Криогенное концентрирование (улавливание)

Этот прием отбора проб используют в газовой хроматографии при анализе газов и низкокипящих соединений. Он заключается в вымораживании токсичных примесей при пропускании загрязненного воздуха через ловушку с сорбентом или инертным материалом (стекловолокно, стеклянные шарики) при температурах значительно ниже, чем температура кипения анализируемых примесей. Воздух проходит ловушку не удерживаясь. Примеси собираются (конденсируются) в ловушке. Затем ловушку нагревают, и примеси загрязнителей потоком газа-носителя вытесняются в хроматографическую колонку.

Иногда вымораживание сочетают с ИК-спектроскопией, например,
концентрируют примеси из воздуха на охлаждаемой жидким азотом
пластинке из KBr или NaCI. Затем пластинку помещают в ИК-
спектрометр. Особенно эффективен криогенный способ улавливания в
газовой хроматографии, позволяющей определять приоритетные

загрязнения воздуха на уровне ppb – ppt.

Степень обогащения пробы определяемыми компонентами может достигать 100-1000 раз и более. Улавливанию мешает влага, она также конденсируется.

Криогенное концентрирование проводят в криогенных ловушках, которые охлаждают с использованием различных охлаждающих смесей. Так, для углеводородов С₁-С₃, фреонов в качестве хладоагентов используют жидкие воздух (–147ºС) или азот (–185ºС).

Прием вымораживания примесей эффективен в анализе полярных, неустойчивых и реакционно способных соединений. Если в ловушке дополнительно есть сорбент, то глубокого охлаждения не требуется, вполне достаточно использовать «сухой лед» (твердая углекислота).

Недостатком криогенного концентрирования является конденсация в ловушке воды, что уменьшает адсорбционную емкость сорбента. Кроме того, вода может растворять адсорбированные примеси и изменять состав пробы. Влагу предварительно удаляют с использованием различных осушителей.