Cromatografia cu gaze (GC) este o tehnică analitică folosită pentru a separa și analiza probe care pot fi vaporizate fără descompunere termică. Uneori, cromatografia de gaze este cunoscută sub numele de cromatografie de partiție gaz-lichid (GLPC) sau cromatografie în fază de vapori (VPC). Tehnic, GPLC este termenul cel mai corect, deoarece separarea componentelor în acest tip de cromatografie se bazează pe diferențele de comportament între un mobil care curge faza gazoasa și un staționar faza lichidă.
Instrumentul care efectuează cromatografia de gaze se numește a cromatografie de gaze. Graficul care arată datele se numește a cromatograma de gaze.
Utilizări ale cromatografiei gazelor
GC este utilizat ca un test pentru a ajuta la identificarea componentelor unui amestec lichid și la determinarea concentrația lor relativă. Poate fi, de asemenea, utilizat pentru a separa și purifica componentele unui amestec. În plus, cromatografia de gaze poate fi utilizată pentru a determina presiunea de vapori
, căldura soluției și coeficienții de activitate. Industriile îl folosesc adesea pentru a monitoriza procesele pentru a testa contaminarea sau pentru a se asigura că un proces se desfășoară așa cum a fost planificat. Cromatografia poate testa alcoolul din sânge, puritatea medicamentelor, puritatea alimentelor și calitatea uleiului esențial. GC poate fi utilizat fie pe analite organice, fie anorganice, dar eșantionul trebuie fii volatil. În mod ideal, componentele unei probe trebuie să aibă puncte de fierbere diferite.Cum funcționează cromatografia cu gaz
Mai întâi, se prepară o probă lichidă. Proba este amestecată cu un solvent și este injectat în cromatograful cu gaz. De obicei, dimensiunea eșantionului este mică - în gama microlitrelor. Deși eșantionul începe ca un lichid, acesta este vaporizat în faza gazoasă. De asemenea, prin cromatografie curge un gaz purtător inert. Acest gaz nu trebuie să reacționeze cu nicio componentă a amestecului. Gazele transportoare comune includ argonul, heliul și uneori hidrogenul. Eșantionul și gazul purtător sunt încălzite și intră într-un tub lung, care este în mod tipic înfășurat pentru a menține dimensiunea cromatografului gestionabil. Tubul poate fi deschis (numit tubular sau capilar) sau umplut cu un material de sprijin inert împărțit (o coloană ambalată). Tubul este lung pentru a permite o mai bună separare a componentelor. La capătul tubului se află detectorul, care înregistrează cantitatea de probă care o lovește. În unele cazuri, eșantionul poate fi recuperat și la sfârșitul coloanei. Semnalele de la detector sunt utilizate pentru a produce un grafic, cromatograma, care arată cantitatea de probă care atinge detector pe axa y și, în general, cât de repede a ajuns la detectorul de pe axa x (în funcție de exact detectorul Detectează). Cromatograma prezintă o serie de vârfuri. Mărimea vârfurilor este direct proporțională cu cantitatea fiecărei componente, deși nu poate fi utilizată pentru a cuantifica numărul de molecule dintr-un eșantion. De obicei, primul vârf este din gazul purtător inert și următorul vârf este solventul utilizat pentru a face proba. Vârfurile ulterioare reprezintă compuși într-un amestec. Pentru a identifica vârfurile unei cromatograme de gaz, graficul trebuie să fie comparat cu o cromatogramă dintr-un amestec standard (cunoscut), pentru a vedea unde apar vârfurile.
În acest moment, este posibil să vă întrebați de ce componentele amestecului se separă în timp ce sunt împinse de-a lungul tubului. Interiorul tubului este acoperit cu un strat subțire de lichid (faza staționară). Gazul sau vaporii din interiorul tubului (faza de vapori) se deplasează mai repede decât moleculele care interacționează cu faza lichidă. Compușii care interacționează mai bine cu faza gazoasă tind să aibă puncte de fierbere mai mici (sunt volatile) și mici greutăți moleculare, în timp ce compușii care preferă faza staționară tind să aibă puncte de fierbere mai mari sau sunt mai grele. Alți factori care afectează viteza cu care un compus progresează în jos pe coloană (numit timp de eluție) includ polaritatea și temperatura coloanei. Deoarece temperatura este atât de importantă, aceasta este controlată de obicei în zeci de grade și este selectată pe baza punctului de fierbere al amestecului.
Detectoare utilizate pentru cromatografia gazelor
Există multe tipuri diferite de detectoare care pot fi utilizate pentru a produce o cromatogramă. În general, acestea pot fi clasificate ca fiind neselectivăceea ce înseamnă că răspund tuturor compuşi cu excepția gazului transportator, selectiv, care răspund la o serie de compuși cu proprietăți comune și specific, care răspund doar la un anumit compus. Detectoare diferite utilizează gaze speciale de sprijin și au grade diferite de sensibilitate. Unele tipuri comune de detectoare includ:
| Detector | Suport gaz | Selectivitatea | Nivelul de detectare |
| Ionizarea cu flacără (FID) | hidrogen și aer | majoritatea organice | 100 pg |
| Conductivitatea termică (TCD) | referinţă | universal | 1 ng |
| Captarea electronilor (ECD) | machiaj | nitriți, nitriți, halogenuri, organometalice, peroxizi, anhidride | 50 fg |
| Ionizare foto (PID) | machiaj | aromatice, alifatice, esteri, aldehide, cetone, amine, heterociclice, unele organometalice | 2 pg |
Când gazul de susținere se numește "compune gaz", înseamnă că gazul este utilizat pentru a minimiza lărgirea benzii. Pentru FID, de exemplu, azot gaz (N2) este adesea folosit. Manualul de utilizare care însoțește un cromatograf de gaz conturează gazele care pot fi utilizate în el și alte detalii.
surse
- Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Introducere în tehnici de laborator organic (Ediția a 4-a). Thomson Brooks / Cole. pp. 797–817.
- Grob, Robert L.; Barry, Eugene F. (2004). Practica modernă a cromatografiei de gaze (ediția a IV-a). John Wiley & Sons.
- Harris, Daniel C. (1999). "24. Cromatografia cu gaze ". Analiza chimică cantitativă (Ediția a cincea). W. H. Freeman and Company. pp. 675–712. ISBN 0-7167-2881-8.
- Higson, S. (2004). Chimie analitică. Presa Universitatii Oxford. ISBN 978-0-19-850289-0