Chromatografia gazowa to analityczna technika rozdzielania stosowana w rozdzielaniu i analizie próbek. Rozdzielenie następuje między gazową fazą ruchomą a ciekłą fazą stacjonarną. Próbka stosowana w chromatografii gazowej powinna być w stanie odparować bez rozkładu termicznego. Badana próbka jest mieszana z fazą ruchomą i wstrzykiwana do chromatografu gazowego. Po odparowaniu przez ogrzewanie próbka wchodzi do kolumny z ciekłą fazą stacjonarną. Na końcu kolumny detektory wytwarzają chromatogram, identyfikując związki przechodzące w dół kolumny.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest chromatografia gazowa? – Definicja, zasada, zastosowania 2. Jak działa chromatografia gazowa? – Proces Chromatografii Gazowej

Kluczowe terminy: temperatura wrzenia, detektor, chromatografia gazowa, faza ruchoma, faza stacjonarna

Co to jest chromatografia gazowa

Chromatografia gazowa to technika stosowana do rozdzielania mieszaniny związków lotnych na podstawie ich ruchliwości w fazie stacjonarnej. Wykorzystuje gazową fazę ruchomą i ciekłą fazę stacjonarną. Fazą ruchomą mogą być gazy obojętne, takie jak argon, hel lub wodór. Cienka warstwa ciekłej fazy stacjonarnej pokrywa wewnętrzną stronę kolumny stosowanej w chromatografii gazowej. Chromatografia gazowa jest stosowana głównie do analizy jakościowej i ilościowej cząsteczek w mieszaninie.

Jak działa chromatografia gazowa?

Mieszanina próbki powinna być w stanie odparować w chromatografii gazowej, aby poruszać się wraz z gazową fazą ruchomą. Cząsteczki mieszaniny oddziałują z fazą stacjonarną wewnątrz kolumny. Cząsteczki o mniejszej liczbie oddziaływań z fazą stacjonarną poruszają się przez nią szybciej, podczas gdy cząsteczki o większym oddziaływaniu z fazą stacjonarną poruszają się przez nią wolniej. Generalnie faza ruchoma jest obojętna i niepolarna. Związki o niskiej temperaturze wrzenia i niskiej masie cząsteczkowej bardziej oddziałują z gazową fazą ruchomą. Związki o wysokich temperaturach wrzenia i wysokich masach cząsteczkowych bardziej oddziałują z ciekłą fazą stacjonarną. Oprzyrządowanie do chromatografii gazowej pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1: Chromatografia gazowa

Polarność i temperatura kolumny to kolejne czynniki odpowiedzialne za względną ruchliwość cząsteczek w kolumnie. Jeśli polarność związków w mieszaninie jest wysoka, mają one tendencję do pozostawania w fazie stacjonarnej. W związku z tym związki niepolarne najpierw wychodzą z kolumny. Jeśli temperatura kolumny jest wysoka, parowanie związków w mieszaninie następuje szybciej; dlatego szybko wychodzą z kolumny.

Chromatograf gazowy wykorzystuje kilka rodzajów detektorów, takich jak spektrometria masowa, detektor płomieniowo-jonizacyjny, detektor przewodnictwa cieplnego, detektor wychwytywania elektronów itp. Detektor na końcu kolumny identyfikuje cząsteczki wychodzące z kolumny i tworzy chromatogram w odniesieniu do czas potrzebny na elucję, proces usuwania zaadsorbowanego materiału (adsorbatu) z adsorbentu cieczą.

Kiedy określony rodzaj składnika mieszaniny wychodzi z kolumny, jest pokazany jako pik na chromatogramie. Czas potrzebny na elucję konkretnego składnika jest wykorzystywany do identyfikacji składnika w określonym zestawie warunków.

Wielkość piku jest wprost proporcjonalna do ilości tego konkretnego związku obecnego w próbce. Pierwszy pik jest spowodowany wewnętrznym gazem nośnym, który jako pierwszy wychodzi z kolumny. Rozpuszczalnik użyty do przygotowania próbki eluuje się w drugiej kolejności.

Wniosek

Chromatografia gazowa to technika analityczna stosowana do rozdzielania mieszaniny związków lotnych. Wykorzystuje gazową fazę ruchomą i ciekłą fazę stacjonarną. Prostsze i bardziej obojętne związki szybko wychodzą z kolumny, podczas gdy cięższe i polarne związki wymagają czasu na elucję.

Referencja:

1. „Chromatografia gazowa”. Chemistry LibreTexts, Libretexts, 21 lipca 2016, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Gas chromatograph-vector” autorstwa Offnfopt – Praca własna stworzona przy użyciu pliku:Gas chromatograph.png jako odniesienia. (Domena publiczna) przez Commons Wikimedia