Гасна хроматографија како функционише, врсте, делови, примене



Тхе гасна хроматографија (ЦГ) је инструментална аналитичка техника која се користи за раздвајање и анализу компоненти смеше. Позната је и као гасно-течна партицијска хроматографија, која је, као што ће се видети касније, најприкладнија за ову технику..

У бројним областима научног живота, она је незамењив алат у лабораторијским истраживањима, јер је то микроскопска верзија дестилационог торња, способног да произведе резултате високог квалитета..

Као што име каже, користи гасове у развоју својих функција; тачније, они су мобилна фаза која вуче компоненте смеше.

Овај носећи гас, који је у већини случајева хелијум, пролази кроз унутрашњост хроматографске колоне, а истовремено завршава раздвајањем свих компоненти..

Остали транспортни гасови који се користе у ову сврху су азот, водоник, аргон и метан. Избор ових ће зависити од анализе и детектора спојеног на систем. У органској хемији, један од главних детектора је масени спектрофотометар (МС); према томе, техника добија номенклатуру ГЦ / МС.

Дакле, не само да су све компоненте смеше одвојене, већ је познато које су њихове молекуларне масе, а одатле, за њихову идентификацију и квантификацију..

Сви узорци садрже сопствене матрице, а пошто је хроматографија у стању да је "разјасни" за своју студију, била је од непроцењиве помоћи за унапређење и развој аналитичких метода. Поред тога, заједно са мултиваријантним алатима, његов опсег би могао да се подигне на неочекиване нивое.

Индек

  • 1 Како функционише гасна хроматографија?
    • 1.1 Раздвајање
    • 1.2 Детекција
  • 2 Типови
    • 2.1 ЦГС
    • 2.2 ЦГЛ
  • 3 Делови гасног хроматографа
    • 3.1 Колона
    • 3.2 Детектор
  • 4 Апплицатионс
  • 5 Референце

Како функционише гасна хроматографија?

Како ова техника функционише? Мобилна фаза, чија је максимална композиција гаса носача, вуче узорак унутар хроматографске колоне. Узорак течности треба да се испари, а да би се то осигурало, његове компоненте морају имати високе притиске паре.

Тако, носиви гас и гасовити узорак, испарљиви из оригиналне течне смеше, чине мобилну фазу. Али шта је стационарна фаза?

Одговор зависи од типа колоне у којој тим ради или захтева анализу; у ствари, ова стационарна фаза дефинише тип ЦГ који се разматра.

Раздвајање

У централној слици је на једноставан начин представљена операција раздвајања компоненти унутар колоне у ЦГ.

Молекули гаса носача су изостављени како не би били помешани са онима из испареног узорка. Свака боја одговара другом молекулу.

Стационарна фаза, иако изгледа као наранџасте сфере, заправо је танак филм течности који навлажи унутрашње зидове кичме.

Сваки молекул ће се растопити или ће дистрибуирати различито у наведеној течности; они који с њим највише комуницирају заостају, а они који то не раде брже.

Као резултат тога, долази до раздвајања молекула, као што се види са шареним тачкама. Тада се каже да су пурпурне тачке или молекули елуде прво, док ће плави изаћи последњи.

Други начин да се каже горе наведено је следеће: молекул који прво измиче има најкраће време задржавања (Т.)Р).

Дакле, можете идентификовати који су то молекули тако што директно упоредите њихове ТР. Ефикасност колоне је директно пропорционална његовој способности да раздвоји молекуле са сличним афинитетима за стационарну фазу.

Детецтион

Када се раздвајање заврши како је приказано на слици, тачке ће се избећи и детектовати. За то, детектор мора бити осетљив на поремећај или физичке или хемијске промене које ти молекули изазивају; и након тога ће одговорити сигналом који је појачан и представљен кроз хроматограм.

Тада се у хроматограмима где се сигнали, њихови облици и висине могу анализирати као функција времена. Пример живописних тачака мора да потиче четири сигнала: један за љубичасте молекуле, један за зелене, други за сенф и последњи сигнал, са вишим ТР, за плаве.

Претпоставимо да је колона недовољна и не може правилно одвојити молекуле боје плаве боје и сенфа. Шта би се десило? У овом случају не би се добило четири елутион бандс, али три, од задња два преклапају.

Ово се такође може десити ако се хроматографија изводи на превисокој температури. Зашто? Пошто је температура виша, бржа ће бити миграција гасовитих молекула, и мања је њихова растворљивост; и стога, његове интеракције са стационарном фазом.

Типови

У суштини постоје две врсте гасне хроматографије: ЦГС и ЦГЛ.

ЦГС

ЦГС је скраћеница за Гас-Солид Цхроматограпхи. Одликује се постојањем чврсте стационарне фазе умјесто текућине.

Чврста супстанца мора имати поре контролисаног пречника где се молекули задржавају док мигрирају низ колону. Ова чврста супстанца је обично молекуларна сита, као што су зеолити.

Користи се за врло специфичне молекуле, пошто се ЦГС обично суочава са неколико експерименталних компликација; као на пример, чврста материја може неповратно да задржи један од молекула, потпуно мењајући облик хроматограма и њихову аналитичку вредност.

ЦГЛ

ЦГЛ је гасно-течна хроматографија. Управо овај тип гасне хроматографије покрива велику већину примена и стога је најкориснији од ова два типа.

У ствари, ЦГЛ је синоним за гасну хроматографију, иако није прецизирано шта се разматра. Од сада ће се споменути само ова врста ЦГ.

Делови гасног хроматографа

Горња слика приказује поједностављени дијаграм делова гасног хроматографа. Треба напоменути да се притисак и проток струје транспортног гаса могу регулисати, као и температура пећи која загрева колону.

Из ове слике можете сажети ЦГ. Из цилиндра тече струја Хе, која у зависности од детектора, преусмерава део према њој, а други иде до ињектора.

У бризгаљку се ставља микросигура, којом се одмах ослобађа запремина узорка у реду μЛ (не постепено)..

Топлота пећи и ињектора мора бити довољно висока да одмах испари узорак; осим ако се директно убризгава гасни узорак.

Међутим, температура не може бити превисока, јер може испарити течност из колоне, која ради као стационарна фаза.

Колона је пакована као спирала, мада може бити и У-облика.Узор пролази целом дужином колоне, достиже детектор, чији се сигнали појачавају и добијају хроматограме.

Цолумн

На тржишту постоји бесконачност каталога са више опција за кроматографске колоне. Избор ових ће зависити од поларитета компоненти које треба раздвојити и анализирати; ако је узорак аполаран, тада ће бити изабрана колона са стационарном фазом која је најмање поларна.

Колоне могу бити од упакованог типа или капилара. Колона централне слике је капиларна, јер стационарна фаза покрива свој унутрашњи пречник, али не и све унутар ње.

У пакованој колони, сва њена унутрашњост је испуњена чврстом масом која је обично ватростална циглана прашина или дијатомејска земља.

Спољни материјал се састоји од бакра, нерђајућег челика или чак стакла или пластике. Свака од њих има своје карактеристике: начин употребе, дужину, компоненте које најбоље раздваја, оптималну радну температуру, унутрашњи пречник, проценат стационарне фазе адсорбоване на чврстом носачу итд..

Детектор

Ако су колона и пећ срце ЦГ (било ЦГС или ЦГЛ), детектор је ваш мозак. Ако детектор не ради, нема смисла раздвајати компоненте узорка, јер они неће знати шта су. Добар детектор мора бити осетљив на присуство аналита и реаговати на већину компоненти.

Једна од најчешће коришћених је топлотна проводљивост (ТЦД), која ће реаговати на све компоненте, али не са истом ефикасношћу као други детектори дизајнирани за одређени скуп аналита..

На пример, детектор пламене јонизације (ФИД) је намењен за узорке угљоводоника или других органских молекула.

Апплицатионс

-Гасни хроматограф не може недостајати у форензичкој или криминалистичкој лабораторији.

-У фармацеутској индустрији се користи као алат за анализу квалитета у тражењу нечистоћа у серијама произведених лијекова.

-Помаже у откривању и квантификовању узорака дроге, или омогућава анализу да провери да ли је спортиста допиран.

-Користи се за анализу количине халогенираних једињења у изворима воде. Исто тако, земљиште може одредити ниво контаминације пестицидима.

-Анализирати профил масних киселина узорака различитог порекла, било биљног или животињског.

-Претварајући биомолекуле у испарљиве деривате, они се могу проучавати овом техником. Тако се може проучавати садржај алкохола, масти, угљених хидрата, аминокиселина, ензима и нуклеинских киселина..

Референце

  1. Даи, Р., & Ундервоод, А. (1986). Куантитативе Аналитицал Цхемистри. Гасно-течна хроматографија. (Пети ед.). ПЕАРСОН Прентице Халл.
  2. Цареи Ф. (2008). Органиц Цхемистри (Шесто издање). Мц Грав Хилл, стр. 77-578.
  3. Скоог Д. А. & Вест Д. М. (1986). Инструментал Аналисис (Друго издање). Интерамерицан.
  4. Википедиа. (2018). Гасна хроматографија. Преузето са: ен.википедиа.орг
  5. Тхет К. & Воо Н. (30. јун 2018). Гасна хроматографија. Цхемистри ЛибреТектс. Преузето са: цхем.либретектс.орг
  6. Универзитет Схеффиелд Халлам. (с.ф.). Гасна хроматографија. Преузето са: теацхинг.сху.ац.ук