Podstawy%20chromatografi%20gazowej%20Cz II Terminy i definicje, WIiTCh PK, Chemia analityczna
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Chemia Analityczna
Chromatografia
Tłumaczyła: inż. Karolina Hierasimczyk
Korekta:
dr hab. inż. Waldemar Wardencki, prof. nadzw. PG
prof. dr hab. inż. Jacek Namieśnik
Część II
Terminy i definicje.
Katedra Chemii Analitycznej
Wydział Chemiczny
Politechnika Gdańska
2002
1
SPIS TREŚCI
Wprowadzenie
1. Co to jest chromatografia?
1.1. Proces chromatograficzny
1.2. Podział metod chromatograficznych
1.3. Co to jest chromatografia gazowa?
2. Terminy i definicje
.........................................................................................................II/2
2.1. Czas retencji (t
R
) .........................................................................................................II/3
2.2. Współczynnik retencji (k) ............................................................................................II/3
2.3. Indeks retencji (I) ......................................................................................................II/12
2.4. Współczynnik rozdzielenia .......................................................................................II/14
2.5. Teoretyczna liczba półek (N) lub sprawność kolumny .............................................II/14
2.6. Rozdzielczość (R
S
) ....................................................................................................II/17
2.7. Stosunek faz (β) .........................................................................................................II/21
3. Kolumny kapilarne do chromatografii gazowej
3.1. Fazy stacjonarne
3.1.1. Polisiloksany
3.1.2. Glikole polietylenowe
4. Gazy nośne
5. Dozowniki
5.1. Dozowniki wykorzystujące odparowanie
5.2. Dyskryminacja związków dozowanych
5.3. Opłukiwanie membrany
5.4. Dozowanie na kolumnę typu „
Megabore
”
5.5. Dozowniki z dzieleniem strumienia gazu (
split
)
5.6. Dozownik bez podziału strumienia gazu
6. Detektory w GC
6.1. Detektor cieplno-przewodnościowy (TCD)
6.2. Detektor płomieniowo – jonizacyjny (FID)
6.3. Detektor wychwytu elektronów (ECD)
6.4. Detektor azotowo fosforowy (NPD)
6.5. Detektor płomieniowo – fotometryczny (FPD)
6.6. Detektor fotojonizacyjny (PID)
6.7. Spektrometr mas (MS)
7. Analiza ilościowa
2
2. Terminy i definicje
2.1. Czas retencji (t
R
)
Czas retencji (t
R
) jest to czas, w którym substancja przechodzi przez kolumnę. Czas retencji
przypisany jest pikowi odpowiadającemu danej substancji. Czas zatrzymania składnika jest
miarą ilości czasu jaki substancja rozpuszczona spędza w kolumnie. Jest sumą czasu
spędzonego w fazie stacjonarnej i w fazie ruchomej.
Czas retencji nie zatrzymywanego związku
Czas retencji substancji nie zatrzymywanej lub czas martwy (t
M
lub t
O
) to czas w jakim nie
zatrzymywany związek przechodzi przez kolumnę. Nie zatrzymane cząsteczki substancji
rozpuszczonej nie oddziałują z fazą stacjonarną, lecz przemieszczają się w dół kolumny z tą
samą szybkością z jaką przemieszcza się strumień gazu nośnego. Jest to równoważne z
czasem jaki związek spędza w fazie ruchomej. Czas martwy piku otrzymany jest poprzez
dozowanie substancji nie zatrzymywanych i określeniu ich czasu retencji.
2.2. Współczynnik retencji (k)
Współczynnik retencji (k) jest inną miarą retencji. Jest to stosunek
ilości czasu jaki substancja rozpuszczona spędza w fazie stacjonarnej i
ruchomej (gaz nośny).
3
Obliczony jest za pomocą równania 1. Współczynnik retencji wcześniej nazywany był
współczynnikiem podziału lub współczynnikiem pojemnościowym. Ponieważ wszystkie
substancje rozpuszczone spędzają tę samą ilość czasu w fazie ruchomej, współczynnik
retencji jest miarą retencji przez fazę stacjonarną. Jest pomiarem względnym i ma charakter
liniowy. Na przykład, substancja o k = 6 jest podwójnie tak zatrzymana przez fazę stacjonarną
(nie przez kolumnę) jak substancja o k = 3. Współczynnik retencji nie dostarcza wszystkich
informacji o zatrzymaniu składnika; dostarcza informacje o względnej retencji. Dla nie
zatrzymywanej substancji k = 0.
Współczynnik retencji (k)
k = (t
R
– t
M
) / t
M
= t’
R
/ t
M
(1)
t
R
= czas retencji
t’
R
= redukowany czas retencji
t
M
= czas retencji związku nie zatrzymywanego
KSZTAŁT PIKU
Dyfuzja jest powszechnie obserwowanym zjawiskiem. Jakakolwiek część niezwiązanych
cząsteczek będzie dążyć do rozproszenia w zajmowanej objętości. Jeżeli tak się dzieje to
następuje spadek ich stężenia i wzrasta ich entropia. Dlatego spełnione jest jedynie drugie
prawo termodynamiki. Mówiąc o dyfuzji, często myśli się o cząsteczkach poruszających się z
obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Takie założenie, z góry przyjmuje,
iż cząsteczki są ‘świadome’ obszarów o wysokim i niskim stężeniu. W rzeczywistości dyfuzja
odbywa się we wszystkich kierunkach ponieważ ruchy cząsteczek są przypadkowe.
Ostatecznie jednak, obszar o niższym stężeniu cząsteczek zostanie w nie wzbogacony a
obszar o wyższym stężeniu ulegnie zubożeniu. Więcej cząsteczek popłynie z obszaru o
wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu, i nastąpi ogólne wyrównanie poziomu
stężenia.
Na początku profile substancji rozpuszczonej mają kształt symetrycznych pików, profile
stężenia jednak ulegają w czasie zmianom i przybierają odpowiednie kształty:
4
IZOTERMA SORPCJI
Ilość poszczególnej substancji zasorbowanej przez fazę stacjonarną zależy od stężenia w fazie
ruchomej. Stosunek pomiędzy ilością zasorbowaną a stężeniem w fazie ruchomej, przy stałej
temperaturze, nazywany jest izotermą sorpcji.
Sorpcja jest ogólnym pojęciem obejmującym kilka mechanizmów, takich jak, proces
adsorpcji (np. oddziaływanie pomiędzy cząsteczkami substancji rozpuszczonej a
powierzchnią ciała stałego), podział (rozcieńczenie cząsteczek substancji rozpuszczonej w
cieczy), wymianę jonową (wymiana jonów substancji rozpuszczonej z jonami w fazie
stacjonarnej) i wykluczanie (ograniczenie dyfuzji cząsteczek substancji rozpuszczonej
poprzez porowatą fazę stacjonarną).
Izoterma sorpcji i kształt piku
Poniższe rysunki przedstawiają przebieg izotermy gdy stosunek pomiędzy stężeniem badanej
substancji w fazie stacjonarnej (Cs) i stężeniem substancji rozpuszczonej w fazie ruchomej
(Cm) jest liniowy. Stosunek
Cs / Cm
określa nachylenie krzywej.
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]