GC-2014 ECD & PDD ตอนที่ ๑๔ ตำแหน่งพีค N2O MO Memoir : Monday 30 January 2555

เราเริ่มต้นด้วยการหาพีค NO แต่ดันได้พีค N₂O แทน ก็ถือว่าไม่เสียเที่ยวซะทีเดียว

ในสัปดาห์ที่แล้ว สาว สาว สาว (สาวน้อยหน้าบาน สาวน้อยร้อยแปดสิบเซนต์ และสาวน้อยผิวเข้ม) ช่วยกันทดสอบเครื่อง GC-2014 ECD & PDD เพื่อทดลองดูว่าคอลัมน์ที่ใช้หา NH₃ นั้นสามารถนำมาใช้หา NO ได้หรือไม่ โดยได้ตั้งภาวะการทำงานของเครื่องเป็นดังนี้ (ผมไปจดมาเมื่อเช้าวันเสาร์ ระหว่างที่เครื่องอยู่ในสถานะ standby)

Injector temperature 62ºC

(อุณหภูมินี้ไม่ใช่อุณหภูมิที่ตัววาล์วฉีดตัวอย่าง เพราะที่ตัววาล์วฉีดตัวอย่างไม่มี heating block ให้ความร้อน แต่เป็นอุณหภูมิที่ Injection port ที่อยู่ทางด้านบนของเครื่อง ซึ่งเครื่องของเราไม่ได้ต่อคอลัมน์เข้ากับ injection port นี้ และเราก็ไม่ได้ทำการตั้งค่าอุณหภูมิที่ injection port นี้ด้วย สาเหตุที่มันมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้องน่าจะเป็นเพราะรับความร้อนที่มาจาก oven)

 Column temperature 120ºC

Detector temperature 200ºC

Analysis time 30.0 min

Equilibrium time 2.0 min

Delay time 0.0 min

Subtract detector none

Sampling rate 80 msec

ACP1 pressure 40.0 kPa

ACP2 pressure 40.0 kPa

ACP3 pressure 50.0 kPa

ACP4 pressure 140.0 kPa

ACP5 pressure 0.0 kPa

ACP6 pressure 0.0 kPa

Left column flow 2.87 ml/min carrier gas type He

Right column flow 0.75 ml/min carrier gas typye He

วาล์ว 4 อยู่ในตำแหน่งให้แก๊สจาก วาล์ว 3 ไหลเข้า PDD ตลอดเวลา

วาล์ว 3 เปลี่ยนจากตำแหน่งเก็บตัวอย่างไปเป็นตำแหน่งฉีดตัวอย่างที่เวลา 0.01 นาที และคงไว้ที่ตำแหน่งดังกล่าวจนถึงเวลา 29.50 นาที จึงเปลี่ยนกลับคืนไปยังตำแหน่งเก็บตัวอย่าง

ขนาด sampling loop 0.5 m

การทดลองนั้นได้ทดลองวิเคราะห์แก๊ส N₂ 100% O₂ 100% N₂+O₂ NO in N₂ และ N₂O in N₂ ผลออกมาเป็นอย่างไรก็ลองดูตามรูปแต่ละรูปก็แล้วกัน

รูปที่ ๑ Chromatogram ที่ได้จากการวัด N₂ 100% (สีน้ำเงิน) และ O₂ 100% (สีแดง) ด้วย PDD

รูปที่ ๑ เป็นการเปรียบเทียบ chromatogram ที่ได้จากการวัด N₂ 100% และ O₂ 100% พีคแหลม ๆ ที่ปรากฏที่เวลาประมาณ 1.50 นาทีนั้นเป็นพีคที่เกิดจากการขยับวาล์ว 3 จากตำแหน่งเก็บตัวอย่างไปยังตำแหน่งฉีดตัวอย่าง ไนโตรเจนและออกซิเจนจะปรากฏหลังจากผ่านไปแล้วประมาณ 8 นาที โดยปรากฏเป็นพีคขนาดใหญ่ลากหางยาวไปจนสิ้นสุดการเก็บข้อมูล

รูปที่ ๒ ส่วนขยายของ Chromatogram บริเวณกรอบสี่เหลี่ยมที่แสดงในรูปที่ ๑

รูปที่ ๒ เป็นภาพขยายบริเวณกรอบสี่เหลี่ยมสีเขียวในรูปที่ ๑ สัญญาณที่ปรากฏในช่วงเวลา 1.25-1.75 นาทีเกิดจากการเปลี่ยนตำแหน่งของวาล์ว 3 พึงสังเกตว่าในช่วงเวลา 1.8-2.4 นาทีนั้นไม่มีสัญญาณใด ๆ

รูปที่ ๓ Chromatogram ของแก๊สผสมระหว่าง N₂ และ O₂ (ไม่ทราบสัดส่วน)

รูปที่ ๓ นี้เป็น chromatogram ที่ได้จากการฉีดแก๊สผสมระหว่างไนโตรเจนและออกซิเจน (ไม่ทราบสัดส่วน) รูปนี้แสดงให้เห็นว่าคอลัมน์ที่เราใช้แยก NH₃ นั้นไม่สามารถแยก N₂ และ O₂ ออกจากกันได้

รูปที่ ๔ Chromatogram ของการฉีดแก๊สผสม NO 10000 ppm ใน N₂ และ N₂O 1000 ppm ใน N₂

หลังจากที่ระบุตำแหน่งพีคไนโตรเจนและออกซิเจนได้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการระบุตำแหน่งพีค NO โดยได้ทดลองฉีดแก๊สผสม NO 10000 ppm ใน N₂ เข้าไป เมื่อนำ chromatogram ที่ได้ไปขยายบริเวณ 0-5 นาทีก็พบว่ามีพีคเกิดขึ้นเพิ่มเติม 3 พีคดังแสดงในรูปที่ ๕

ที่ผมสงสัยอยู่ก็คือทำไมพีค N₂ (ซึ่งมี N₂ 99% กับ NO 1%) ตรงเวลาประมาณ 9 นาทีในรูปที่ ๔ มันสูงกว่าพีค N₂ 100% ในรูปที่ ๑ ตรงนี้ไม่รู้เป็นเพราะว่าฝีมือคนฉีดหรือว่าพีค NO ออกมาเวลาเดียวกันกับ N₂ แต่ให้การตอบสนองที่แรงกว่า

รูปที่ ๕ ภาพขยาย Chromatogram ในช่วง 5 นาทีแรกของการฉีดแก๊สผสม NO 10000 ppm ใน N₂ และ N₂O 1000 ppm ใน N₂

ในตอนแรกนั้นเราคิดว่าพีคที่ปรากฏตรงเวลาเกือบ 2 นาทีคือพีค NO แต่เมื่อทดสอบโดยการฉีด N₂O กลับพบว่าพีคที่ตำแหน่งตรงเวลาเกือบ 2 นาทีนั้นคือพีค N₂O และพีคขนาดเล็กทางด้านซ้ายและขวาของพีค N₂O คงเป็น impurity ที่ปนเปื้อนอยู่ในถังแก๊ส NO ซึ่งเมื่อตรวจสอบกับใบ certificate ที่มากับถังแก๊ส NO ก็พบว่ามีออกไซด์ตัวอื่นของไนโตรเจนปนเปื้อนอยู่ในระดับไม่เกิน 0.05% หรือไม่เกิน 500 ppm ซึ่งเมื่อเทียบพื้นที่พีคดังกล่าวกับพีค N₂O ที่ได้จากการฉีด N₂O 1000 ppm ก็ทำให้สรุปได้ว่าพีคนั้นไม่ใช่พีค NO แต่เป็นพีค N₂O

ผมเกรงว่าเราจะมีปัญหาตรงที่ NO อาจจะออกมาระหว่าง N₂ กับ O₂ ดังนั้นถ้าจะวัด NO ได้ก็ต้องใช้คอลัมน์ที่แยก N₂ กับ O₂ ออกจากกันได้ หรือไม่ก็ใช้ detector ที่มองเห็น NO แต่มองไม่เห็น N₂ กับ O₂

งานนี้คงต้องดำเนินกันต่อไป ช่วงนี้คงต้องหันไปทดลองหาพีค NH₃ ดูสักพัก