2013-10-11-c-tehnici-cromatografice-ppt
Post on 15-Oct-2015
218 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
110. Tehnici cromatografice
METODE DE CHIMIE ANALITICA APLICATE IN CERCETAREA CRIMINALISTICA
MASTER: CRIMINALISTICAANUL UNIVERSITAR 2012-2013
SEMESTRUL II
Conf. Dr. Cecilia ARSENE/ Conf. Dr. Romeo Iulian OLARIUFACULTATEA DE CHIMIELABORATORUL DE CHIMIE ANALITICA
-
2z botanistul rus Mikhail Semanovich Tswett -printele cromatografiei, prin studiul fenomenului de adsorbie n coloane cu umplutur, dezvoltat n jurul anilor 1900
z pe o coloan mpachetat, cercettorulsepara extracte din pigmenii frunzelor, precum clorofila i xantofil spiriloxantina
z separa carotenul (zon galben roie),xantofilul (zon galben) (carotinoida oxigenat la C40) i clorofila (zon verde) pe o coloan umplut cu inulin (C6H10O5-H2O, o polizaharid solubil, alctuit din grupri fructoz, ce apare n diferite plante ca rezerv de hran)
z foloseste ligroin ca solvent (un amestec de hidrocarburi cu p.f. 70-120 C)
z cromatografie (grecescul chroma pentru culoare i graphein pentru scriere)
Aspecte generale
Mikhail Semanovich Tswett, (18721919), parintele
cromatografiei
-
z pas important nregistrat n 1931 cnd Kuhn (laureat al premiului Nobel n 1938) i Lederer au separat n scop preparativ carotenul din morcovi(morcovi roii) n dou hidrocarburi alfa i beta caroten (C40H56), prin adsorbie pe coloane umplute cu oxid de aluminiu
z n aceeai perioad, Winterstein separa pe o coloan cu umplutur de CaCO3 (cu diametru de 7 cm) dou xantofile, violaxantina (pigment xantofilic de culoare portocalie care protejeaz plantele de eventualele distrugeri foto-oxidative) i luteina (carotenoid natural cu aciune antioxidant)
3
Aspecte generale
alfa-caroten
beta-caroten
violaxantinaluteina
-
4Aspecte generalez 1903 Tswett: Fenomenul de adsorbie n coloan cu umplutur
z 1931 Kuhn, Lederer, Winterstein: Primele separri semnificative din punct de vedere preparativ
z 1937 Tiselius: Electroforeza soluiilor libere ntr-un tub
z 1938 Izmailov, Shraiber: Cromatografia n strat subire (TLC)
z 1941 Martin, Synge: Cromatografia de partitie/repartiie (liquid chromatography, LC)
z 1944 Consden, Gordon, Martin: Cromatografia pe hrtie (planar chromatography, PC)
z 1949 Spedding, Tompkins: Cromatografie de schimb ionic (ionic exchange chromatography, IEC)
z 1952 James, Martin: Cromatografia de gaze (gas chromatography, GC)
z 1957 Galay: Cromatografia de gaze cu coloane capilare (CGC)
z 1959 Parath, Fladin: Gel cromatografia - gel filtrarea
z 1966 Piel: Cromatografia de lichide de nalt performan (high performance (pressure) liquid chromatography, HPLC)
z 1969 Klesper: Cromatografia de fluide supercritice (supercritical fluid chromatography, SFC)
z 1981 Nakagawa: Cromatografia electrocinetic
-
5Aspecte generale
z In 1952, A.J.P. Martin si R.L.M. Synge au primit premiul Nobel pentru
cercetrile lor in descoperirea cromatografiei de partiie
z Synge spunea
z While still at school I heard tell of the science of biochemistry,
which should draw together two aspects of nature into a common
study. I had long been fascinated by living things (particularlly the
wilde plants) and more recently by chemistry.
-
6Aspecte generale
Clasificare general Metoda specific Faza staionar Tipul de echilibru Lichid-lichid sau partiie Lichid adsorbit pe un
solid Partiie/repartiie/distribu ie ntre lichide nemiscibile
Faz cu lichid legat Specii organice legate la o suprafa solid
Partiie/repartiie/distribu ie ntre lichid i suprafaa legat
Lichid solid sau adsorbie
Solid Adsorb ie
Schimb ionic Rini schimbtoare de ioni
Schimb ionic
Cromatografia de lichide (faza mobil lichid)
Excluziunea mrimii Lichid n interstiiile unui polimer solid
Partiie/repartiie/distribu ie
Gaz lichid Lichid adsorbit pe un solid
Partiie/repartiie/distribu ie ntre gaz i lichid
Faz cu gaz legat Specii organice legate la o suprafa solid
Partiie/repartiie/distribu ie ntre lichid i suprafaa legat
Cromatografie de gaz (faza mobil gaz)
Gaz solid Solid Adsorb ie Cromatografia cu fluide supercritice
Specii organice legate la o suprafa solid
Partiie/repartiie/distribu ie ntre f luidul supercritic i suprafaa legat
Clasificare funcie de natura fazelor implicate n procesele cromatografice
-
77
Distributia solutului (analitului) ntre dou faze
Faza I (mobila)
Faza I (stationara)
analit
analit
Distribuia analitului ntre fazeleaflate n contact.
z Distribuia solutului (analitului) ntre faze -concept de baz n cromatografie
z Dezvoltarea conceptelor termodinamice care guverneaz separarea cromatografic are la baz folosirea noiunilor dez faz staionar (sa fie sub form de solid
sau gel)
z faz mobil (s fie lichid)
z Existenta celei de-a treia faze care contineANALITUL (SOLUT)
z Inceperea procesului de partitie/distributiea analitului intre fazele mobila si stationara
-
Procesul de distributie a solutului/analitului
Fazamobila
(u)
Spre detectoruAuB
AB
InjectieA + B
Elutia solutilortr,A < tr,B
Solutul i (A sau B) se distribuie intre faze
iS
iM Faza mobila
Faza stationara8
u - viteza liniara a fazei mobile
-
9Coeficient de distribuie (partiie/repartiie) notat KD
Distributia solutului (analitului) ntre dou faze
MSD CCK =CS denot concentraiile solutului n faza staionar
CM concentraiile solutului n faza mobil
La distribuia solutului determinat pe criterii statistice KD are intotdeauna valoare unitar
Procesul este nsoit (biased) de procesele chimice suplimentare ale celor dou faze i, din acest motiv, KD este diferit de valoare 1
Pentru sistemele n care solutul are afinitate mare pentru faza staionar, KD poate avea valori mari (KD >1)
Pentru sistemele n care solutul prefer faza mobil, KD ia valori foarte mici (KD < 1))
-
10
Separarea cromatografic a solutului (analitului)
Echilibrul - timpul mediu petrecut de o molecul de solut n una din cele dou faze
Analiii A i B, caracterizai de KDA < KDB, analitul A fa de B va petrece o fracie mai mic a timpului n faza staionar
Ambii analii elueaz din coloan i funcie de viteza de deplasare din fazastaionar se pot obine separri pariale sau picuri suprapuse
A B
Timp sau VolumD
Faza mobila
Zona pentru B
Zona pentru A
Separarea cromatografic a dou specii A i B. KDB > KDA i de aceea B esteeluat cu ntrziere fa de A.
-
1111
Tipuri de izoterme si forma picurilor n cromatografie
Procesul de separare cromatografic - echilibre interfazice sucesive
Valorile lui KD - estimate cu uurin atunci cnd se cunosccoeficienii de activitate pentru un domeniu larg de concentraii al analitului n ambele faze
Idealitatea atribuita din izotermele de distribuie valabile
Izotermele de distribuie caracterizeaz procesul de separare i descriumodul n care coeficientul de distribuie KD (CS/CM) variaz la echilibru
-
12
Izoterma - funcia care raporteaz concentraiile unui sistemmulticomponent ntre dou faze la temperatur constant
Tipuri de izoterme si forma picurilor n cromatografie
Concentratia in faza mobila
A
B
C
Tipuri de izoterme pentrudistribuia unei specii ntre dou
faze.
z comportarea ideal liniara (coloanacromatografic strbtut cu o vitezindependent de concentraia analitului in celedoua faze; KD = 1)
z izoterme neliniare de tip convex sau concav(constanta de distribuie depinde de concentraia solutului n faza mobil)
z izotermele neliniare convexe: viteza de strbatere a coloanei mai mare la concentraiimici (KD > 1)
z izotermele neliniare concave: viteza este maimic la concentraii mici (KD < 1)
-
13
La eluia unui amestec de componeni ce prezint mobiliti cromatografice apropiate i izoterme de distribuie curbe (convexe) apar dificulti comparativ cu un amestec ce prezint izoterme liniare
Dificulti:- dispersie mai mare a zonelor cromatografice- suprapunerea parial a zonelor- lrgirea exagerat a benzilor (anvelopare)
Tipuri de izoterme si forma picurilor n cromatografie
A B
Distanta Distanta
C
Distanta
Picuri distorsionate. Profilul concentraiei unui analit de-a lungul coloanei funcie de distana parcurs de la intarea n coloan. A, profil pentru KD constant. B, profil pentru izoterma de tip B. C, profil pentru
izoterma de tip C.
-
14
z Lire sau largirea picurilor - proces inevitabil n cromatografie
z De nedorit atunci cnd se are n vedere separarea unor picuri multiple
z Picurile oblice sunt nedorite
z Cu ct izoterma este mai convex (concav), cu att efectul va fi mai pronunat imai duntor
z Examinarea picurilor dintr-o cromatogram reliefeaz similariti cu o curb de distribuie Gaussian
Distribuia benzilor cromatografice. Lrgirea benzilor cromatografice
Cmax
w1/2
20,607Cmax0,5Cmax
w
Diverse metode de a determina deviaia standard din curba Gaussiana: w1/2=2,354; w=4.
-
15
Informaii ce se pot obine dintr-o cromatogram
z Parametrii cantitativiz nlimea picului (h)z aria picului cromatografic (A) iar
z Parametrii calitativiz timpii de retenie (tR = L/v unde L este lungimea coloanei i v este viteza de eluie a
unui component)z volumele de retenie
z Timpul mort, tM, este timpul necesar eluentului sau unui component nereinut de faza staionar s ajung la detector
z Timpul de reinere, tR, reprezint timpul necesar componenilor s ajung la detector
00 Timp
tR
tM
W
Profilul unei cromatograme obinut prin reprezentarea grafic a dependenei semnalului nregistrat funcie de timpul
de nregistrare a cromatogrameiw latimea picului la baza
-
16
Informaii ce se pot obine dintr-o cromatogram
z Ali parametri specifici separrilor cromatografice includ eficiena i selectivitatea coloanelor cromatografice care se determin n funcie de:
z N numrul talerelor teoreticez H - nlimea unui taler teoreticz factorul de selectivitate
z N, H sunt mrimi caracteristice dispersiei zonelor cromatografice
z N = L/Hz H are semnificaia unei lungimi din coloan, pe care
se realizeaz echilibrul complet al componenilor n cele dou faze
z Estimarea lui H se poate face din:z teoria talerelor teoretice: H = L/N
z din teoria cinetic:
A, B, C constante u viteza liniar de deplasare a fazei mobile sau
eluentului A contribuia difuziei turbulente (Eddy difussion) B contribuia difuziei moleculare longitudinale C contribuia transferului de mas ntre faze
L
H
Tratarea ipotetic a unei coloane.
uCu
BAH ++=
-
z Coeficientul de partiie
z Timpul de reteniez parametrul calitativ care red timpul necesar dup efectuarea injeciei
pentru ca picul analitului s ajung la detector (tR)z Timpul mort (aferent noiunii de void volume)
z timpul necesar speciilor nereinute de coloan s ajung la detector (tM)z Viteza liniar medie v (deplasarea analitilor)
z Viteza liniar medie u (deplasarea moleculelor fazei mobile)
z L - lungimea coloanei17
Overview pentru parametrii cu care se opereaz
stationara fazamobila faza AA
M
SD
CCK =
RtLv =
MtLu =
-
18
z Factorul de capacitate kAz parametru important folosit pentru descrierea vitezelor de migrare a analiilor
prin coloanz funcie de tipul cromatografiei implicate, de adsorbie, de schimb ionic, de
excluziune steric, factorul a fost denumit coeficient de adsorbie, de distribuie ionic, respectiv de difuziune.
z pentru o specie oarecare A, factorul de capacitate kA definit prin relaia:
z factor de capacitate mare indic o reinere mai puternic n coloan a unuicomponent
z cuprini ntre 1 i 5
Overview pentru parametrii cu care se opereaz
M
SA'A
VVKk =
'Ak1
1uv +=
'AMR k1
1tL
tL
+= MMR'
At
ttk =
MSMMSSSSMM
MM
V/KV11u
VC/VC11u
VCVCVCuv +=+=+=
k = 1k = 0
-
19
Overview pentru parametrii cu care se opereaz
z Factorul de separare (selectivitate) z descrie diferenele ce apar ntre vitezele de migrare specifice componenilorz trebuie s fie ntotdeauna mai mare dect 1z este definit prin raportul dintre coeficientul de partiie dintre componenta mai
puternic reinut (B) i coeficientul de partiie pentru specia mai puin reinutsau mai rapid eluat (A)
A
BKK
=
'A
'B
kk =
M
SA'A
VVKk =
M
MR'A
tttk =
MR(A)
MR(B)
tttt
=
-
20
Rezoluia (R)
z termenul cel mai adesea utilizatpentru a descrie calitatea separriicromatografice
z furnizeaz o msur cantitativ a capacitii sale de a separa doi analii
z V1 si V2 sunt volumele de eluentfolosite pentru eluia a doi analiiadiaceni
z w1 si w2 sunt limile picurilor la baz, determinate prin trasarea tangentelorla punctele de inflexiune ale picurilor(Z = tR2 tR1)
( ) ( )21
RR
21
12
ww
tt2
wwVV2
R 12+=+
=
( ) ( )[ ]BA
ARBR
BABAS
WWtt2
WWZ2
/2W/2WZR +
=+=+=
W2W1
V2
V1
Rezoluia la separarea a doi analii printr-o coloan cromatografic.
Overview pentru parametrii cu care se opereaz
-
21
Rezolutie si eficienta in separarile cromatografice
Picurile sunt rezolvate in totalitate atunci cand nu se suprapunEficienta este o masura a capacitatii coloanei de a rezolva intre doua picuri
Eficienta scazutaRezolutie slaba
Eficienta crescutaRezolutie buna
-
Rezolutie si suprapunerea picurilor
RezolutieRs 1.5
Rezolutii 0.8 sunt necesare pentru a obtine arii de incredere ale picurilorcromatografice
( ) ( )( )0.5
R B
R
R A
A B
tR
t tw w
sw
= +
=
22
-
Migrarea solutilor si largirea benzilor
Odata cu migrarea solutilor prin coloana are loc separarea intervine efectul de largire a benzilor cromatografice
Daca efectul de largire este marcant, este posibil ca separarea sa nu aiba loc.De aceea, efectul de largire trebuie minimizat.
23
-
Eficienta coloanei sau inaltimea unui taler, HDispersia pe unitatea de lungime
2
HL=
Inaltimea unui taler
Pentru a minimiza efectul de largire minimizarea dispersiei () minimizarea lui H
Dispersare: Imprastiere.Deviatia standard () este o masura a dispersiei
Proba in Detector
Umplutura
Distanta migrata
Profilul analitului la sfarsitul coloanei
N
u
m
a
r
m
o
l
e
c
u
l
e
24
-
Calculul numarului de talere si a inaltimii unui taler
2
16 rtNw
= LHN
=
tr si w trebuie sa aiba aceleasi unitati (timp sau distanta)
Punct de inflexiune
25
-
26
z Teoria talerelorz Teoria cineticz Eficiena coloanelor cromatografice crete odat cu
creterea numrului talerelor i odat cu scderea nlimii talerului
z Eficiena, n termeni de numr de talere, poate varia de la cteva sute la cteva sute de mii, n timp ce, nlimea unui taler poate varia de la cteva zeci la o mie m, sau chiar dimensiuni mai mici.
Teorii care guverneaza separarile cromatografice
-
27
z Nu reprezint o teorie cromatografic propriu-zisz Este mai mult o adaptare analogic pentru procesul cromatograficz A fost dezvoltat de ctre Martin si Synge
z Sistemul anterior prezentat include o serie de talere pe parcursul crora coninutul fazei mobile din talerul 0 este transferat n talerul 1, ulterior 2, n timp ce coninutul corespunztor fazei staionare rmne stabil. Se poate considera o molecul care se afl n talerul 0. Dup echilibrare, faza mobil din talerul 0 este transferat n talerul 1 cu o probabilitate p. n alte cuvinte, se poate spune c un transfer va permite deplasarea moleculei printr-un numr de p talere astfel nct, numrul etapei (M) n care molecula se afl cu cea mai mare probabilitate dup un numr de r transferuri va fi dat de relaia M = rp. Pentru un numr mare de molecule, talerul M este talerul n care concentraia moleculelor va fi maxim.
z Limitari ale teoriei talerelor:z are capacitate redus de a prezice valori realez poate oferi o relaie de legtur credibil ntre lrgimea benzii i lungimea acesteiaz nu poate furniza o modalitate de prezicere a mrimii dispersieiz nu pot fi prezise efectele modificrii unor variabile cum ar fi debitul sau dimensiunea particulei, ntruct
nu se ine cont de aceti factori
z Avantaj - simplitatea abordrii
Teoria talerelor
0 1 2 3 n
faza mobila
faza stationara
-
28
Teoria cinetic i variabile cinetice care afecteaz lrgirea benzilor
z Cauze care conduc la largirea benzilor:z echilibrul de distribuie al solutului ntre faze nu se stabilete instantaneu n toate punctele
coloaneiz apar modificri n structura solidelor din faza staionar datorit diferenelor dintre faza
mobil i faza staionarz curgerea fazei mobil are loc n mod ntmpltor prin canale de lungimi diferite i direcii
diferite antrennd moleculele de solut cu viteze diferite (proprii cromatogramelor ideale)z faza staionar solid reine o parte din faza mobil care rmne fixat n micropori,
participnd n final la procesul de separarez distribuia fazei staionare lichide sub form de filme neuniforme n jurul granulelor de
suport (solid inert)z Eficiena unei coloane cromatografice poate fi aproximat de expresiaz H = B/u + Csu +CMu (ecuaia lui Van Deemter)z Eficiena coloanei controlata prin:
z diametrul particulelor umpluturiiz diametrul coloanei
Viteza liniara a fazei mobile, u, cm s-1
H
CSu
CMu
B/u
Contribuiile coeficienilor transferului de mas la nlimea talerelor, H.
-
Tipuri de cromatografii dupa natura fazelor mobila si stationara
1. Cromatografia lichid-lichid
2. Cromatografia lichid-solid
3. Cromatografia gaz-lichid/gaz-solid
CroCromatmatogrografafiaia
29
-
Cromatografia lichid-lichid
Faza stationara: lichidFaza mobila: lichid
Tehnici:1. Cromatografia pe hartie
30
CroCromatmatogrografafiaia
-
Cromatografia solid-lichid
Faza stationara: solidFaza mobila: lichid
Tehnici:1. Cromatografia pe coloana
2. Cromatografia in strat subtire (TLC)
3. Cromatografia secventiala pe coloana
4. Cromatografia de lichide de inalta performanta (HPLC)
31
CroCromatmatogrografafiaia
-
Cromatografia gaz-lichidCromatografia gaz-lichid
Faza stationara: lichid/solidFaza mobila: gaz
Tehnici:1. Cromatografia de gaze
32
CroCromatmatogrografafiaia
-
AdsorbentiAdsorbenti utilizatiutilizati in in cromatografiecromatografie
z Actiunea selectiva a unui adsorbent se datoreaza atractiilorintermoleculare de tipul:
z fortelor Van der Waals
z atractiilor dipol-dipol
z legaturilor de hidrogen
z interactiilor de coordinare
z formarii de saruri
33
CroCromatmatogrografafiaia
-
Interacii intre moleculele analitului i fazele mobil i staionar
Interacii Van der Waals
Legturi de hidrogen
Legturi de hidrogen
Interacii dipol-dipol
34
CroCromatmatogrografafiaia
-
z Legtura covalent (formare de saruri)z reprezint cea mai puternic interacie molecular (200-800 kJ/mol)z este de dorit ca aceasta s nu intervin n procesele cromatografice deoarece poate
conduce la absorbii ireversibile
z Interaciile ionicez interactiile dintre doi ioni de sarcin opus prezint de asemenea o trie crescut (40-400
kJ/mol)
z Interactiuni tip dipol-dipol sau dipol-dipol indusz sunt interactii slabe cu raz medie de aciune
z Forele Van der Waalsz caracterizate ca interaciuni de raz redus ntre dipoli permaneni sau indui ntr-o alt
molecul alturat, dar i fore dispersive ntre moleculele neutre
Interacii intre moleculele analitului i fazele mobil i staionar
35
CroCromatmatogrografafiaia
-
Adsorbenti uzuali folositi in cromatografia pe coloana
Cresterea puteriide adsorbtie
pentru molecule polare
AluminaCarbune activatSilicat de magneziuSilica gelCarbonati anorganiciCeluloza, sucroza
In general, 20-30 g de adsorbent pe gram de probaInaltimea coloanei ar trebui sa fie de cel putin 10 ori diametrul sau
36
CroCromatmatogrografafiaia
-
Cel mai des utilizate solide:
Silica gel sau acid silicic SiO2xH2OAlumina Al2O3xH2O
O AlO
OC O
R
R+
+-
O AlO
OH
RO+
+-
dipol-dipol legaturi de H
37
RO
SiO
SiO
SiO
R
OH OH OH
R RR
CroCromatmatogrografafiaia
-
O AlO
ONR H2
--
-+
interactii de coordinare
O AlO
O
H+
RCOO-
formare de saruri
Taria interactiilor pe silice sau alumina:
formare de saruri > legaturi de H > dipol-dipol > Van der Waals
38
CroCromatmatogrografafiaia
-
Ordinea de elutie asteptata a claselor de compusi organici
39
Numele clasei Formula generala
alcanialcheneeterihidrocarburi halogenate
RHR2C CR2R2ORX
hidrocarburi aromatice
CH3
, etc
aldehide si cetone
esteri RCORalcooli ROHamine RNH2, R2NH, R3N
acizi carboxilici RCOH
RCH O and R2C O
O
O
rapid
crestereapolaritatii
lent
CroCromatmatogrografafiaia
-
Solventii utilizati in separarile cromatografice
zz SolventiiSolventii suntsunt compusicompusi organiciorganicizz ActiuneaActiunea unuiunui solvent, solvent, sausau a a uneiunei seriiserii de de solventisolventi, , poatepoate fifi
utilizatautilizata pentrupentru a a realizarealiza o o separaresepararezz PolaritateaPolaritatea solventuluisolventului nunu trebuietrebuie modificatamodificata rapidrapid
40
CroCromatmatogrografafiaia
-
Solventi utilizati in cromatografia pe coloana
41
Nume Structura
alcani (eter de petrolhexan)benzen C6H6toluen C6H5CH3hidrocarburi halogenate CH2Cl2, CHCl3(diclorometan, cloroform)dietil eter (CH3CH2)2O
etil acetat CH3COCH2CH3acetona (CH3)2Calcooli CH3OH,CH3CH2OH
acid acetic CH3 COH
O
O
O
crestepolaritatea
CroCromatmatogrografafiaia
-
Cromatografia pe hartie
Cromatografia in strat subtire
CromatografiaCromatografia planaraplanara
42
-
4343
Cromatografia pe hrtie (paper chromatography, PC)
z bazata pe distribuirea/repartizarea difereniat a componeniloramestecului de separat ntre dou faze
z una staionar lichid (apa sau un alt electrolit fixat pe hrtia cromatografic)
z o faz mobil care poate fi un solvent organic sau un amestec de solveni
z folosit la separarea coloranilor, separarea aminoacizilor i peptidelor, analiza hidrailor de C, studiul diverselor substane organice (acizi grai), etc
z funcia de separare/distributie, in cazul repartiiei solutului ntre dou faze lichide, devine echivalent cu coeficientul de distribuie dat de raportul
M
S
C
CD =
-
44
Funcie de sensul de migrare a fazei mobile de-a lungul fazei staionare
z cromatografia descendent faza mobil migreaz n sensul forelor de gravitaie
z cromatografia ascendent faza mobil migreaz prin fore capilare n sens inversforei de gravitaie
z cromatografia radial, circular sau pe discuri faza mobil migreaz din centruldiscului de hrtie de filtru n direcie radial
Funcie de numrul de coordonate fa de care se face separarea
z cromatografie unidimensional (migrare pe o singur direcie folosind un solvent s-au amestec de solveni unici)
z cromatografie bidimensional (migrarea se realizeaz pe dou direcii, n acelaiamestec de solventi n ambele direcii sau, mai performant, n amestecuri diferite se solveni pentru fiecare direcie)
Cromatografia pe hrtie
-
45
z principalul material folosit este hrtia cromatografic
z poate fi o hrtie de filtru obinuit sau o hrtie de filtru cu o serie de caracteristici de puritate, porozitate, granulaie, omogenitate, rezistenmic, stabilitate mare
z in general hrtia cromatografic coninez o cantitate mic de grupe carboxilice care determin o ncrcare negativ a
celulozei n soluii apoase i eventuale proprieti de schimb de ioni
z substane lipofile care pot stnjeni determinarea substanelor cu Rf ridicat
z ioni de Mg2+, Co2+, Cu2+, Fe3+ n proporiile 0,04 0,07 % ceea ce conduce la o serie de erori n separare
Cromatografia pe hrtie
45
OH
CH2OH
OH
H OH
H
H
O
m
celuloza
OH
CH2OCOCH3
OH
H OH
H
H
O
m
celuloza monoacetat
-
Una dintre cele mai populare metode de analiza
Avantaje
1. Usor de utilizat
2. Gama larga de aplicatii la un numar mare de probe
3. Sensibilitate ridicata
4. Viteza la separare
5. Cost relativ scazut
Tehnica analitica calitativa utila in:
1. Verificarea puritatii unui compus
2. Determinarea numarului de componenti dintr-un amestec
3. Identificarea solventului potrivit pentru cromatografie
4. Verificarea initiala a identitatii unui compus necunoscut
Cromatografia in strat subtire
46
-
z are drept scop separarea i concentrarea cantitilor mici de substandin amestecuri complexe
z bazele tehniciii TLC au fost puse de Izmailov i Schreider (1939) care au folosit extracte de plante medicinale, iar ca suport Al2O3
z zece ani mai trziu Mainhard i Hall au folosit aceast tehnic pentrusepararea unor ioni anorganici folosind ca adsorbant alumina, ca liantamidonul iar ca suport solid lamele de microscop
z mai trziu Kelles (1951) folosete ca suport silicagelul, iar ca liant ipsosul
47
Cromatografia n strat subire
-
Condiii pentru adsorbent:
z s nu reacioneze cu substana de separat, cu solvenii sau cu reactivii folosiipentru vizualizarea spoturilor
z s fie rezisteni la temperaturi nalte
z s aib o suprafa activ i specific
z s aib o granulaie ct mai fin i un numr mare de pori cu diametru mic icontrolat (de aceeai dimensiune).
Adsorbeni
z geluri de silice cum ar fi silicagel G care este un silicagel cu liant (ipsos), silicagel cu indicator de fluorescen
z adsorbeni anorganici de tipul aluminei (Al2O3)
48
Adorbeni folosii n TLC
-
SILICAGELULz adsorbentul cu cea mai larg utilizare (caracter
polar, slab acid)z este produsul de policondensare a cidului orto-silicic
49
Adorbeni folosii n TLC
Si
OH
OSi
OH
SiO
Si
O
a) legturi siloxanice obinute prin dehidroxilarea unei anumite cantiti din
aceste grupri.
Si
O
OSi
O
H HO
H H
b) grupe silanolice hidratate ce pot apare ntr-o anumit proporie chiar dup uscare. Se
prefer aceast form pentru compuii
polari deoarece are suprafa de contact
mare.
Si OH Si O- + H+
Si
OH
O Si
OH
SiH3C
CH3
CH3
HN Si
CH3
CH3
CH3
+ Si
O
O Si
O
Si SiH3C
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C
Si
O
O Si
OSi
H3C CH3
Si
OH
O
O
O
Si+
-
-
-
+
-
ALUMINA
z caracter bazic si mult mai reactiva decat silica gelul
z dup natura gruprilor funcionale superficiale pe care le prezint alumina existtrei tipuri de faze staionare pe baza de alumina
50
Adorbeni folosii n TLC
Al
OH
Al
OH
O
a) Alumin acid
Al AlO
O
b) Alumin neutr obinut prin dehidroxilare
Al
O-Na+
Al
O-Na+
O
c) Alumin bazic
-
Deplasarea analitilor are loc sub actiunea fortelorcapilare.
Compusi distincti se deplaseaza cu viteze diferite, functie de fortele intermoleculare dintre analit sifaza stationara de silica gel si component si fazamobila.
Faza stationara este SiO2 si este foarte polara.
Este capabila de interactii puternice dipol-dipol and legaturi donor-acceptor de H cu analitii.
Analitii foarte polari interactioneaza mult mai puternic cu faza stationara si se deplaseaza foarte incet in directia vertical in sus de-a luncul placutei de TLC.
Faza mobila folosita este mai putin polara (nepolara) si este capabila sainteractioneze cu analitii prin forte London puternice, sau prin interactii dipol-dipol si legaturi de H.
Analitii nepolari interactioneaza slab cu silica gelul polar si mult mai puterniccu faza mobila si se deplaseaza pe o distanta mai mare de-a lungul placuteiTLC.
http://www.instructables.com/id/EW1YDCYF4REC0IU/
51
Interactii si mecanisme de actiune n TLC
-
Adsorbtia solutilor/analitilor
Intensitatea adsorbtiei compusilor creste cu cresterea polaritatii grupelorfunctionale, asa cum este aratat mai jos:
-CH=CH2, -X, -OR, -CHO, -CO2R, -NR2, -NH2, -OH, -CONR2, -CO2H.(slab adsorbiti) (puternic adsorbiti)
(nepolari) (mult mai polari)
Interactii si mecanisme de actiune n TLC
52
-
Puterea de elutie a fazei mobile ()Puterea de elutie este considerata a fi echivalenta cu polaritatea. Puterea de elutie a unui solvent depinde de forteleintermoleculare dintre solvent si analiti si dintre analiti si fazastationara.
Un solvent de elutie polar sau mai puternic polar va deplasa intr-ooarecare masura toti analitii fata de un solvent mai putin polar.De exemplu, puterea de elutie a hexanului este foarte scazuta; = 0.01.
puterea de elutie a acetatului de etil este ridicata; = 0.45puterea de elutie a etanolului este foarte ridicata; = 0.68
Interactii si mecanisme de actiune n TLC
53
-
Solvent MFMW
Bp (oC)Density (g/mL)
Hazards* Dipole Elution Stength
() Hexane CH3(CH2)4CH3
C6H14 86.17
68.7 0.659
Flammable Toxic
0.08 0.01
Toluene C6H5CH3
C7H8 92.13
110.6 0.867
Flammable Toxic
0.31 0.22
Diethyl ether CH3CH2OCH2CH3
C4H10O 74.12
34.6 0.713
Flammable Toxic, CNS Depressant
1.15 0.29
Dichloromethane CH2Cl2
CH2Cl2 84.94
39.8 1.326
Toxic, Irritant Cancer suspect
1.14 0.32
Ethyl Acetate CH3CO2CH2CH3
C4H8O2 88.10
77.1 0.901
Flammable Irritant
1.88 0.45
Acetone CH3COCH3
C3H6O 58.08
56.3 0.790
Flammable Irritant
2.69 0.43
Butanone CH3CH2COCH3
C4H8O 72.10
80.1 0.805
Flammable Irritant
2.76 0.39
1-Butanol CH3CH2CH2CH2OH
C4H10O 74.12
117.7 0.810
Flammable Irritant
1.75 0.47
Propanol CH3CH2CH2OH
C3H8O 60.09
82.3 0.785
Flammable Irritant
1.66 0.63
Ethanol CH3CH2OH
C2H6O 46.07
78.5 0.789
Flammable Irritant
1.70 0.68
Methanol CH3OH
CH4O 32.04
64.7 0.791
Flammable Toxic
1.7 0.73
Water HOH
H2O 18.02
100.0 0.998
1.87 >1
54
Proprietatile solventilor si puterea de elutie
-
Solventi
z Solventii se aleg functie de polaritatea compusilorz Slab polari
z Puternic polar
Eter de petrol
Ciclohexan
Toluen
Cloroform
Acetona
Etanol
Metanol
55
-
z Pentru separri se folosesc cromatoplaci activate (introducerea n etuv la o temperatur n jur de 100 oC, timp de 45 minute 1 or)
z Pentru localizarea spoturilor (vizualizare) dup realizarea separrii se pot folosi attreactivi anorganici ct i organici
z Metodele de localizare a spoturilor pot fi sistematizate n orice caz dup cum urmeaz:z folosirea caracteristicilor de luminiscen a analitului (fenomenul de fluorescen pentru
compui organici i fenomenul de fosforescen pentru compui anorganici)
z impregnarea stratului fazei staionare cu o substan indicatoare fluorescent (ca substaneindicatori se pot folosi derivaii de piren, fluoresceina, morina sau rodamina B)
z spray-ere cu un oxidant pouternic nespecific (HNO3, KMnO4, H2SO4). Apar spoturi negre la oxidarea compyilor organici
z spray-ere cu soluii de reactivi specifici (ninhidrina pentru a vizualiza gruparea NH2 conform reactiei de mai jos)
56
Dezvoltarea cromatogramei i detecia (localizarea) analiilor pe cromatoplac
C
C
O
O
C
OH
OH
ninhidrina
R-NH2
C
C
C
O
O
N
O
O
produs albastru colorat
Formarea produsului colorat n albastru din reacia dintre ninhidrin i gruprile
NH2.
-
Vizualizarea
z Metode destructive Pulverizarea placutei cu H2SO4, urmata de uscare la 110
C pentru 15-20 minute. Compusii vor fi distrusi dar toatespoturile vor fi vizibile
z Metode nedestructive datorita utilizarii luminii UV probele nu vor fi distruse. In orice caz, nu toatespoturile de pe placuta vor fi vizibile. Lungimi de unda lungi UV Lungimi de unda scurte UV Vizualizare semi-destructiva
57
-
Definiia i metodele de calcul pentru factorul Rf
58
A= distana parcurs de solut B= distana parcurs de solvent
BARf =
Figura 5.1: Principiul determinrii factorului Rf.
Rf factor de retardare/intarzaiere/retentie
-
Valorile specifice factorului Rf
z Valorile factorului Rf trebuie sa fie intre 0,0 si 1,0
z daca valoarea este peste 0,0 sau mai mica decat 1,0, se considera ca exista o greseala de calcul
z Daca valorile factorului Rf sunt mai mari de 0,8 sau mai micide 0,2 valorile sunt greu de interpretat, ceea ce poate conduce la erori
z Valorile optime pentru Rf trebuie sa fie intre 0,3 si 0,6
59
-
Aspecte de avut in vedere:1. Polaritatea fiecarui compus din amestec
Butil amina este polara; ciclohexanul este nepolar2. Polaritatea fazei stationare
Silica gel (sau alumina) este polar inseamna ca butil amina va interactionacu faza stationara mult mai puternic
3. Polaritatea fazei mobile - solventul: se determina ce solvent se foloseste
Si
OO +-
N
H
H-+
H2C
H2CCH2
CH2
CH2
H2C
Predictii:Ciclohexanul va elua primul/mai rapid prin faza stationaraButil amina va elua ultima/mai incet
Separarea unui amestec de butil amina siciclohexan pe o placuta TLC
60
Predictii la folosirea unei faze mobile nepolare:Ciclohexanul si butil amina vor fi transportate de faza mobilaCiclohexanul va elua primul/mai rapid prin faza stationaraButil amina va elua ultima/mai incet deoarece interactionaeaza si cu silica gelulpe masura ce se deplaseaza
-
placuta TLC (etichetata) cu probele incarcate
PREZICETI ORDINEA ELUTIEI ACESTOR
COMPUSI PE O PLACUTA De SILICAGEL FOLOSIND
CA ELUENT..
Separarea unui amestec de analgezice pe o placutaTLC
61
depth of mobile phase
Ac As C I
Aceaminophen spot
Aspirin spot
Caffeine spot
Ibuprofen spot
pencil mark 1 cmfrom bottom
Spotul aspirinei
Spotul acetaminofenului
Spotul cafeinei
Spotul ibuprofenului
Linia de baza la 1 cm de la partea inferioara
Nivelul fazei mobile
CO2H
O CH3
O
Aspirin
OH
HN
CH3
O
AcetaminophenCO2H
Ibuprofen
N
N N
N
O
O
CH3
CH3
H3C
Caffeine
Aspirina
Acetaminofen CafeinaIbuprofen
-
Pros si cons pentru TLC
PROSz Sensibilitateaz Vitezaz Costuri relativ scazute
CONSz Cantitati prea mici din probez Cantitati prea mari din probez Subiectiva
62
-
63
Cromatografia de lichide (faza mobila lichid, fazastationara solid)/clasificare dupa principiul de separarez Cromatografia de partiie/repartiie
z cromatografie de repartiie direct (cu faze normale clasic)z cromatografia de repartiie cu faze inversate metoda preferat n prezent
pe care se realizeaz cele mai numeroase separriz Cromatografia prin schimb ionic
z cromatografie de transfer cu schimb ionic clasic n procesul de baz din coloana cromatografic
z cromatografie prin perechi de ioni (substane ionice sau ionizabile) folosete faze staionare capabile s fixeze ioni de semn contrar (deriv din LC)
z Cromatografia de afinitatez afinitatea specific a unor molecule cu alte molecule fixate pe suport
z Cromatografia de excluziunez efectul indus de mrimea moleculelor, ceea ce nseamn c molecule de o
anumit dimensiune nu pot intra n porii unui sorbent utilizat i sunt excluin raport cu molecule de dimensiuni mai mici
Principiul separrii n cromatografia de adsorbie (a), de partiie (b), prin schimb
ionic (c), de excluziune (d) i prin electroforez (e). semnific un component mai puternic reinut.
-
Chromatografia de lichide pe coloana
Faza mobila
Faza mobila
Timp 1 2 3 4 5
Separare in acord cu: -masa moleculara/marime-sarcina-hidrofobicitate-afinitate
Proba continand analiti/soluti
64
-
65
Scopul cromatografiei de lichide de naltperforman
z Popularitatea metodei data dez sensibilitatez capacitatea de a fi adaptat
la determinri cantitativeacurate
z potrivit pentru separareaspeciilor nevolatile sauinstabile termic
z folosit n analiza amino acizilor, proteinelor, acizilornucleici, hidrocarburilor, carbohidrailor, medicamentelor, terpenelor, pesticidelor, antibioticelor, steroizilor, speciilor organo-metalice, i a unei varietimari de substaneanorganice
AdsorbtiePartitie
Schimb ionic
Partitienormala
Partitie cu fazeinversate
Permeatie prin gel Filtrare prin gel
Excluziune
102
103
104
105
106
Polari neionici
Nepolari Ionici
Insolubili in apa Solubili in apa
Cresterea polaritatii
Aplicaiile cromatografiei de lichide.
-
z Componentele unui cromatograf de lichidez Rezervor pentru mediul de eluie coninnd solventul pentru faza mobilz Coloana de separare n care materialul de umplutur este pstrat prin
intermediul unor fritez Sering sau valv de injecie pentru introducerea probeiz Colector de fraciuni prin intermediul cruia civa mL de eluat din coloan
sunt colectai automat
66
Instrumente folosite n cromatografia de lichide de nalt performan
Prezentarea schematica a unui cromatograf de lichide (HPLC) modern.
Rezervoare faz mobil
Valv partiionare
solvent Pomp
Detector
C
o
l
o
a
n
Pre-coloan
Amortizare pulsuri
Injector, tip 6 ci
-
Faza mobila in cromatografia de lichide
z conditii faza mobilaz vscozitate cobortz capacitate de dizolvare a
componenilorz inerie fizico chimic asupra
funcionrii coloanei i detectoruluiz alegerea fazei mobile se face n
concordan cu faza stationar, deoarece eluentul n LC nu reprezint un mediu inert precum gazul purtator din GC, depinznd de tipul interaciunilor componentelor separate cu faza staionar din coloan
z modalitati de operarez eluie isocratic (faza mobile de
concentratie constanta pe parcursulachizitiei unei cromatograme)
z eluia n gradient (faza mobila de concentratie variabila pe parcursulachizitiei unei cromatograme)
67
Timp
tip scara
concavliniar
convex
Forme de distribuie a gradientului pentruelueni combinai n regim binar din metanol
i ap.
-
68
Caracteristici faze mobile
Faze normale Solventi Index polaritate (P) Ecranare UV
(nm) Faze
inversate ciclohexan 0.04 210
n-hexan 0.1 210 tetraclorur de carbon 1.6 265
toluen 2.4 286 dietil eter 2.8 218
tetrahidrofuran 4.0 220 etanol 4.3 210
etil acetat 4.4 255 dioxan 4.8 215
metanol 5.1 210 acetonitril 5.8 190
apa 10.2
Tria relativa a celor mai comune faze mobile (monocomponente) utilizate n cromatografia de repartitie cu faze normale sau inversate.
-
69
z proprietile unei faze staionare sunt determinate de naturagruprilor alchil organo-silanice (R este o grupare funcional polar, atunci faza staionar va fi polar)
z faze staionare polare, cand R conine grupriz diol ((CH2)3OCH2CH(OH)CH2OH)z cian ((CH2)3C=N)z amino ((CH2)n NH2 cu n = 3 sau 4)z dimetil amino (-CH2)3N(CH3)2)z diamino (-(CH2)3NH(CH2)2NH2)
z fazele staionare nepolare folosesc cel mai des un organoclorosilanpentru care gruparea R este un lan de n-octil (C8) sau n-octildecil (C18)
z deoarece substratul de silice n soluii bazice poate suferi hidroliz, pH-ulfazei mobile trebuie s fie mai mic de 7,5
Faze stationare n cromatografia de lichide de nalt performan
scade polaritatea
-
70
z Silicagelul (SiO2) - materialul cel mai important utilizat ca fazstaionar n tehnica HPLC
z indiferent de form, granulaia trebuie s fie uniform (se elimin parteafin) - caracteristicile curgerii eluentului sunt mult mbuntite
z structur tridimensional cu o reea de baz, tridimensional, format din legturi Si-O-Si iar pe suprafaa porilor sau cea exterioar mai prezintgrupe silanol, Si-OH
Faze stationare n cromatografia de lichide de nalt performan
(a)
(b)
Aspectul granulelor de silicagel folosite frecvent la umplerea coloanelor n HPLC (a) i aspectul unei
granule sferice cu faz staionar chimic legat pe suprafaa suportului (b).
-
71
Faze stationare n cromatografia de lichide de nalt performan
z Coloanele monolit - realizate din aceleai materii prime ca i la silicagelulsferic
z coloana este format direct n tubul rigid (metalic), de unde i numelez se pot obine coloane cu performane superioare fa de cele umplute cu granule
z tipuri de grupe silanol superficialez I legatez II reactivez III libere
z in funcie de tehnologia de obinere difer i porozitatea intern, suprafaaspecific, rezistena la compresiune i polaritatea
(a) (b)
Aspectul coloanelor monolit (a) i principalele tipuri de grupri silanolice superficiale (b).
-
Cromatografia cu faze normale si faze inversate
z tipuri de cromatografii de lichide dupa modul de operare
z cromatografia de repartiie normal (faza direct) - fazastaionara polar, pentru o faz mobil nepolar
z cromatografie de repartiie cu faze inverse (faza indirecta) - folosirea unei faze staionare nepolar i a unei faze mobile polar
72
-
HO SiO
O
Cromatografia de lichide cu faza stationara de polaritate normala
Faza stationara din alumina sau silice prezinta locatiipolare care vor interactiona cu molecule polare
Cel mai polar.Mai putin polar
Componentii elueaza inordinea cresterii polaritatiiComponentii elueaza in
ordinea cresterii polaritatii
Grupa polara
silice
73
-
Si
Me
Me
O SiO
O
Mai puternic nepolar.Mai putin nepolar
Componentii elueaza inordinea scaderii polaritatiiComponentii elueaza in
ordinea scaderii polaritatii
faza C18silice
Cromatografia de lichide cu faza stationara de polaritate inversata
Daca faza stationara din alumina sau silice prezintalocatii polare blocate de grupari nepolare, acestea vorinteractiona foarte puternic cu molecule nepolare
74
-
z nu exist detectori care s fie universal aplicabili
z sistemul de detecie trebuie s fie foarte sensibil deoarececoloanele de separare performante au capaciti de ncrcare mici, iar volumul de prob redus (5-20 l), impune detectori cu volume adecvate pentru sesizarea continu a picului cromatografic
z tehnica derivatizarii se poate practica nainte de introducerea probein coloan, dar i dup ieirea componentelor separate din aceasta
Detectori utilizai n HPLC
75
-
Detectori spectrofotometrici n UV-VIS
76
z bazati pe tranzitiile electronice dintr-o molecula
z disponibilitatea compuilor separai cromatografic de a absorbi lumina pedomeniul lungimilor de und ale detectorului, n timp ce eluentul trebuie sfie practic transparent pe acelai domeniu spectral
z substanele organice, ce conin legturi duble (electroni ), respectiv au grefate funciuni organice cu electroni neparticipani, absorb lumina n UV-VIS
z hidrocarburile olefinice i aromatice
z derivaii tuturor hidrocarburilor cu diferite funciuni organice (=C=O, =C=S, -N-O, -N=N-, -NH2), enzime, acizi nucleici etc.
z celula de detecie - spectrofotometru miniatural cu un volum de 1-10 l, respectiv un diametru interior de 1 mm la o lungime a celulei de 10 mm fiind insensibil la micile variaii de debit i temperatur
z drumul optic variaz ntre 2 10 mm
z pentru msurtori n UV fereastra trebuie s fie din quartz
-
77Detector spectrofotometric specific sistemului HPLC.
Lentil
Celula de fluorescen
Lampa UV
Fotocelul
Lumina fluorescentLumina UV
Ieire
Intrare
Celula de fluorescen
Lampa UV
Fotocelul
Lumina fluorescentLumina UV
Ieire
Intrare
Celul prob
Fotocelule
Celul de referin
Lampa
Ferestre
Ferestre
Schema bloc a unui detector cu dou compartimente (stnga), i a unuia de fluorescen HPLC (dreapta).
Detectori spectrofotometrici n UV-VIS
-
78
Ali detectori LC specifici
78
Ali detectori utilizai n LC i limite de detecie i pentru detectorii menionai.
Detectori LC Limita de detectie*
LOD(state of art) (daca volumul injectat este
mai mic)
Caracteristici
Absorban 100 pg 1 ng 1 pg
Fluorimetrici 1 10 pg 10 fg Sensibilitate 10- 10 M Este necesara uneori
derivatizarea Indice de refracie 100 ng -1 g 10 ng Electrochimici 10 pg - 1 ng 100 fg
Sensibilitate 10- 10 M Compusi oxidabili sau
reductibili Spectrometria de masa (MS) 100 pg 1 ng 1 pg
Coloane capilare, pulverizare
FT-IR 1 g 100 ng Absorbiie IR
Difuzia luminii 10 g 500 ng Adecvati pentru macromolecule Activitate optica 1 ng Pentru substante optic active
Elemente selective 10 ng Doar pentru ioni sau compusi ionizabili Fotoionizare 1 pg 1ng
-
Standarde
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000
2-NP2,4-DNP4-NP3-NP2,5-DNPBlanc
amestec nitrofenoli
-10
0
10
20
30
40
50
-5 0 5 10 15 20 25
Aplicatii ale tehnicii HPLC
79
-
MediuFenoli in apele potabileIdentificarea difenhidraminei in probele de sedimenteBiomonitorizarea poluarii cu hidrocarburi aromatice policiclice in lacurile montane de la mare altitudineprin analiza fierii pestilorEstrogeni in apele de coastaToxicitatea tetraciclinei si a produsilor de degradare ai tetraciclinei asupra bacteriilorAtribuirea toxicitatii TNT asupra sedimentelorCriminalisticaCu un HPLC portabil la diferite petreceri identificarea si cuantificarea direct la locatie a drogurilorEcstasyIdentificarea steroizilor anabolici in ser, urina, transpiratie si parAnaliza criminalistica a colorantilor textiliDeterminarea cocainei si a metabolitilor in meconiuCuantificarea simultana a drogurilor psihoterapeutice in plasma umanaClinicCuantificarea DEET un urina umanaAnaliza antibioticelorExcretie urinara intensificata a aquaporin 2 la pacientii cu ciroza hepaticaDetectarea neuropeptidelor endogene in fluidele extracelulare din creierAlimente si aromatizantiAsigurarea consistentei si calitatii bauturilor racoritoareAnaliza dicetonelor vicinale in bereAnaliza zaharurilor in sucurile din fructeAnaliza hidrocsarburilor aromatice policiclice in legumele si fructele BrazilieneAnaliza urmelor de agenti chimici folositi in agriculturaStabilitatea aspratamului in prezenta glucozei si a vanilinei
Aplicatii ale tehnicii HPLC
80
-
81
Cromatografia ionica
z faza staionar - rin polimeric interlegat (divinil benzen interlegat cu polistiren) cu grupri funcionale ionice ataate covalent
Structuri ale stirenului, divinil-benzenului i un copolimer modificat de stiren-divinil-benzen pentru a fi folosit ca rin schimbtoare de ioni. Site-ul pentru schimb este de obicei n poziia para i nu este neaprat
necesar s fie legat la toate unitile de stiren. R- poate fi SO3-H+, COO-H+, -NH3+OH- sau N(CH3)3+OH-.
stiren divinil benzen
Locaie pentru schimb ionic Interlegtur
-
82
z materiale solide - derivai ai unor polimeri reticulai (poroi), obinui prinlegarea de catenele hidrocarbonate, ramificate, ale unor grupe funcionale
Schimbtorii de ioni ca faze stationare in cromatografia ionica
Tip Grupare funcional Exemple Schimbtori cationici puternic acizi Acid sulfonic -SO3-
-CH2CH2SO3- Schimbtori cationici slab acizi Acid carboxilic -COO-
-CH2COO- Schimbtori anionici puternic bazici Amine cuaternare -CH2N(CH3)3+
-CH2CH2N(CH2CH3)3+ Schimbtori anionici slab bazici Amine -NH3+
-CH2CH2NH(CH2CH3)2+
Tipuri de schimbtori de ioni.
-
83
z amestec de Na+ i K+ pe o coloana umplut cu un cationitz R-H + Na+ R-Na + H+z R-H + K+ R-K + H+
z eluent prin coloana, (HCl diluat), ionii H+ din acid, fiind n concentraiemai mare, vor deplasa ionii fixai, prin echilibre ionice similare spre o poriune inferioar iar acetia se vor putea fixa din nou, puin mai jos, pealte centre de schimb din coloan
z R-Na + H+ R-H + Na+z R-K + H+ R-H + K+
z repetarea procesului migrarea ionilor prin coloanz afinitatea sporita a gruprilor funcionale tip -SO3- pentru K+ fa de
Na+ migrarea diferentiata separarea ionilor
Mecanisme de separare
-
84
Detectori conductometrici de supresie
z detectorii conductometriciz sensibili la ioni anorganici sau organici inclusiv acizi organiciz specifici i suficient de sensibili (500 pg 1 ng)z sisteme caracterizate de sensibilitate ridicat, stabilitate, flexibilitate, acuratee
i reproductibilitate, i de capacitate mare de a furniza date de ncredere
z la ieirea din coloana cromatografic ionii nu pot fi detectai suficient de sensibil pecale conductometric n mod direct (concentraii coborte, coninui n eluentul format dintr-un electrolit cu o concentraie comparabil sau chiar mai mare)
z autosupresorul transforma eluentul (un acid sau o baz tare) n ap
z eluent acid (acidul clorhidric) coloana supresor umplut cu o rin schimbtoare de anioni cu formula general R-OH, caracterizat de capacitate de schimb mare
z coloana de separare redat ca RHz coloana de supresie redata ca ROH
z eluentul care conine acid clorhidric diluat de exemplu, la ieirea din coloana de separare va ptrunde n coloana supresor unde se va petrece reacia:
z R-OH + (H+ + Cl-) R-Cl + H2O
z srurile speciilor ionice de interes se transform n hidroxizii corespunztori:z R-OH + (Na+ + Cl-) R-Cl + (Na+ + OH-)z R-OH + (K+ + Cl-) R-Cl + (K+ + OH-)
-
85
Supresorul electrochimic
z procesul de schimb ionic n cromatografele moderne este acceleratprin electrodializ (s-a mrit viteza procesului i s-a micorat volumulmort; a crescut durata de funcionare a detectorului)
z trsturi care furnizeaz stabilitatea liniei de baz (se elimin influenacurentului indus de temperatur care este ntlnit la alte tipuri de detectoare)
z celula detectorului este localizat ntr-o incint special de reglare a temperaturii, care are rolul de a izola celula detectoruluide fluctuaiile externe de temperatur
z un schimbtor de cldur unic, nclzete faza mobil i probanainte ca acestea s ajung n celula detectorului
-
86
Supresorul electrochimicz sistemul de supresie cu autoregenerare, nlocuiete ionii de sodiu, Na+, (i ali cationi)
din eluent i i transport odat cu ionii hidroniu (H+ sau H3O+) din apa folosit ca regenerant
z ionii hidroniu se combin cu ionii hidroxid (OH-) rezultai din eluent i formeaz apa, care are o conductivitatea mult mai mic dect a hidroxidului de sodiu folosit ca eluent
z conductivitatea analitului este intensificat deoarece anionii analitului se asociaz cu ionii hidroniu care sunt mult mai conductivi
Reziduuri
H2O
HF, HCl, H2SO4, n H2O
NaF, NaCl, Na2SO4, n H2O
Coloana analitic
Sistem de supresie cu regenerare
Eluent (NaOH) Prob (F-, Cl-, SO42-
F-
Cl- SO4
2- S
Separare prin supresie
F-Cl-
SO42-
Separare fr supresie
Tim
S
T
Ionii interfereni
Reprezentarea schematic a procesului de mbuntirea a raportului semnal-zgomot
-
87
Supresorul electrochimic
Analit Na+OH- eluent
Anod -+
Membran schimbtoare de cationi
Membran schimbtoare de cationi
H2O H2O
Analit i H2O
H2O H2O
H+ + OH-=H2O
H2O i O2
H+ + O2
H+ Na+
OH-
Spre detector
H2 + OH-
Na+OH- i H2
Reziduuri Reziduuri Catod
Analit Na+OH- eluent Anod
Catod
- +
Membran schimbtoare de anioni
Membran schimbtoare de anioni
H2O H2O
Analit i H2O
H2O H2O
MSA-
H+MSA-i O2
H+ + O2
H+
OH-
Spre detector
H2 + OH-
H2O i H2
Reziduuri Reziduuri
H+ + OH-=H2O
MSA-H+
Autosupresia ntr-un sistem de supresie cu auto-regenerare anionic.
Autosupresia ntr-un sistem de supresie cu auto-regenerare cationic.
-
IC-Dionex-3000
88
Imagine de ansamblu
Sectiune pompa
Sectiune corpcoloana/detector/supresor
-
Solut 1Solut 1
Solut 2Solut 2
Faza staFaza staionarionar
Faza mobilFaza mobil
IC-Dionex-3000/identificarea i cuantificarea speciilor ionice F-, Cl-, Br-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, HCOO-, C2O42-, CH3-COO-, Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+
89
moleculele cu sarcina mare sunt mai puternic retinute de faza stationara, se deplaseaza mai incet princoloana si se elueaza maitarziumoleculele cu sarcina mediese chilibreaza intre fazastationara si faza mobila multmai usormoleculele cu sarcina mica sunt mai slab retinute de fazastationara, se deplaseaza mairapid prin coloana si se elueaza mai repede
-
z faza mobilaz anioni: 4,5 mM Na2CO3 i 1,4 mM NaHCO3z cationi: 6 mM acid metansulfonic (CH3SO3H)
z standarde primare (exemplu):z 7 anioni: F-, Cl-, Br-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-
z 6 cationi: Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+
z alte materialez ap ultra pur: 18,2 M.cm rezistivitatez ion cromatograf DIONEX ICS-3000
IC-Dionex-3000/identificarea i cuantificarea speciilor ionice F-, Cl-, Br-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, HCOO-, C2O42-, CH3-COO-, Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+
90
-
IC-Dionex-3000/identificarea i cuantificarea speciilor ionice F-, Cl-, Br-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, HCOO-, C2O42-, CH3-COO-, Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+
91
Exemple de cromatograme la analiza cationilor/anionilor
- anioni
- cationi
-
IC-Dionex-3000/identificarea i cuantificarea speciilor ionice F-, Cl-, Br-, NO3-, NO2-, SO42-, PO43-, HCOO-, C2O42-, CH3-COO-, Li+, Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+
92
Cromatograma cu efect de deformare
Cromatograma cu vizualizareapicurilor unor analiti in concentratii mici/sensibilitatescazuta a instrumentului
-
93
Cromatografia de gaze/Aspecte generale
z faza mobil nu interacioneaz cu moleculele analitului i funcia sa estedoar aceea de a transporta analitul prin coloan
z se ntlnescz cromatografie gaz-solid (gas-solid chromatography GSC)z cromatografie gaz-lichid (gas-liquid chromatography GLC)
z istoricz conceptul a fost enunat pentru prima dat n 1941 de ctre Martin i Syngez in 1955 a aprut primul aparat comercial i de atunci utilizarea acestei tehnici
a luat o amploare remarcabilz teoria GC capilara (1957) dezvoltata de Golayz instrumente GC capilare (1977)z coloane capilare din silice topita (1979)
z GSC este de folos pentru separarea speciilor care nu sunt reinute de coloanele gaz-lichid, precum componenii din aer, H2S, S2, NOx, CO, CO2 igazele rare
z se poate efectua att pe coloane umplute ct i coloane tubulare deschisez coloanele sunt denumite uneori coloane tubulare deschise cu strat poros
(porous layer open tubular column, PLOT column)
-
Comparatie: GC & HPLC
HPLC
z probe ne-volatile
z compusi termic instabili
z macromolecule
z probe anorganice si probe ionice
z interfata mult mai complexa la un spectrometru de masa
Cromatografia de gaze/Aspecte generale
GC
z probe volatile & termic stabile
z analiza rapida
z rezolutie buna
z interfata simpla la un spectrometrude masa
94
-
95
z compuii amestecului supus separrii pot fi att lichide ct i solide volatilez substanele de analizat se introduc n coloana de separare, la o
temperatur superioar celei de volatilizare, prin intermediul unui dispozitivde introducere a probei
Coloan
SeptumBloc injector Blocul detector
Faza mobil
Debit-metruControl debit
Regulator presiune
Cuptor
Schema de principiu a unui cromatograf de gaze
Instrumentaia cromatografiei de gaze
-
Gazul purtator in cromatografia de gaze
z Inert
z Heliu
z Alegerea dictata de tipul detectorului, cost si disponibilitate
z Presiunea controlata pentru valoare constanta a presiunii la intrarea in
sistem
z Debit constant asigurat printr-un sistem de control al debitului
z Gaze de puritate cromatografica (puritate foarte ridicata)
96
-
z introducerea probei se realizeaz cu seringi micrometricez la probele lichide volumele se situeaz n domeniul 0,1 - 10 L, n timp
ce pentru gaze se folosesc seringi ~0,5 mL, sau ventile pentruintroducerea probei
z sistemele de injecie sunt pstrate de obicei la temperaturi care sunt cu 50 oC mai mari dect punctele de fierbere pentru compuiicei mai puin volatili
z dispozitivele pentru injecie au totodat i rolul volatilizrii probei ncurentul de gaz purttor ct mai aproape de intrarea n coloana
97
Sisteme de injecie
-
98
Punct de split
Purjare septum
Etanare intern
Coloan
Septum
Gaz purttorVentil split
Liner de sticl
z dispozitive split/splitless cu ajutorul crora doar o fraciune din prob (1/20 - 1/500) intr n coloaniar restul este evacuat
z cea mai utilizata metoda de injectiein coloane capilare
z adeseori cea mai neinteleasametoda
z acelasi sistem de injectie folosit in ambele tehnici
z controlul electronic printr-o valvasolenoida modifica debitul gazuluipentru a determina functia de injectie
98
Sisteme de injecie
Diagrama schematic a unui injector split/splitless.
-
Injectia split/splitless
Split
z Mecanism prin care doar o portiune din solutia injectata estedescarcata in coloana (1/1000 -1/20 din proba)
z Utilizata pentru probe concentrate (>0.1%)
z Poate fi realizata izoterm
z Viteza mare de injectie
z Contaminarea injectorului si a septumului nu sunt notificabile
Splitless
z Cea mai mare parte a probeitransferata catre coloana (85-100%)
z Utilizata pentru probe diluate(
-
Alte tipuri de injectii
Injectie direct in coloanaz Toata proba este
transferata in coloanaz Acul seringii introdus
direct in coloanaz Potrivit pentru
z Analiza urmelorz Compusi termic
instabili (pesticide, droguri)
z Domeniu larg al punctelor de fierbere
z Masa molecularamare
Injectia de volume mariz Pentru modificarea sensibilitatii in
aplicatiile de mediu.z Utilizeaza seringi de 100L: Injectii de
pana la 70 Lz Injectii cu viteze mici (temperatura
injectorului cu cateva grade sub punctulde fierbere al solventului, debit la 150 mls/ min, optiune de split deschis)
z Concentrarea analituluiz Split inchisz Rampa rapida de temperatura la
inceputul coloanei +20Cz Programarea coloanei functie de
necesitati
100
-
Sisteme de injeciez Introducerea probelor gazoase cilindri de un
anumit volum (prevazuti cu robinete)
z introducerea probelor lichide cea mai comuna metoda este utilizarea unei microseringi
z metoda headspace care se refera la determinareasubstanelor organice volatile din faza gazoasa, care se afla in echilibru cu cele din faza lichida sau solida
z Tehnici de introducere a probei prin desorbie termica: desorbia termica a compuilor volatili reinui pe materiale cu proprietati de adsorbtie (C18/Tenax, glass beads, etc.).
101
-
Materiale utilizate in realizarea coloanelor
z metal (1957)
z sticla (1959)
z silice topita (1979)
z aluminiu placat (1984)
z materiale inerte (1990)
Alte caracteristici
z alegerea fazei stationare determina selectivitatea
z sute de faze disponibile
z multe faze dau separare similara
z aceleasi faze pot avea nume diferite
z alegerea fazei stationare pentru coloanele capilare mult mai simpla
z asemanator dizolva asemanator
z fazele polare se utilizeaza pentru compusi polari
z fazele nepolare se utilizeaza pentru compusi nepolari
Coloane si faze stationare
102
-
Caracteristicile coloanelor capilare
Caracteristici
z lungime (10 m 50 m)
z diametru intern (0,1 mm 0,53 mm)
z faza stationara lichida
z grosimea filmului (0,1 m 5 m) z polaritate (nepolar - polar)
103
-
Criterii de alegere a coloanelor capilare
z diametrul internz diametru intern mic
z rezolutie buna pentru picurile care se elueaza rapid
z timpi mari de analizaz domeniu dinamic limitat
z diametru intern marez rezolutie scazuta pentru picurile
care se elueaza rapidz timpi scurti de analizaz rezolutie satisfacatoare pentru
amestecuri complexez domeniu dinamic bun
z grosimea filmuluiz cantitatea de faza stationara de
acoperirez afecteaza retentia si capacitateaz filmele groase cresc retentia si
capacitateaz filmele subtiri utilizate pentru composi
cu puncte de fierbere ridicatez coloane capilare standard tipice de
0,25 mz 0,53 mm ID (megabore)
104
z grosimea filmuluiz cantitatea de faza stationara de
acoperirez afecteaza retentia si capacitateaz filmele groase cresc retentia si
capacitateaz filmele subtiri utilizate pentru composi cu
puncte de fierbere ridicatez coloane capilare standard tipice de 0,25 mz 0,53 mm ID (megabore)
z lungimez in analiza izoterma
z retentia dependenta de lungimez dublarea lungimii coloanei dubleaza
timpii de retentiez rezolutia este o functie de radacina
patrata a lungimii coloaneiz se castiga 41% imbunatatire a
rezolutieiz in analiza cu temperatura programata
z retentia mult mai puternicdependenta de temperatura
z creste timpul de analizaz conditiile de operare trebuiesc
optimizatez faza
-
z Pierderi intervin la coloanele cu film gros
z Coloanele polare au pierderi mai mari
z Pierderile sunt excesive atunci cand coloanele sunt distruse saudegradatez De evitat acizii si bazele puternicez De utilizat in domeniul de temperatura indicatz De evitat scapari (lipsa de etansietate)
Pierderile din coloana
105
-
Cantitatea maxima care poate fi injectata fara o deformare/distorsionare semnificativa a picurilor
z Capacitatea coloanelor creste cu:z grosimea filmuluiz temperaturaz diametru internz Selectifitatea fazei stationare
z Daca se depaseste, rezulta:z efect de largire a benzilorz asimetrie
Capacitatea coloanelor
106
-
Coloane folosite in gaz cromatografie
COLOANE
UMPLUTE CAPILARE
FSOT-fused silicaopen tubular
WCOT-wall coatedopen tubular
SCOT-support coatedopen tubular
PLOT porous layeropen tubular
z Coloanele tip wide bore, 530 mm, nu sunt coloane capilare in adevaratul sensal cuvantului si permit folosirea unor debite ale gazului purttor de pana la 15 mL min-1. Au performante superioare coloanelor cu umplutura
z Coloanele capilare presupun folosirea unor debite de cel mult 1,5 mL min-1107
-
Sectiuni prin coloane
Coloane capilareLungime: 10 m la 100 mDiametre: 180 m, 250 m, 320 m & 530 mDebite:
1,0 mL/min la 250 m1,5 mL/min la 320 m2,0 mL/min la 530 m
108
Coloane cu umplutura
Lungime: < 2 m
Diametre: 1/8 &
SCOTSupport Coated
Open Tube
PLOTPorous LayerOpen Tube
WCOTWall CoatedOpen Tube
polyimide coating
stationaryphase
fused silicacapillary
acoperite cu poliimida
capilara dinsilice topita
fazastationara
-
Faze stationare
Fazele stationare sunt de mai multe feluri:z polare (polietilenglicol)z nepolare (cauciucuri siliconice)z intermediarez cu punti de hidrogenz specifice (separarea amestecurilor racemice)
X=0; nepolarX=0,65; intermediar
X=0,1; polarX=0; polar
polar
nepolar polar
109
-
Faze stationare
Faza staionar Nume Temperatura maxim, oC
Aplicaii
Polidimetil siloxan OV-1, SE-30 350 Faz nepolar; hidrocarburi, medicamente aromatice polinucleare, steroizi, PCBs
Poli(fenilmetildimetil)siloxan (10% fenil)
OV-3, SE-52 350 Esteri metilici ai acizilor grai, alcaloizi, medicamente, compui halogenai
Poli(fenilmetil)siloxan (50% fenil)
OV-17 250 Medicamente, steroizi, pesticide, glicoli
Poli(trifluoro[propildimetil)siloxan
OV-210 200 Aromate clorurrate, nitroaromate, benzeni alchil-substituii
Polietilen glicol Carbowax 20 M 250 Acizi liberi, alcooli, eteri, uleiuri eseniale, glicoli
Poli(dicianoalildimetil)siloxan
OV-275 240 Acizi grai polinesaturai, acizi liberi, alcooli
110110
Faze staionare folosite n GC: siliconice nepolare, intermediare i polare i polietilenglicolice polare.
SiR
R
R
O Si
R
R
O Si
R
Rn
-
111
z sesizeaza n mod continuu, rapid i cu o mare sensibilitate, componentele din probasupus analizei
z un detector ideal pentru gaz cromatografie are:z sensibilitatea adecvat
z stabilitate i reproductibilitate
z rspuns liniar la analii care variaz ntr-un domeniu larg de concentraii
z temperaturi de la valori normale la 400 oC
z timp de rspuns rapid independent de debit
z rspuns selectiv n raport cu o clas de compui
z nedestructiv n raport cu proba
z zgomotul de fond apare datorit sensibilitii metodei ce lucreaz la limita undeinterfer zgomotul electronic cu cel dat de detector; const n perturbaii minuscule ale liniei de baz avnd cauze multiple
z driftul este devierea liniei de baz ntr-un timp dat (1h) exprimat n unitile de msur uzuale ale semnalului nregistrat (mV, mA etc)
z domeniul dinamic liniar al detectorului - domeniul n care semnalul variaz liniarcu concentraia (sau cu debitul masei de component) ce trece prin detector
Detectorii gaz cromatografici
-
112
Detectorii gaz cromatografici
Detector Selectivitate Sensibilitate (gmL-1)
Domeniul liniar
FID (flame ionization detector) cu ionizare n flacra
Compui organici ce ard n flacr H2/aer
10-12 107
ECD (electron capture detector) cu captura de electroni
Compui cu grupe funcionale electronegative (X) 10
-14 104
TCD (termal conductivity detetcor) catarometrul Detector universal 10
-7 104
NPD (nitrogen and phosphorus detector)
cu emisie termo-ionic
Detector specific compuilor cu atomi de N sau P 10
-14 105
FPD (flame photometric detector) flamfotometrici
Compui cu potenial de ionizare mare 10
-11 104
PID (photoionization detector) bazati pe fotoionizare
Compui ionizabili cu radiaie UV (hidrocarburi aromatice) 10
-12 105
MS - spectrometru de mas Detector universal 10
-14 105
Limite de detectie i domeniul dinamic pentru principalii detectori utilizai n GC.
-
z detectori preferaiz detectorul bazat pe conductibilitate termic (TCD)z detectorul cu ionizare n flacr (FID), neselectiv, sensibil la compuii
organici C-Hz detectorul cu fotoionizare (PID), selectiv la compui aromatici i
nesaturaiz detectorul cu captura de electroni (ECD) sau de conductivitate
electrolitic (ELCD), sensibili la compuii clorurai i oxigenaiz detectorul azot-fosfor (NPD), selectiv fa de compuii cu coninut de N
i Pz detectorul flam-fotometric (FPD), selectiv pentru compuii ce conin S
i Pz spectrometrul de mas, universal.
z efectul asupra probei poate fi destructiv sau nedestructivz FID este un detector destructivz TCD este nedestructiv iar proba separat poate fi izolat
113
Detectorii gaz cromatografici
-
z sensibil la compuii cu carbonz modificarea conductibilitii electrice a gazelor n prezena unor particule ncrcatez ionizarea moleculelor probei este intensificat de prezena unei flcri de hidrogen (2000
2200 oC), care arde ntr-o incinta aflata n aerz moleculele covalente simple: N2, O2, CO, CO2, H2O, CS2, NH3, CCl4, SiCl4, NOx, He i alte
gaze rare, nu pot servi unei analize chimice prin aceast metod, prezentnd cele maislabe semnale
z detectorul nu este sensibil la gaze necombustibile precum SO2, CO2, H2O i NOx.z gruprile funcionale precum carbonilii, alcoolii, halogenii i aminele formeaz foarte
puini, sau chiar deloc, ioni n flacrz detector cu efect destructiv asupra probeiz rspunsul depinde de numrul de molecule ionizate ce apar n flacarz cele mai stabile rezultate se obin pentru alcani iar semnalul scade n general cu creterea
numrului de heteroatomi din moleculz deoarece detectorul FID rspunde la numrul de atomi de C care intr n detector pe
unitatea de timp acesta este un detector sensibil la mas i nu un sistem sensibil la concentraie (calculul se poate face n baza numrului de atomi de C din molecul).
z are o sensibilitate ridicat (~10-13 g/s), domeniu liniar de rspuns mare (~107) i zgomotsczut
z este robust i uor de folosit114
Coloan
Gaz purttor
Surs tensiune
Colector
Aer
H2
Detectorul de ionizare n flacara (FID)
-
115
Detectorul cu captur de electroni (ECD)
z n detector, gazul purttor (N2) este ionizat de ctre o sursa - radioactiv (civa mCi furnizai de o surs coninnd 63Ni sau tritiu adsorbii pe o folie de platin sau titan), i trece printre doielectrozi, ntre care se asigur o cdere de tensiune de 100V
z in lipsa oricrei molecule organice n gazul purttor exist un curent de baz redus datoratazotului molecular (N2) molecule ionizate negativ
z la apariia n detector a unei molecule organice M, care conine elemente electronegative (Cl, F) -cu afinitate pentru electroni, aceasta va capta parte dintre electronii radiaiei -, diminundcurentul de recombinare a ionilor de semne contrare prin aceast ecranare:
z N2 = N2+ + e- Curent de fondz M + e- = M-
z M- + N2+ = M + N2 Ecranarea curentului de fond din ultimile dou reaciiz detectorul este unul selectiv, adecvat pentru detecia compuilor halogenai (pesticide)z nu este sensibil la grupri aminice, alcooli i hidrocarburiz nu afecteaz proba ca detectorul FID (efect nondestructiv)z dezavantaj: domeniul de rspuns liniar este limitat la aproximativ dou ordine de mrime
Electrod +
Electrod -
Ieire gaz purttor
Intrare gaz purttor
Emitor Principiul detectorului cu captura de
electroni (ECD).
-
Elutie cu un gaz inert
Coloana in cuptor la aproximativ 300 oC. Substantele trebuie sa aiba capacitatea savaporizeze si sa nu se descompuna
Un amestec este injectat in coloana cromatografica
Proba se injecteaza ca gaz sau lichid
O componenta solida poate fi dizolvata intr-un solvent dar picul solventului va fi de asemeni observat
detector FID
Faza mobila gazoasa
Injectarea probei
Extrem de sensibil
Cromatografia gaz-lichid/coloane capilare/overview
116
-
117
Cromatografia gaz-lichid/coloane capilare/overview
Instrumente pentru analiza
Echipamente pentru etapele preparative
-
Cromatograma reala pentru fractiuni petrolieresuperioare
118
-
z1
2
4
6
3
5
7
8
10
9
11
12
13
14
15
16 17 18
1. -HCH2. -HCH3. -HCH4. Heptachlor5. -HCH6. Aldrin7. Heptachlor epoxide8. Endosulfan I9. 4,4-DDE
10. Dieldrin11. Endrin12. 4,4-DDD13. Endosulfan II14. 4,4-DDT15. Endrin aldehyde16. Endosulfan sulfate17. Methoxychlor18. Endrin ketone
Cromatograma obtinuta la analiza pesticidelorhalogenate din apa
2 ppb in Water2 ppb in Water 119
DDT
-
Analiza calitativa - identificarea componenilor de interes s-a realizat utiliznd amestec de 55 hidrocarburi non-metanice C2-C9 (22964-RESTEK, Spectra Gases).
Analiza cantitativa standard de calibrare cu etan, etena, propan, n-butan.
F
I
D
S
i
g
n
a
l
Retention time (min)
E
t
h
a
n
e
n
-
B
u
t
a
n
e
P
r
o
p
a
n
e
E
t
h
e
n
e
P
r
o
p
e
n
e
A
c
e
t
y
l
e
n
e
t
-
B
u
t
a
n
e
1
-
B
u
t
e
n
e
c
i
s
-
2
-
B
u
t
e
n
e
C
y
c
l
o
-
P
e
n
t
a
n
e
n
-
P
e
n
t
a
n
e
1
,
3
-
B
u
t
a
d
i
e
n
e
t
-
2
-
P
e
n
t
e
n
e
2
-
M
e
t
h
y
l
-
2
-
B
u
t
e
n
e
1
-
P
e
n
t
e
n
e
2
-
M
e
t
h
y
l
-
1
-
B
u
t
e
n
e
n
-
H
e
x
a
n
e
n
-
H
e
x
a
n
e
2
-
M
e
t
h
y
l
-
P
e
n
t
a
n
e
M
e
t
h
y
l
-
C
y
c
l
o
p
e
n
t
a
n
e
2,2,-Dimethyl-Butane2,3-Dimethyl-Butane Cyclohexane
i
s
o
-
B
u
t
e
n
e
i
s
o
-
P
e
n
t
a
n
e
c
i
s
-
2
-
P
e
n
t
e
n
e
3
-
M
e
t
h
y
l
-
P
e
n
t
a
n
e
i
s
o
-
B
u
t
a
n
e
I
s
o
p
r
e
n
e
Benzene Toluene
Cromatograma FID a unei probe reale de aer
120
-
Cromatograme reale in laborator analize off-line
Timp (min)
I
n
t
e
n
s
i
t
a
t
e
r
e
l
a
t
i
v
Fr O3
Cu 100 ppb O3
Cu 100 ppb O3 i trap de O3
n
-
p
e
n
t
a
n
i
z
o
p
r
e
n
2
,
2
-
d
i
m
e
t
i
l
b
u
t
a
n
m
e
t
a
c
r
o
l
e
i
n
a
m
e
t
i
l
v
i
n
i
l
c
e
t
o
n
a
b
e
n
z
e
n
m
-
x
i
l
e
n
-
p
i
n
e
n
121
top related