мл соответственно. Определите концентрацию аналита в образце путем (а) игнорирования внутренних стандартов и создания калибровочной кривой для внешних стандартов, а также (б) создания калибровочной кривой для внутреннего стандарта.Для каждого подхода укажите концентрацию аналита и доверительный интервал 95%. Используйте высоты пиков вместо площадей пиков.

Ответ

В следующей таблице приведены мои измерения высот пиков для каждого стандарта и образца, а также их соотношение (хотя ваши абсолютные значения высоты пиков будут отличаться от моих, в зависимости от размера вашего монитора или распечатки, относительные отношения высоты пиков должны быть похожим на мой).

[стандарт] (мг / мл)	высота козырька стандарта (мм)	высота пика аналита (мм)	отношение высоты пика
0.20	35	7	0,20
0,40	41	16	0,39
0,60	44	27	0,61
0.80	48	39	0,81
1,00	41	41	1,00
образец	39	21	0,54

На рисунке (а) показаны калибровочная кривая и уравнение калибровки без учета внутреннего стандарта.Подстановка высоты пика образца в уравнение калибровки дает концентрацию аналита в образце 0,49 мг / мл. Доверительный интервал 95% составляет ± 0,24 мг / мл. Калибровочная кривая показывает довольно небольшой разброс данных из-за неопределенности в объемах закачки.

На рисунке (b) показаны калибровочная кривая и уравнение калибровки с учетом внутреннего стандарта. Подстановка отношения высоты пика образца в уравнение калибровки дает концентрацию аналита в образце как 0.54 мг / мл. Доверительный интервал 95% составляет ± 0,04 мг / мл.

Чтобы просмотреть использование Excel или R для расчетов регрессии и доверительных интервалов, см. Главу 5.5.

Данные для этого упражнения были созданы таким образом, чтобы фактическая концентрация аналита составляла 0,55 мг / мл. Учитывая разрешение шкалы моей линейки, мой ответ вполне разумен. Ваши измерения могут немного отличаться, но ваши ответы должны быть близки к фактическим значениям.

Рисунок \ (\ PageIndex {16} \).Хроматограммы для практического упражнения 12.5.

Качественные приложения

Помимо количественного анализа, мы также можем использовать хроматографию для идентификации компонентов смеси. Как отмечалось ранее, при использовании FT-IR или масс-спектрометра в качестве детектора у нас есть доступ к полному спектру элюента для любого времени удерживания. Интерпретируя спектр или выполняя поиск в библиотеке спектров, мы можем идентифицировать аналит, ответственный за каждый хроматографический пик.

Помимо определения компонента, ответственного за определенный хроматографический пик, мы также можем использовать сохраненные спектры для оценки чистоты пика.Если только один компонент отвечает за хроматографический пик, тогда спектры должны быть идентичными на протяжении всего элюирования пика. Если спектр в начале элюирования пика отличается от спектра, снятого ближе к концу элюирования пика, то, по крайней мере, два компонента элюируются совместно.

При использовании неспектроскопического детектора, такого как пламенно-ионизационный детектор, мы должны найти другой подход, если мы хотим идентифицировать компоненты смеси. Один из подходов заключается в добавлении в образец предполагаемого соединения и поиске увеличения высоты пика.Мы также можем сравнить время удерживания пика со временем удерживания известного соединения, если мы используем идентичные рабочие условия.

Поскольку время удерживания соединения на двух идентичных колонках вряд ли будет одинаковым — например, различия в эффективности упаковки будут влиять на время удерживания растворенного вещества в насадочной колонке — создание таблицы стандартных времен удерживания невозможно. Индекс удерживания Kovat обеспечивает одно решение проблемы согласования времен удерживания.В изотермических условиях скорректированное время удерживания нормальных алканов логарифмически увеличивается. Коват определил индекс удерживания, I , для нормального алкана как 100-кратное количество атомов углерода. Например, индекс удерживания составляет 400 для бутана, C ₄ H ₁₀ и 500 для пентана, C ₅ H ₁₂. Чтобы определить индекс удерживания соединения, I _cpd, мы используем следующую формулу

\ [I_ {cpd} = 100 \ times \ frac {\ log t_ {r, cpd} ^ {\ prime} — \ log t_ {r, x} ^ {\ prime}} {\ log t_ {r, x +1} ^ {\ prime} — \ log t_ {r, x} ^ {\ prime}} + I_x \ label {12.{\ prime} \) — скорректированные времена удерживания для нормальных алканов, которые элюируются непосредственно перед соединением и сразу после соединения, соответственно, а I _x — индекс удерживания нормального алкана, который элюируется непосредственно перед соединением. . Индекс удерживания соединения для определенного набора хроматографических условий — стационарная фаза, подвижная фаза, тип колонки, длина колонки, температура и т. Д. — достаточно согласован изо дня в день и между различными колонками и приборами.

Имеются таблицы индексов удержания Ковата; см., например, веб-книгу NIST Chemistry Webbook. Поиск толуола возвращает 341 значение I для более чем 20 различных стационарных фаз, как для насадочных, так и для капиллярных колонок.

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

При разделении смеси углеводородов измеряют следующие скорректированные времена удерживания: 2,23 мин для пропана, 5,71 мин для изобутана и 6,67 мин для бутана. Каков индекс удержания Ковата для каждого из этих углеводородов?

Решение

Индекс удерживания нормального алкана по Ковату в 100 раз превышает количество атомов углерода; таким образом, для пропана I = 300, а для бутана I = 400.Чтобы найти индекс удерживания Ковата для изобутана, мы используем уравнение \ ref {12.1}.

\ [I_ \ text {изобутан} = 100 \ times \ frac {\ log (5.71) — \ log (2.23)} {\ log (6.67) — \ log (2.23)} + 300 = 386 \ nonumber \]

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

При использовании колонки с той же стационарной фазой, что и в примере \ (\ PageIndex {2} \), вы обнаружите, что время удерживания для пропана и бутана составляет 4,78 мин и 6,86 мин соответственно. Каково ожидаемое время удерживания изобутана?

Ответ

Поскольку мы используем тот же столбец, мы можем предположить, что индекс удерживания изобутана, равный 386, остается неизменным.Используя уравнение \ ref {12.1}, получаем

\ [386 = 100 \ times \ frac {\ log x- \ log (4.78)} {\ log (6.86) — \ log (4.78)} + 300 \ nonumber \]

, где x — время удерживания изобутана. Решая относительно x , находим

\ [0.86 = \ frac {\ log x- \ log (4.78)} {\ log (6.86) — \ log (4.78)} \ nonumber \]

\ [0,135 = \ log x-0,679 \ nonumber \]

\ [0.814 = \ log x \ nonumber \]

\ [x = 6.52 \ nonumber \]

время удерживания изобутана равно 6.5 мин.

Лучший способ оценить теоретические и практические детали, обсуждаемые в этом разделе, — это внимательно изучить типичный аналитический метод. Хотя каждый метод уникален, следующее описание определения тригалометанов в питьевой воде представляет собой поучительный пример типичной процедуры. Описание здесь основано на методе 6232B из Стандартные методы исследования воды и сточных вод , 20-е изд. Американской ассоциации общественного здравоохранения: Вашингтон, округ Колумбия, 1998.

Типовой метод 12.4.1: Определение тригалометанов в питьевой воде

Описание метода

Тригалометаны, такие как хлороформ, CHCl ₃, и бромоформ, CHBr ₃, встречаются в большинстве хлорированных вод. Поскольку предполагается, что хлороформ является канцерогеном, определение тригалометанов в питьевой воде общего пользования имеет большое значение. В этом методе тригалогенметаны CHCl ₃, CHBrCl ₂, CHBr ₂ Cl и CHBr ₃ _{выделяют с помощью жидкостно-жидкостной экстракции пентаном и определяют с помощью газового хроматографа, оборудованного детектором электронного захвата.}

Процедура

Соберите образец в стеклянный флакон объемом 40 мл, снабженный завинчивающейся крышкой, покрытой перегородкой с покрытием из ТФЭ. Наполняйте флакон до перелива, следя за тем, чтобы в нем не было пузырьков воздуха. Добавьте 25 мг аскорбиновой кислоты в качестве восстанавливающего агента, чтобы остановить дальнейшее производство тригалометанов. Закройте пробирку и храните образец при температуре 4 ^o ° C не более 14 дней.

Приготовьте стандартный исходный раствор для каждого тригалометана, поместив 9,8 мл метанола в мерную колбу на 10 мл.Дайте колбе постоять 10 мин или пока все поверхности, смоченные метанолом, не высохнут. Взвесьте колбу с точностью до ± 0,1 мг. Используя шприц на 100 мкл, добавьте 2 или более капель тригалогенметана в мерную колбу, позволяя каждой капле упасть непосредственно в метанол. Перед разбавлением до объема и перемешиванием повторно взвесьте колбу. Перенесите раствор в стеклянный флакон объемом 40 мл, снабженный завинчивающейся крышкой с покрытием из ТФЭ, и укажите концентрацию в мкг / мл. Храните исходные растворы при температуре от –10 до –20 ^o ° C вдали от света.

Приготовьте многокомпонентный рабочий стандарт из исходных стандартов, сделав соответствующие разведения исходного раствора метанолом в мерной колбе. Выбирайте такие концентрации, чтобы для калибровочных стандартов (см. Ниже) требовалось не более 20 мкл рабочего стандарта на 100 мл воды.

Используя многокомпонентный рабочий стандарт, приготовьте не менее трех, а лучше 5–7 калибровочных стандартов. По крайней мере, один стандарт должен быть близок к пределу обнаружения, и стандарты должны соответствовать ожидаемой концентрации тригалометанов в образцах.Используя подходящую мерную колбу, приготовьте стандарты, впрыснув не менее 10 мкл рабочего стандарта ниже поверхности воды и разбавив до нужного объема. Аккуратно перемешайте каждый стандарт только три раза. Удалите раствор из горлышка мерной колбы, а затем перенесите оставшийся раствор в стеклянный флакон объемом 40 мл с завинчивающейся крышкой, покрытой ТФЭ. Если в стандарте есть свободное пространство, его необходимо проанализировать в течение 1 часа; стандарты без свободного пространства могут храниться до 24 часов.

Приготовьте внутренний стандарт растворением 1,2-дибромпентана в гексане.Добавьте достаточное количество этого раствора к пентану, чтобы получить конечную концентрацию 30 мкг 1,2-дибромпентана / л.

Чтобы подготовить калибровочные стандарты и образцы для анализа, откройте флакон с завинчивающейся крышкой и удалите 5 мл раствора. Закройте флакон крышкой и взвесьте с точностью до ± 0,1 мг. Добавьте 2,00 мл пентана (с внутренним стандартом) в каждый флакон и энергично встряхивайте в течение 1 мин. Дайте двум фазам разделиться в течение 2 минут, а затем с помощью стеклянной пипетки перенесите не менее 1 мл пентана (верхняя фаза) в 1.Пробирка для образцов объемом 8 мл с завинчивающейся крышкой, снабженная мембраной из ТФЭ, храните при температуре 4 ^o ° C до тех пор, пока вы не будете готовы ввести их в ГХ. После опорожнения, промывки и сушки исходного флакона с образцом взвесьте его с точностью до ± 0,1 мг и рассчитайте вес образца с точностью до ± 0,1 г. Если плотность составляет 1,0 г / мл, то вес образца эквивалентен его объему.

Введите аликвоту экстрактов пентана 1–5 мкл в ГХ, оборудованный стеклянной колонкой с внутренним диаметром 2 мм и длиной 2 м, заполненной неподвижной фазой 10% сквалана на насадочном материале Chromosorb WAW 80/100 меш.Колонку эксплуатируют при 67 ^o C и скорости потока 25 мл / мин.

Можно использовать множество других столбцов. Другой вариант, например, 30-метровая колонка из плавленого кварца с внутренним диаметром 0,32 мм и покрытием неподвижной фазы DB-1 толщиной 1 мкм. Линейная скорость потока 20 см / с используется со следующей температурной программой: выдержка в течение 5 мин при 35 ^o C; увеличение до 70 ^o C при 10 ^o C / мин; увеличение до 200 ^o C при 20 ^o C / мин.

Вопросы

1. Простая жидкостно-жидкостная экстракция редко позволяет извлечь 100% аналита. Как этот метод учитывает неполные экстракции?

Поскольку мы используем одну и ту же процедуру экстракции для образцов и стандартов, мы разумно ожидаем, что эффективность экстракции будет одинаковой для всех образцов и стандартов; таким образом, неполная экстракция не влияет на относительное количество аналита в любых двух образцах или стандартах.

2.Образцы воды, вероятно, будут содержать следовые количества других органических соединений, многие из которых будут извлечены в пентан вместе с тригалометанами. Короткая насадочная колонка, такая как та, которая используется в этом методе, обычно не очень хорошо справляется с разрешением хроматографических пиков. Почему нам не нужно беспокоиться об этих других соединениях?

Детектор электронного захвата реагирует только на соединения, такие как тригалометаны, которые имеют электроотрицательные функциональные группы. Поскольку детектор электронного захвата не будет реагировать на большинство потенциально мешающих соединений, на хроматограмме будет относительно мало пиков, кроме пиков для тригалометанов и внутреннего стандарта.

3. Предскажите порядок, в котором четыре аналита элюируются из колонки для ГХ.

Время удерживания должно соответствовать температуре кипения соединения, элюируя от самой низкой точки кипения до самой высокой точки кипения. Ожидаемый порядок элюирования: CHCl ₃ (61,2 ^o C), CHCl ₂ Br (90 ^o C), CHClBr ₂ (119 ^o C) и CHBr ₃ (149,1 ^o C).

4. Хотя хлороформ является аналитом, он также является помехой, поскольку он присутствует в следовых количествах в воздухе.Например, любой хлороформ, присутствующий в воздухе лаборатории, может попасть в образец, диффундировав через силиконовую перегородку виалы для образца. Как мы можем определить, загрязнены ли образцы таким образом?

Бланк пробы воды, не содержащей тригалогенметана, постоянно находится вместе с пробами. Если бланк образца не показывает признаков хлороформа, то мы можем с уверенностью предположить, что образцы также свободны от загрязнений.

5. Почему необходимо отбирать образцы без свободного пространства над жидкостью (слой воздуха, который покрывает жидкость) во флаконе с образцом?

Поскольку тригалометаны являются летучими, наличие свободного пространства позволяет потерять аналит из образца в свободное пространство, что приводит к отрицательной определяемой ошибке.

6. При приготовлении основного раствора для каждого тригалогенметана в процедуре указано, что мы добавляем две или более капель чистого соединения, капая их в мерную колбу, содержащую метанол. Однако при приготовлении калибровочных стандартов рабочий стандарт необходимо вводить ниже поверхности метанола. Объясните причину этой разницы.

При приготовлении основного раствора потенциальные потери летучего тригалогенметана не важны, потому что мы определяем его концентрацию по весу после добавления его в метанол и разбавления до объема.Однако, когда мы готовим калибровочный стандарт, мы должны убедиться, что добавление тригалогенметана является количественным; таким образом, мы вводим его под поверхность, чтобы избежать потенциальной потери аналита.

Оценка

Масштаб деятельности

Газовая хроматография используется для анализа аналитов, присутствующих в диапазоне от основных до сверхследных компонентов. В зависимости от детектора, образцы с основными и второстепенными аналитами могут нуждаться в разбавлении перед анализом. Детекторы теплопроводности и пламенно-ионизации могут обрабатывать большие количества аналита; другие детекторы, такие как детектор электронного захвата или масс-спектрометр, требуют существенно меньших количеств аналита.Хотя объем впрыска для газовой хроматографии довольно мал — обычно около микролитра, — количество доступной пробы должно быть достаточным, чтобы впрыскиваемая проба была репрезентативной подвыборкой. Для следовых количеств аналита фактическое количество введенного аналита часто находится в диапазоне пикограмм. Используя репрезентативный метод 12.4.1 в качестве примера, 3,0 мкл инъекции 1 мкг / л CHCl ₃ эквивалентно 15 пг CHCl ₃, при условии 100% эффективности экстракции.

Точность

Точность газохроматографического метода существенно различается от образца к образцу.Для стандартных образцов обычно точность составляет 1–5%. Для аналитов, присутствующих в очень низких концентрациях, для образцов со сложной матрицей или для образцов, которые требуют значительной обработки перед анализом, точность может быть значительно хуже. При анализе тригалометанов, описанном в Типичном методе 12.4.1, например, возможны ошибки определения величиной до ± 25%.

точность

Точность газового хроматографического анализа включает в себя отбор проб, пробоподготовку и прибор.Относительное стандартное отклонение, обусловленное прибором, обычно составляет 1–5%, хотя оно может быть значительно выше. Основными ограничениями являются шум детектора, который влияет на определение площади пика и воспроизводимость объемов закачки. В количественной работе использование внутреннего стандарта компенсирует любые колебания объемов закачки.

Чувствительность

При газохроматографическом анализе чувствительность определяется характеристиками детектора. Особое значение для количественной работы имеет линейный диапазон детектора; то есть диапазон концентраций, в котором калибровочная кривая является линейной.Детекторы с широким линейным диапазоном, такие как детектор теплопроводности и пламенно-ионизационный детектор, могут использоваться для анализа проб в широком диапазоне концентраций без изменения рабочих условий. Другие детекторы, такие как детектор электронного захвата, имеют гораздо более узкий линейный диапазон.

Избирательность

Хроматографические методы сочетают разделение с анализом и обеспечивают превосходную селективность. Регулируя условия, обычно можно спроектировать разделение так, чтобы аналиты элюировались сами по себе, даже если смесь является сложной.Дополнительная селективность достигается при использовании детектора, такого как детектор электронного захвата, который не реагирует на все соединения.

Время, стоимость и оборудование

Время анализа может варьироваться от нескольких минут для образцов, содержащих только несколько компонентов, до более часа для более сложных образцов. Предварительная подготовка образца может существенно увеличить время анализа. Цена на приборы для газовой хроматографии варьируется от недорогих (несколько тысяч долларов) до дорогих (> 50 000 долларов).Более дорогие модели предназначены для капиллярных колонок, включают множество вариантов ввода и используют более сложные детекторы, такие как масс-спектрометр, или включают несколько детекторов. Упакованные колонки обычно стоят <200 долларов, а стоимость капиллярной колонки обычно составляет 300–1000 долларов.

Какой GC? Выбор подходящего прибора для газовой хроматографии …

Органические или неорганические; в изобилии или в следовых количествах; в твердой, жидкой или газовой форме — большинство типов проб и достаточно летучих аналитов можно анализировать с помощью выбора подходов газовой хроматографии (ГХ) (ссылка на страницу обзора ГХ).

Превосходные результаты и гибкость не требуют больших затрат или сложностей. Сегодняшний ГХ предоставляет широкий выбор технологий (ссылка на страницу продукта), каждая из которых подходит для различных типов аналитов, матриц проб и рабочих процессов. Инновационное оборудование с инжекторами и детекторами с мгновенным подключением (ссылка на страницу продукта) позволяет легко адаптировать экономичную систему к нужным вам методам с возможностью простого расширения или перенастройки по мере развития ваших потребностей.

Какие варианты?

Установки газовой хроматографии различаются по трем направлениям:

Введение пробы: во-первых, химические свойства ваших аналитов — в первую очередь летучесть и хрупкость — вместе с природой и сложностью матрицы пробы укажут наилучшие способы ее получения. в хроматограф.

Разделение: количество, сложность, концентрация и полярность анализируемых веществ в пробах помогают выбрать газ-носитель, колонку (колонки) для ГХ, а также разделение одного или нескольких измерений.

Обнаружение и анализ: ваши цели анализа наряду с такими характеристиками аналита, как теплопроводность и ионизация, сделают одни методы обнаружения предпочтительнее других.

В первой части этого сообщения в блоге мы рассмотрим подходы к введению образцов с помощью газовой хроматографии для работы с различными типами образцов.В будущих публикациях будут рассмотрены варианты выбора разделительных колонок и подробно описаны многие методы обнаружения GC.

Какой подход для каких образцов?

Сравнение впускных отверстий для колонок с набивкой и капилляров

Во многих общих приложениях ГХ можно использовать обычные колонки, заполненные адсорбирующей средой. Входы для насадочных колонок довольно просты: они защищают колонку от нелетучих веществ в пробе и направляют весь поток пробы в колонку.

Для капиллярных входов ГХ картина более детализирована, отчасти из-за необходимости ограничивать количество пробы и аналита, но также для поддержки множества разнообразных и требовательных приложений.В приведенном ниже списке сравниваются пять подходов к вводу проб в ГХ, которые решают наиболее распространенные проблемы анализа.

Комбинированный подход с разделением / без деления входа

Цель : Общий или следовой анализ ГХ

Пример приложения : Общий анализ и анализ следов

Сильные стороны :

Прочный и простой в использовании

Хорошо для аналитов с высокой концентрацией (разделение) или следовых количеств (без разделения)

Легко автоматизировать

Ограничения :

Не для термочувствительных аналитов

Лучше всего для образцов с ограниченным диапазон температур кипения аналита

Без разделения (анализ следов) требует тщательной оптимизации метода

Подход холодного впрыска в колонку

Цель : осторожное обращение с хрупкими молекулами; также анализ следов и широкий диапазон температур кипения

Пример применения : Биодизель

Сильные стороны :

Избегает дискриминации и деградации образцов

Высокая аналитическая точность, прецизионность и воспроизводимость

Предел

Ограниченные объемы впрыска

Требуется тщательная оптимизация температуры колонки, растворителя и скорости впрыска

Может подвергать колонку воздействию большего количества загрязняющих веществ

Подход с программируемой температурой испарения (PTV) к закачке

Цель анализа термочувствительных аналитов или анализ следовых количеств в «грязных» матрицах

Пример применения : ПАУ в почве, пестициды в окружающей воде и пищевых матрицах

Сильные стороны :

Очень гибкий

Крупный е объемы впрыска

Избегает дискриминации аналитов из-за различий в температуре кипения

Ограничения :

Подход к анализу свободного пространства

Цель : Простое определение очень легких летучих веществ в твердых, жидких

Примеры применения : Растворенные в воде газы, остаточные растворители в фармацевтических препаратах, спирт в крови

Сильные стороны :

Минимальная подготовка проб, даже для сложных матриц

Легко автоматизированная

084
084 Не подходит для аналитов с более высокими температурами кипения

Подход с динамическим свободным пространством (продувка и ловушка, термическая десорбция)

Цель : чувствительное обнаружение определенных следовых количеств аналитов и / или удаление нежелательных соединений из образцов
Пример Appli катион : Следы летучих органических соединений
Сильные стороны :

Минимизирует пределы обнаружения

Может помочь очистить матрицу образца

Особо специфичный

специфический
Возможны небольшие эффекты фракционирования во время предварительного концентрирования

Подход с использованием клапана отбора проб газа

Цель : Обнаружение следовых количеств соединений в газовой матрице
Примеры применения : Парниковые газы, TOGA, природный газ, нефтеперерабатывающий завод газ
Сильные стороны :

Обычно для очень маленьких молекул

Может использоваться для анализа на линии

Ограничения :

Не специфично для соединения
анализ газообразных соединений

Следите за обновлениями во второй части этого поста с более подробной информацией и примерами приложений.
Дополнительные ресурсы
См. Следующие примечания по применению для примеров приложений, использующих несколько из описанных выше методов.
Газовая хроматография (ГХ) | Biocompare.com
Газовая хроматография (ГХ) — это аналитический метод разделения, идентификации и измерения индивидуальных соединений в смеси. В отличие от жидкостной хроматографии поток газа-носителя служит подвижной фазой для переноса испарившихся образцов через твердую или жидкую неподвижную фазу.В зависимости от полярности отдельные аналиты адсорбируются на неподвижной фазе и протекают через колонку с разной скоростью, пока не достигнут детекторов, которые бывают разных типов. Время удерживания или время, в течение которого соединения отдельно элюируются, является аналитической основой ГХ. ГХ и ГХ-МС широко используются в науках о жизни в таких областях, как мониторинг окружающей среды, судебная экспертиза, анализ продуктов питания и напитков, обнаружение наркотиков и медицинский скрининг, а также метаболомика.
Рекомендации по газовой хроматографии:
Ввод пробы:
Современные порты ввода пробы для ввода пробы в головку колонны обычно включают в себя нагревательный элемент для последующего испарения.В дополнение к ручному вводу, автоматическая загрузка образцов является общей функцией или аксессуаром для многих приборов для ГХ. Они предлагаются в виде автоинжекторов (от малой до средней производительности), автосэмплеров (более высокая производительность) или роботизированных манипуляторов. Автоматизация может обеспечить как более высокую степень обработки, так и меньшую вариативность при ручной обработке.
Обнаружение:
Датчик теплопроводности (TCD) — TCD измеряет изменение теплопроводности элюируемых аналитов по отношению к потоку газа-носителя.Его часто называют универсальным детектором, он неспецифичен и может реагировать на все соединения.
Пламенный ионизационный детектор (ПИД) — FID использует водород для пиролиза соединений, элюируемых из колонки, с образованием ионов, генерирующих измеримый ток. Это распространенный метод обнаружения, который очень чувствителен к органическим и углеводородсодержащим соединениям, но ограничен ими.
Детектор электронного захвата (ECD) — ECD испускает электроны, которые при захвате элюирующими аналитами вызывают измеримое изменение тока.Он чрезвычайно чувствителен к галогенированным соединениям.
Термоэмиссионный детектор пламени (FTD) и азотно-фосфорный детектор (NPD) — В термоэлектронных детекторах, таких как FTD и NPD, аналиты ионизируются под действием тепла, что приводит к измеряемому изменению тока. Они особенно чувствительны к органическим соединениям, содержащим азот и фосфор.
Пламенный фотометрический датчик (FPD) — В FPD пламя сжигает элюируемые аналиты для получения спектрального излучения, длина волны которого определяется оптическими фильтрами.Он обладает высокой селективностью по отношению к соединениям, содержащим серу и фосфор.
Детектор импульсного разряда (PDD) — PDD основан на импульсном высоковольтном разряде между электродами, приводящем к ионизации элюируемых аналитов. Различные конфигурации позволяют измерять: электроны, образующиеся в результате ионизации (фотоионизация гелия), или изменение тока в результате захвата электронов (захват электронов). PDD может использоваться для обнаружения газов, неорганических, органических и галогенированных соединений.
Газ-носитель:
Выбор газа-носителя подвижной фазы будет зависеть от типа используемого детектора, свойств образца, а также безопасности и доступности газа. В некоторых случаях газы с чистотой до 99,9999%, отфильтрованные от углеводородов, влаги и кислорода, идеально подходят для максимальной чувствительности. Обычные газы-носители включают гелий, водород, азот, аргон и воздух. Убедитесь, что прибор может безопасно работать с определенными газами, такими как водород.С помощью многих современных приборов для газовой хроматографии скорость и давление газа можно отслеживать и регулировать с помощью электроники.
Колонка и температура:
При выборе колонки для ГХ учитывайте свойства неподвижной фазы, длину и диаметр колонки, а также толщину пленки. Температура также напрямую влияет на скорость, с которой образец проходит через колонку; более высокие температуры перемещают образцы быстрее. Убедитесь, что термостат и колонка ГХ могут выдерживать температурные диапазоны требуемых применений.
ГХ-МС:
Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС) объединяет масс-спектрометр на линии или после прибора ГХ, что позволяет еще более точно идентифицировать и количественно определять следовые количества соединений. Масс-спектрометры разбивают аналиты на более мелкие ионизированные фрагменты. Полученные сигнатуры массы и заряда используются для идентификации химических структур соединений.
GCxGC:
GCxGC, или двумерная газовая хроматография, использует две последовательно соединенные колонки, разделенные модулятором.Модулятор, по сути, улавливает небольшие фракции аналита из первой колонки в течение фиксированного периода, а затем передает их во вторую колонку в виде узкого импульса. В результате перефокусировки получается двумерная хроматограмма, которая позволяет повысить чувствительность.
Выбор газового хроматографа будет зависеть от предполагаемых исследовательских приложений и желаемой производительности. Следите за потенциально полезными функциями, такими как модульные или взаимозаменяемые компоненты, совместимость с ГХ-МС, количество допустимых вводов проб и типы детекторов.Для получения самой последней информации обязательно ознакомьтесь со спецификациями производителя. Посетите наши инструменты поиска для Системы ГХ а также Системы ГХ-МС чтобы легко сравнивать и получать расценки на несколько продуктов от разных компаний.
Сравнение ВЭЖХ и ГХ
Многие химические соединения, включая лекарства и метаболиты, можно анализировать с помощью газовой хроматографии (ГХ) или высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).Поскольку оба метода работают в соответствии с одними и теми же основными принципами разделения, идентификации и количественной оценки соединений, иногда бывает сложно выбрать один из них. Но знание того, что отличает ВЭЖХ от ГХ, определенно может помочь в этом процессе.
Итак, позвольте мне выделить вам некоторые из этих отличий:
Тип образцов
GC реагирует на вещества, которые могут переходить в газовую фазу с теплом, то есть на летучие соединения.Поэтому ГХ ограничивается соединениями с низким молекулярным весом и стабильными при высоких температурах. Так что, если вы работаете с белками, забудьте об этом, GC не для вас. Альтернативой нелетучим небольшим молекулам, таким как аминокислоты и сахара, является их превращение в летучие путем химической дериватизации ¹.
Другой вариант — ВЭЖХ. Вы можете анализировать летучие и нелетучие соединения, от низкого до высокого молекулярного веса, если они растворимы в жидкой фазе.Кроме того, вам не нужно беспокоиться о термостабильности, поскольку образцы обычно работают при комнатной температуре.
Несомненно, широкий выбор образцов, предлагаемый ВЭЖХ, является одной из его самых привлекательных особенностей. Но если оба метода по-прежнему применимы для вашей пробы, пока не принимайте решения — есть еще кое-что, что нужно учесть.
Мобильная фаза
Как следует из их названия, подвижная фаза для ВЭЖХ — жидкость, а для ГХ — газ. Еще одно важное отличие состоит в том, что подвижная фаза является ключевым участником разделения проб для ВЭЖХ, но не для ГХ.
ВЭЖХ использует смеси растворителей и градиенты. Полярность, растворимость и сложность образца — вот некоторые из факторов, влияющих на выбор подвижной фазы. Чтобы было ясно, выбор подвижной фазы является важной частью ВЭЖХ, и поиск неисправностей для лучшего разделения часто бывает сложным.
Напротив, в ГХ в качестве подвижной фазы используется чистый инертный газ. Он широко известен как газ-носитель, потому что его цель — переносить молекулы через колонку. Обычно используемый газ-носитель выбирается в зависимости от детектора, поэтому вам не о чем беспокоиться.
Разрешение
Если ваш образец представляет собой смесь, имейте в виду, что на разрешение — измерение того, насколько хорошо разделены два пика, — влияет ряд факторов. Но все сводится к тому, насколько схоже равновесие разделения между подвижной фазой и неподвижной фазой для двух соединений. Чем более сопоставимо равновесие разделения, тем выше шансы на совместное элюирование. В этом случае вы не сможете увидеть, где заканчивается один пик и начинается другой.Так что разрешение будет плохим.
Поскольку разделение методом ГХ основано на летучести соединения, одинаковые молекулярные массы могут привести к сравнимым временам удерживания и вызвать перекрытие пиков. Таким же образом полярность молекул влияет на разрешение в ВЭЖХ, а также на состав подвижной фазы.
Колонны
Колонки
для ВЭЖХ короткие, широкие и изготовлены из плотно упакованного материала. Напротив, колонки для ГХ длинные и узкие и бывают двух основных типов; а именно насадочные колонки и капиллярные колонки.
Капиллярные колонки имеют много преимуществ перед насадочными колонками, включая улучшенное разрешение и скорость. Из-за этого капиллярная ГХ обычно предпочтительнее ВЭЖХ (когда это возможно) для анализа очень сложных образцов.
Обнаружение
Детекторы
реагируют на химические или физические свойства молекулы. Некоторые детекторы универсальны — они могут обнаруживать все (или большинство) соединений, а другие — избирательны, реагируя на определенное свойство. Таким образом, обнаружение может ограничить ваши возможности в зависимости от того, какой детектор вам доступен, и от того, обладает ли ваш образец необходимыми характеристиками для его обнаружения.
Детекторы
GC различаются по селективности и чувствительности ². Два распространенных примера — пламенно-ионизационный детектор (FID) и детектор теплопроводности (TCD). Первый селективен по углеводородам, а второй — универсален.
Если в вашей лаборатории есть ВЭЖХ, скорее всего, в ней есть спектроскопический детектор в ультрафиолетовом и видимом (УФ / видимом диапазонах) ³, который реагирует на поглощающие свет молекулы, такие как ароматические углеводороды. Детектор показателя преломления (RID) также широко используется, потому что он имеет универсальные возможности обнаружения.Тем не менее, он страдает низкой чувствительностью и несовместимостью с градиентными методами, поэтому он не идеален для сложных образцов.
Несомненно, самый мощный метод обнаружения — это метод ГХ / МС и ВЭЖХ / МС (или ЖХ / МС). Эти аналитические системы сочетают в себе характеристики хроматографа и масс-спектрометрического (МС) детектора. Таким образом, одна часть разделяет компоненты, а другая обеспечивает массовый анализ каждого из этих компонентов, предоставляя вам дополнительную информацию для идентификации соединения.
Относительная стоимость
Если деньги важны, вы можете принять во внимание, что баллон с газом обычно дешевле, чем растворители. Кроме того, поскольку жидкости более вязкие, чем газ, ВЭЖХ полагается на нагнетательные насосы для проталкивания подвижной фазы через колонку. Поскольку система под давлением является более сложной, это увеличивает эксплуатационные расходы прибора. С другой стороны, сборщик мусора не очень сложен. Просто подумайте об этом как о большой сложной духовке, требующей меньшего ухода.
В таблице ниже приведены различия, описанные выше, и перечислены типичные типы образцов для обоих методов хроматографии.
Сравнение ГХ и ВЭЖХ
GC ВЭЖХ
Образец Летучий
Низкомолекулярный
Стабильный при высоких температурах Летучий / нелетучий
Низкий / высокий молекулярный вес
Стабилен при комнатной температуре
Растворим в жидкой фазе
Проблемы с разрешением Схожие молекулярные массы Схожие полярности
Колонка Длинная и узкая
Насадочная колонка
Капиллярная колонка Короткая и широкая
Насадочная колонка
Подвижная фаза Чистый инертный газ
Без градиента
Без давления Смесь растворителей
Градиент
Требуемое давление
Дополнительные детекторы FID, углеводороды
TCD, универсальный
GC / MS, масса UV / Vis, светопоглощение
RID, универсальный
LC / MS, масса
Относительная стоимость Низкая Высокая
Приложения Масла, растительные пигменты, пестициды, жирные кислоты, токсины, пробы воздуха, тесты на злоупотребление наркотиками (т.е. кокаин) Неорганические ионы, полимеры, сахара, нуклеотиды, витамины, пептиды, белки, липиды, тетрациклины
Всегда помните, что и ВЭЖХ, и ГХ представляют собой неоценимые достижения в области аналитического оборудования и незаменимы во многих научных областях. Но они также подвержены проблемам и ограничениям. Общие проблемы связаны с селективностью, чувствительностью и разрешением. И это зависит от характера выборки.
Таким образом, при выборе между двумя вариантами, на самом деле вопрос заключается не в превосходстве инструментов, а в эффективности для интересующей выборки.
Я вам советую оценить вашу выборку на основе факторов, описанных в этой статье, и взвесить ваши варианты, используя как можно больше информации. А теперь окончательное решение за вами!
Вы собираетесь обработать образец методом ВЭЖХ или провести его через ГХ?
Список литературы
Ahuja S (1976) Дериватизация в газовой хроматографии. J Pharm Sci . 65: 163–182.
Hartmann CH (1971) Детекторы газовой хроматографии. Анал Химия .43: 113A – 125A.
LaCourse WR (2002) Колоночная жидкостная хроматография: оборудование и приборы. Анал Химия . 74: 2813–2832.
Вам это помогло? Тогда поделитесь, пожалуйста, со своей сетью.
Прагматические правила выбора колонки для ГХ
Выбор правильной селективности и размеров колонки является основополагающим для успешной разработки метода газовой хроматографии.
С точки зрения выбора подходящей стационарной фазы, необходимо учитывать четыре основных взаимодействия аналита или стационарной фазы.
Дисперсионные взаимодействия (<< 1 кДж / моль) - это более низкоэнергетические (ван-дер-ваальсовы) силы между неполярными частями молекулы аналита, то есть связями C-H и так далее. Это будет иметь место при использовании любой неподвижной фазы на основе диоксида кремния, поскольку большая часть полимерной основной цепи фазы (полидиметилсилоксан [PDMS]) неполярна по своей природе.
Диполь-дипольные и диполь-индуцированные дипольные взаимодействия (3 и 1 кДж / моль соответственно) имеют место всякий раз, когда ненасыщенные, ароматические или более полярные функциональные группы (которые мы, связи C-Cl или CN) присутствуют в стационарных фаза или молекула аналита. Стационарные фазы, содержащие фенильные, циано- или трифтор-функциональные группы, более полярны, чем ПДМС, и чем больше этих функциональных групп, тем сильнее их влияние на разделение. Примером этого является увеличение удерживания ароматических соединений и относительное снижение удерживания алифатических аналитов при переходе от фазы 5% фенилметил PDMS к фазе 50% фенилметил PDMS.
Взаимодействия водородных связей (19 кДж / моль) являются самыми сильными межмолекулярными силами в капиллярной газовой хроматографии (ГХ) и возникают всякий раз, когда неподвижная фаза содержит циано, трифтор или (особенно) гидроксильные функциональные группы. Этот тип силы используется при анализе спиртов с использованием фазы типа полиэтиленгликоля или «воска».
Прагматические правила выбора фазы можно резюмировать следующим образом:
Используйте принципы «подобное растворяется в подобном» везде, где это возможно, и сопоставляйте полярность аналита с полярностью стационарной фазы
Помните, что действительно существуют нам нужно рассмотреть только пять «химических процессов» (см. рис. 1).Чтобы увеличить удерживание или изменить селективность в зависимости от конкретного взаимодействия, увеличьте количество функциональной группы в фазе (то есть перейдите от 14% к 35% цианопропильной фазы)
Используйте фазу с наименьшей полярностью, поскольку более полярные фазы просачиваются сильнее (это заложено в химическом составе)
5% фенильную колонку можно использовать для скрининга неизвестных образцов — затем можно оценить удерживание аналита и селективность и при необходимости выбрать более подходящую фазу
Колонка с 5% фенила, 50% фенила, 14% цианопропила и парафином (полиэтиленгликоль [PEG]) покрывает самый широкий диапазон возможных взаимодействий (полярности стационарной фазы) в наименьшем количестве колонок

Рисунок 1: Пять наиболее распространенных химических составов колонок для ГХ с неподвижной фазой.
Как выбрать физические размеры колонны по длине ( L ), внутреннему диаметру и толщине пленки ( d _f)?
Длина столбца влияет на эффективность разделения и, следовательно, на разрешение. Удвоение длины колонки удваивает эффективность (количество теоретических тарелок [ N ]), удваивает время анализа при изотермическом разделении (в 1,5–1,75 раза больше при использовании программирования градиента температуры), удваивает стоимость колонки и увеличивает разрешение в 1 раз.4. Увеличение длины столбца — худший способ улучшить разрешение разделения; однако, когда у вас есть образец с большим количеством компонентов (сотнями), вам иногда может понадобиться длинный столбец. Выберите длину столбца в соответствии с количеством видов, которые необходимо разделить в выборке. Для двух компонентов используйте 10-метровую колонну, а для сотен компонентов используйте 60-метровую или 120-метровую колонну.
Внутренний диаметр колонки влияет на удерживание и эффективность. Уменьшите вдвое внутренний диаметр колонки, удвойте эффективность и увеличьте разрешение в 1 раз.4. Это удвоит время удерживания только для изотермического разделения и только в том случае, если толщина пленки не изменится. Отношение фаз (β) равно радиусу столбца (мм), деленному на 2 × толщину пленки (мкм). Держите соотношение фаз между колонками постоянным, и время удерживания будет примерно постоянным. Используйте β <100 для легколетучих аналитов и β> 400 для высокомолекулярных аналитов или для анализа следов. Используйте колонки с меньшим внутренним диаметром, если разделение зависит от селективности стационарной фазы (химически очень близкие аналиты) или когда необходимо разделить несколько компонентов в более короткие сроки.Обратите внимание, что емкость колонки будет уменьшаться по мере уменьшения внутреннего диаметра колонки.
Толщина пленки влияет на удерживание аналитов, взаимодействие с трубкой из диоксида кремния, утечку фазы и емкость колонки. Удвоение толщины пленки удваивает время удерживания для изотермического анализа и увеличивает удерживание примерно в 1,5 раза для анализа с программированием температуры. Увеличение толщины пленки вдвое увеличивает температуру элюирования примерно на 20 ° C. Используйте тонкие пленки (0,1–0,25 мкм) для анализа следов или когда аналиты относительно нелетучие.Используйте более толстые пленки (1–5 мкм) при работе с летучими аналитами, аналитами с высокой концентрацией или при плохой форме пиков. Обратите внимание, что увеличение толщины пленки может поставить под угрозу разрешение для элюированных позже аналитов (коэффициент удерживания> 5) и что утечка фазы и емкость колонки увеличиваются с увеличением толщины пленки.
Скачать RIS
Создание столбца с произвольной упаковкой | МАК Инжиниринг
Во многих отраслях промышленности используются колонны с произвольной насадкой, и они имеют решающее значение для многих процессов.Если вам нужен столбец с произвольной упаковкой, важно знать, что нужно для создания столбца, наиболее подходящего для ваших нужд. Вы также должны понимать, что такое упакованные столбцы, почему они используются и как они работают, прежде чем вы сделаете заказ или создадите свой собственный столбец с произвольной упаковкой.
Помимо того, что вы знаете, как работает колонка с произвольной набивкой, и ее преимущества, вы также должны знать основные процедуры проектирования, которым компания должна следовать, чтобы получить наилучшую возможную производительность.
Что такое насадочная колонка?
Вы можете спросить себя: «Что такое упакованная колонка?» Насадочная колонна — это труба или полая труба, заполненная мелкими частицами и насадочными материалами.Вы можете думать о них как о сосудах высокого давления, в окончательный проект которых входит уплотненная секция. Обычно они имеют цилиндрическую форму и короче капиллярных колонок. Поскольку они заполнены материалами, в колонне наблюдается более высокий перепад давления.
Эти колонны используются в основном для жидкостно-жидкостной экстракции, абсорбции газа и дистилляции. В отличие от тарельчатой колонны, где контакт газа и жидкости является ступенчатым, контакт газа и жидкости насадочной колонны является непрерывным. В этой конструкции жидкость будет стекать по колонне и проходить через упаковочный материал.Пока жидкость течет вниз, пар или газ поднимаются по столбу противотоком. Иногда в газопоглощающих колоннах используется прямоточный поток.
Эффективность насадочной колонны часто зависит от правильного распределения газа и жидкости в насадочном слое. Таким образом, конструкция колонны с набивным слоем должна учитывать это правильное распределение.
Использование насадочных колонн
Насадочные колонны используются в химической и пищевой промышленности, а также в охране окружающей среды.Они также обычно используются на тепловых электростанциях для утилизации тепла дымовых газов, удаления SO ₂ и очистки воды. Их роль в перерабатывающей промышленности довольно велика, поскольку на процессы разделения насадочных колонн приходится от 40% до 70% капитальных и эксплуатационных затрат отрасли.
В дополнение к их способности разделения, насадочные колонны также могут управлять направлением теплопередачи между жидкостью и газом. Эта способность передавать тепло делает их ценными для многих компаний.С точки зрения термодинамического преимущества, они являются лучшими аппаратами для процессов передачи, включающих массу и тепло в газовой и жидкой фазах.
Преимущества насадочных колонн
Насадочные колонны до сих пор широко используются для различных целей благодаря многочисленным преимуществам насадочных колонн. Благодаря их доступности и низкому давлению до их способности поместиться в небольших помещениях и их пригодности для систем вспенивания, они являются отличным выбором для многих компаний в самых разных отраслях промышленности.
Ниже приведены некоторые из основных преимуществ насадочных колонн:
Рентабельность: По сравнению с эквивалентной тарельчатой колонной, насадочная колонна обычно дешевле при работе с агрессивными жидкостями. Эта доступность делает насадочные колонны привлекательными для многих компаний.
Идеально для систем вспенивания: Благодаря своей конструкции насадочные колонны лучше всего подходят для работы с системами вспенивания по сравнению с другими вариантами.
Подходит для колонн малого диаметра: Пластины часто могут быть дорогими и сложными для установки в колонны меньшего диаметра.Если у вас колонна меньше 0,6 метра, насадочные колонны — отличный вариант, поскольку они могут поместиться в местах с меньшим пространством.
Более низкая задержка жидкости: Насадочные колонны будут иметь более низкую задержку жидкости, чем тарельчатые колонны. Это нижнее расположение особенно полезно, если вы имеете дело с легковоспламеняющимися или токсичными жидкостями. Поскольку для безопасности необходимо хранить потенциально опасные жидкости в небольших количествах, идеальным является меньшее удержание жидкости в насадочной колонне.
Пониженный перепад давления: Обычно тарельчатые колонны имеют более высокие перепады давления, чем насадочные колонны.Если вам нужно более стабильное давление в ваших колонках, насадочная колонка — отличный выбор.
Компоненты насадочной колонны
Насадочная колонна обычно состоит из насосно-компрессорных труб и насадок с другими материалами, обеспечивающими плавное течение газа и жидкости. Трубка будет содержать большую часть материалов, так как газ и жидкость будут проходить друг через друга, находясь внутри сосуда. Ниже вы можете найти список основных компонентов насадочной колонны:
Емкость: Емкость или башня — это часть насадочной колонны, в которой находятся остальные компоненты.Обычно они имеют цилиндрическую форму и сделаны из стали. В зависимости от их применения на сосуд будет нанесено покрытие для предотвращения коррозии и других потенциально вредных воздействий.
Упаковка: В насадочной колонне насадка способствует тесному контакту между абсорбентом жидкости и молекулами целевого загрязнителя.
Система распределения спрея: Система распределения спрея для насадочной колонны используется для равномерного распределения жидкого абсорбента по верхней части насадки.
Резервуар: Обычно резервуар находится внизу башни. Он используется как колодец для помпы.
Насос: Насос сосуда предназначен для забора жидкого абсорбента и подачи его в систему распыления.
Воздуходувка: Воздуходувка нагнетает поток газа вверх от его источника через набивку.
Опорный пол: Опорный пол имеет решающее значение для нескольких функций насадочной колонны. Он позволяет жидкому абсорбенту стекать из насадки колонны и действует как впускное устройство, которое помогает поступающим газам равномерно подавать на дно насадочной колонны.Он также регулярно используется для создания пространства для удержания набивки над резервуаром, что помогает входящему входящему газу распространяться по поперечному сечению башни.
Демистер: Демистер предотвращает выход капель влаги из градирни вместе с потоком газа.
В насадочной колонне жидкий абсорбент перекачивается в систему распределения брызг из резервуара колонны. Этот абсорбент затем равномерно распыляется по верхней поверхности упаковочного материала.После распыления жидкий абсорбент просачивается через набивку.
Одновременно прокачивается газовый поток снизу насадки и вверх через нее. Когда газ и жидкость встречаются, жидкость растворяет вещества в газе, избавляясь от них, прежде чем газ продолжит свой восходящий поток к точке выхода наверху башни. Демистер также улавливает излишки влаги, задерживая молекулы до того, как они покинут колонку.
Какие упаковочные материалы используются для насадочных колонн?
Одна из самых важных частей насадочной колонки — это материал, которым вы ее заполняете.Чтобы получить более четкое представление о том, что входит в насадочные колонны, рассмотрим наиболее распространенные материалы, используемые для упаковки:
Керамика: Керамика обеспечивает исключительную коррозионную стойкость при использовании при более высоких температурах. Кроме того, он обеспечивает превосходную смачиваемость, гарантируя постоянный контакт жидкости с керамикой.
Пластик: Пластик — распространенный упаковочный материал, поскольку он один из самых доступных и обладает хорошей прочностью. При низком расходе жидкости у пластика есть обратная сторона, поскольку он может иметь плохую смачиваемость.
Металл: Если вы ищете большую прочность и смачиваемость, металл — отличный вариант для упаковочных материалов.
Процедуры проектирования насадочной колонны
После того, как вы выбрали насадочную колонку для своего использования, вам все равно нужно принять несколько решений, чтобы конструкция насадочной колонки наилучшим образом соответствовала вашим потребностям. Учитывайте тип, высоту и ширину столбца при создании столбца с произвольной упаковкой в соответствии с уникальными требованиями вашей компании:
Выбор размера и типа упаковки
Насадочные колонны могут быть изготовлены либо с беспорядочно сброшенной насадкой, либо с частями уложенных друг на друга или расположенных друг на друга насадочных материалов.Два основных типа насадки включают случайную насадку и структурированную насадку.
Случайная набивка относится к набивке колонны различной геометрической формы. Попав в башню, случайно расположенные фигуры ориентируются сами по себе без определенного направления. Структурированная упаковка относится к размещению гофрированных листов и гофрированных слоев, которые уложены внутри колонны. Каждый слой этих материалов будет размещен под углом от 70 до 90 градусов к слоям, находящимся под ним.Хотя структурированная упаковка имеет свое применение, в этой статье мы будем придерживаться случайной упаковки.
Если вы хотите создать столбец с произвольной упаковкой, вам нужно будет выбрать случайную упаковку. У этого метода есть несколько преимуществ, благодаря которым его выбирают компании по всей стране. Это очень экономично, но при этом обеспечивает высокое качество. Он также имеет более высокую эффективность, чем другие технологии, более высокий массообмен и улучшенную площадь контакта. Если вы выполняете задания по разделению, вам часто следует выбирать случайную упаковку.
Вы выбираете размеры упаковки в зависимости от размера судна. Перегрузка колонны может привести к плохому распределению жидкости. Некоторые из рекомендуемых диапазонов размеров для столбца с произвольной упаковкой включают:
Колонна диаметром менее 1 фута должна иметь размер набивки не более 1 дюйма.
Диаметр колонны от 1 до 3 футов будет иметь размер насадки от 1 до 1,5 дюймов.
Для колонки диаметром более 3 футов потребуется размер насадки от 2 до 3 дюймов.
Определение высоты колонны
Высота упаковки равна высоте единиц переноса, умноженной на количество единиц переноса. Вы можете определить высоту насадки с помощью анализа массопереноса или анализа стадии равновесия. Узнайте больше о том, как использовать любой из этих анализов, ниже:
1. Анализ стадии равновесия
Когда вместо тарелок используется случайная насадка, такое же обогащение пара будет происходить на определенной высоте упаковочных материалов, и эта высота называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (HETP).
Определение HETP помогает вам определить правильную высоту насадки, необходимую для абсорбционной колонны и дистилляционной колонны, чтобы гарантировать такое же изменение состава в паровой или жидкой фазе, как у одной теоретической тарелки. Вы найдете эти значения HETP для каждого типа упаковки.
2. Анализ массопереноса
При анализе массопереноса высота уплотненного слоя равна высоте передаточного устройства, умноженной на количество передаточных единиц, которое вы получаете путем численного интегрирования.При использовании этого метода уравнение часто обозначается как Z = HTU x NTU.
Определение диаметра колонны
Диаметр колонки относится к вместимости насадочной колонны. Он определяется путем определения площади поперечного сечения насадочной колонны. Чтобы вычислить диаметр и площадь поперечного сечения колонны для требуемого падения давления, используйте обобщенную корреляцию падения давления.
Важно понимать диаметр вашей колонки, поскольку вы хотите, чтобы ваша колонка с произвольной набивкой работала при максимальном экономичном падении давления.Это падение давления обеспечивает правильное распределение газа и жидкости. В колонне с произвольной набивкой обычно лучше, чтобы перепад давления никогда не превышал 80 миллиметров воды на метр высоты насадки. Это распределение будет поддерживать скорость газа примерно на 80% от скорости затопления.
Выбор и проектирование внутренних элементов колонны
Если вам интересно, как создавать столбцы с произвольной упаковкой, вы также должны знать, как выбирать и проектировать их внутренние функции.В зависимости от потребностей вашей колонки, ваша конструкция колонны с произвольной набивкой будет включать в себя различные функции, чтобы вы могли получить от них требуемую производительность. Некоторые из внутренних характеристик колонн, на которые следует обратить внимание при проектировании насадочной колонны, включают:
Опора сальника: Обычно опора сальника имеет вид опорной плиты. Опора сальника имеет решающее значение для удержания веса влажной насадки колонны, позволяя при этом свободно течь жидкости и газу.Существует несколько различных типов опорных пластин, но одна из лучших конструкций — это когда впускные отверстия для газа расположены над уровнями слоя, откуда из него вытекает жидкость.
Распределители жидкости: Другой важной внутренней особенностью является наличие распределителей жидкости. Эти части обеспечат равномерное распределение жидкости по колонне. В колоннах меньшего диаметра часто можно обойтись центральной открытой подающей трубой или трубой с распылительной насадкой. Однако для колонок большего размера вам потребуются более сложные распределители жидкости.
Распределители жидкости: Также необходимо выбрать распределители жидкости. Эти перераспределители собирают лишнюю жидкость со стенок колонны и равномерно распыляют ее по набивке. Они также следят за тем, чтобы равномерно распределить жидкость внутри упаковки. Часто можно встретить перераспределители жидкости, которые сочетают свою базовую функцию с поддержкой упаковки. При поиске одного из них необходимо убедиться, что он не ограничивает поток газа, так как это может вызвать локальное затопление.
Прижимные пластины: Во время пульсации или когда колонна достигает высоких скоростей газа, верхний слой насадки может быть псевдоожижен. В этом случае керамическая набивка может разрушиться и забить набивку, а пластик и металл могут вылететь из колонны с произвольной набивкой. Прижимная пластина предотвратит псевдоожижение за счет утяжеления набивки. Убедитесь, что выбранный вами вариант не ограничивает поток жидкости и газа, но достаточно мал, чтобы вместить уплотнение.
Выберите MACH Engineering для ваших случайных потребностей в упаковке
Если вам необходимо использовать колонны с произвольной набивкой для вашего бизнеса, выберите инжиниринговую компанию, которая предоставит вам продукцию с насадочной колонной, которая поможет вам создать идеальную конструкцию колонны с насадочным слоем.Как компания, мы гордимся тем, что предоставляем нашим партнерам большой выбор нестандартных и частично нестандартных продуктов.
Просмотрите наш инвентарь градирни, чтобы помочь вам увеличить пропускную способность, не платя непомерно высоких цен и не жертвуя эффективностью. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем вам помочь.
Колонка
: Производство газа в США будет значительно увеличено в 2022 году: Kemp
Заснеженные перегрузочные линии видны на терминале сжиженного природного газа (СПГ) Dominion Cove Point в Ласби, штат Мэриленд, 18 марта 2014 года.REUTERS / Gary Cameron
ЛОНДОН, 10 сентября (Рейтер) — Американские газовые трейдеры ожидают значительного увеличения добычи в следующем году, поскольку отрасль реагирует на повышение цен увеличением объемов бурения, что должно обеспечить более изобилие запасов вовремя для зима 2022/23.
В результате фьючерсные цены на поставки в Henry Hub в Луизиане в январе 2023 года в настоящее время торгуются примерно на 1,15 доллара за миллион британских тепловых единиц ниже цен на поставки в январе 2022 года.
Годовой календарный спред Henry Hub торгуется в контанго примерно на три — четверти времени, что отражает высокую стоимость хранения газообразного товара с низкой стоимостью по отношению к объему, поэтому текущая бэквордация необычна.
В настоящее время спред находится в 98-м процентиле для всех торговых дней с начала 2007 г., что указывает на то, что этой зимой ожидается исключительно ограниченное предложение, прежде чем оно значительно улучшится в следующем году.
Во время первой фазы эпидемии ежемесячная добыча сухого газа в США упала до 75 миллиардов кубометров в июне 2020 года по сравнению с рекордными 85 миллиардами кубометров в декабре 2019 года.
Количество буровых установок, ориентированных на преимущественно газоносные пласты. по данным компании по оказанию полевых услуг Baker Hughes, упала до менее 70 с более чем 130 за аналогичный период.
Однако с тех пор наблюдается медленный, но устойчивый рост объемов бурения и добычи в ответ на восстановление цен на газ (https://tmsnrt.rs/3DXSWMu).
Фьючерсы на ближайшие месяцы выросли до более чем 5 долларов США за миллион британских тепловых единиц, самого высокого уровня за более чем семь лет, по сравнению с минимумом менее 1,50 доллара США в июне 2020 года.
К июню этого года производство уже было извлечены до 79 миллиардов кубометров, а количество действующих буровых установок к началу сентября увеличилось до чуть более 100.
В следующие несколько месяцев более высокие цены вернут на рынок газа еще больше буровых установок, что приведет к увеличению добычи со второго квартала, особенно с третьего квартала 2022 года.
Повышение добычи также поддержит рост экспорта в следующем году в Европу и Азию, где дефицит еще более серьезен, что будет способствовать улучшению поставок газа во всем мире.
Тем временем, однако, цены должны вырасти достаточно высоко, чтобы ограничить потребление, в основном за счет поощрения производителей электроэнергии к тому, чтобы этой зимой использовать газовые генерирующие агрегаты на меньшее количество часов, вместо этого вернувшись к угольным агрегатам.