גז כרומטוגרפיה איך זה עובד, סוגים, חלקים, יישומים

ה גז כרומטוגרפיה (CG) היא טכניקה אנליטית אינסטרומנטלית המשמשת להפריד ולנתח את הרכיבים של תערובת. זה ידוע גם גז כרומטוגרפיה גז נוזלי, אשר, כפי שנראה בהמשך, הוא המתאים ביותר להתייחס לטכניקה זו..

במספר תחומים של חיים מדעיים, זהו כלי חיוני במעבדה, שכן הוא גרסה מיקרוסקופית של מגדל זיקוק, המסוגל לייצר תוצאות באיכות גבוהה.

כפי שמשתמע שמה, היא משתמשת בגזים בפיתוח תפקידיה; יותר מדויק, הם השלב הנייד גורר את הרכיבים של התערובת.

זה גז המוביל, אשר ברוב המקרים הוא הליום, רץ פנימה בתוך עמודה כרומטוגרפית, ובמקביל מסיים את כל המרכיבים.

גזי תחבורה אחרים המשמשים למטרה זו הם חנקן, מימן, ארגון ומתאן. הבחירה של אלה תהיה תלויה בניתוח ובגלאי המצמידים למערכת. בכימיה אורגנית, אחד הגלאים העיקריים הוא ספקטרופוטומטר המונית (MS); לכן, הטכניקה רוכשת את המינוח GC / MS.

לכן, לא רק את כל המרכיבים של התערובת מופרדים, אבל זה ידוע מה ההמונים המולקולריים שלהם, ומשם, לזיהוי שלהם וכימות.

כל הדגימות מכילות מטריצות משלהן, ומכיוון שהכרומטוגרפיה מסוגלת "להבהיר" אותה לצורך המחקר שלה, היא עזרה לא יסולא בפז לקידום ופיתוח שיטות אנליטיות. בנוסף, יחד עם כלים רב משתנים, היקף שלה יכול לעלות לרמות unsuspected.

אינדקס

• 1 כיצד פועלת גז כרומטוגרפיה?
  • 1.1 הפרדה
  • 1.2 איתור
• 2 סוגים
  • 2.1 CGS
  • 2.2 CGL
• חלקים של כרומטוגרף גז
  • 3.1 עמודה
  • 3.2 גלאי
• 4 יישומים
• 5 הפניות

כיצד פועלת גז כרומטוגרפיה?

כיצד פועלת טכניקה זו? השלב הנייד, שהרכבו המרבי הוא זה של גז המוביל, גורר את המדגם בתוך העמודה הכרומטוגרפית. המדגם הנוזלי צריך לאדות, וכדי להבטיח זאת, מרכיביו חייבים להיות לחצים אדי גבוהים.

לפיכך, המוביל גז המדגם הגזי, נדיפים מן התערובת הנוזל המקורי, מהווים את השלב הנייד. אבל מה השלב נייח?

התשובה תלויה בסוג העמוד שבו עובד הצוות או דורש ניתוח; ולמעשה, בשלב נייח זה מגדיר את סוג CG נחשב.

הפרדה

בתמונה המרכזית מיוצגת בדרך פשוטה פעולת ההפרדה של הרכיבים בתוך עמודה ב CG.

מולקולות הגז נשמטו כדי לא להתבלבל עם אלה של המדגם מאדים. כל צבע מתאים למולקולה אחרת.

השלב נייח, למרות שזה נראה כדורים כתומים, הוא למעשה סרט דק של נוזל המרטיב את הקירות הפנימיים של עמוד השדרה.

כל מולקולה תתמוסס או יפיץ אחרת בנוזל האמור; אלה הכי אינטראקציה איתו הם נופלים מאחור, ואלה לא, לנוע מהר יותר.

כתוצאה מכך, ההפרדה של המולקולות מתרחשת, כפי שניתן לראות עם נקודות צבעוניות. נאמר אז כי נקודות סגולות או מולקולות לחמוק הראשון, בעוד הכחול יגיע האחרון.

דרך נוספת לומר את האמור לעיל היא כדלקמן: המולקולה החומקת הראשונה יש זמן החזקה הקצר ביותר (T_R).

אז, אתה יכול לזהות אילו מולקולות אלה ישירות על ידי השוואת T שלהם_R. היעילות של הטור היא ביחס ישר ליכולתה להפריד בין מולקולות בעלות זיקה דומה לשלב הנייח.

איתור

לאחר שההפרדה תושלם כפי שמוצג בתמונה, הנקודות יחמקו ויתגלו. לשם כך, הגלאי חייב להיות רגיש להפרעה או לשינויים פיזיים או כימיים שמולקולות אלה גורמים; ולאחר מכן, הוא יגיב עם אות אשר מוגבר ומיוצג באמצעות chromatogram.

אז זה chromatograms שבו האותות, הצורות שלהם ואת הגבהים ניתן לנתח כפונקציה של זמן. הדוגמה של הנקודות הצבעוניות חייבת לנבוע מארבע אותות: אחת למולקולות הסגולות, אחת עבור הירוק, אחרת עבור אלה חרדל, ואת האות האחרון, עם T גבוה_R, עבור הכחול.

נניח כי הטור הוא חסר ולא יכול להפריד את צבע כחול כהה מולקולות בצבע כהלכה. מה יקרה? במקרה זה, ארבעה לא יתקבלו להקות elution, אבל שלושה, מאז האחרון שני חופפים.

זה יכול להתרחש גם אם הכרומטוגרפיה מתבצעת בטמפרטורה גבוהה מדי. למה? מכיוון שככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך ההגירה של המולקולות הגזיות תהיה מהירה יותר, ותחת מסיסותן תהיה נמוכה יותר; ולכן, האינטראקציות שלה עם השלב נייח.

סוגים

למעשה יש שני סוגים של כרומטוגרפיה גז: CGS ו CGL.

CGS

CGS הוא ראשי התיבות של גז מוצק כרומטוגרפיה. הוא מאופיין על ידי בעל שלב יציב יציב במקום נוזל.

מוצק חייב להיות נקבוביות של קוטר מבוקר שבו המולקולות נשמרות כפי שהם נודדים לאורך הטור. זה מוצק בדרך כלל הם מסננים מולקולריים, כגון zeolites.

הוא משמש עבור מולקולות ספציפיות מאוד, שכן CGS בדרך כלל פרצופים כמה סיבוכים ניסיוניים; כמו למשל, מוצק יכול לשמור באופן בלתי הפיך על אחת המולקולות, לשנות לחלוטין את הצורה של chromatograms ואת הערך האנליטי שלהם.

CGL

CGL הוא גז נוזלי כרומטוגרפיה. זה סוג של כרומטוגרפיה גז המכסה את הרוב המכריע של כל היישומים, ולכן הוא שימושי ביותר משני סוגים.

למעשה, CGL הוא שם נרדף כרומטוגרפיה גז, אם כי לא צוין מה נדון. מעתה והלאה, רק סוג זה של CG ייקרא.

חלקים של כרומטוגרף גז

התמונה העליונה מראה תרשים פשוט של החלקים של כרומטוגרף גז. שים לב כי הלחץ והזרימה של הנחל גז הקרון יכול להיות מוסדר, וגם את הטמפרטורה של תנור המחמם את הטור.

מתמונה זו ניתן לסכם את CG. מן הזרם צילינדרים זרם של הוא, אשר בהתאם לגלאי, חלק הוא הוסב לכיוון זה והשני הולך המזרק.

Microsyringe ממוקם המזרן, שבו נפח של מדגם בסדר של μL הוא שוחרר מיד (לא בהדרגה)..

החום של התנור ואת מזרק חייב להיות גבוה מספיק כדי להתאדות את המדגם באופן מיידי; אלא אם כן מדגם גזי מוזרק ישירות.

עם זאת, הטמפרטורה לא יכולה להיות גבוהה מדי, שכן זה יכול להתאדות את הנוזל מן הטור, אשר עובד כשלב נייח.

הטור הוא ארוז כמו ספירלה, למרות שהוא יכול גם להיות בצורת U. המדגם נוסע לאורך כל עמודה, מגיע הגלאי, אשר האותות הם מוגבר ובכך קבלת chromatograms.

עמודה

בשוק יש אינסוף של קטלוגים עם אפשרויות מרובות עבור עמודות כרומטוגרפיות. הבחירה של אלה תהיה תלויה בקוטביות של המרכיבים שיש להפריד ולנתח; אם המדגם הוא אפולרי, ולאחר מכן עמודה עם שלב נייח כי הוא לפחות קוטבית ייבחר.

עמודות יכול להיות סוג ארוז או נימים. הטור של התמונה המרכזית הוא נימי, שכן השלב נייח מכסה את הקוטר הפנימי שלה, אבל לא את כל החלק הפנימי של זה.

בעמודה ארוז, כל הפנים שלה כבר מלא מוצק כי הוא בדרך כלל אבק לבנים עקשן או אדמה diatomaceous.

החומר החיצוני שלה מורכב משני נחושת, נירוסטה, או אפילו זכוכית או פלסטיק. לכל אחד מהם מאפיינים ייחודיים: צורת השימוש, האורך, המרכיבים שהוא מצליח להפריד ביניהם, טמפרטורת העבודה האופטימלית, הקוטר הפנימי, אחוז השלב הנייחים המספגים על התמיכה המוצקה וכו '..

גלאי

אם את הטור ואת תנור הם הלב של CG (להיות זה CGS או CGL), הגלאי הוא המוח שלך. אם הגלאי לא עובד, זה לא הגיוני להפריד את מרכיבי המדגם, שכן הם לא יודעים מה הם. גלאי טוב חייב להיות רגיש לנוכחות האנליטי ולהגיב לרוב הרכיבים.

אחד הנפוצים ביותר הוא מוליכות תרמית (TCD), יגיב על כל הרכיבים, אבל לא עם יעילות זהה גלאים אחרים המיועדים קבוצה מסוימת של analytes.

לדוגמה, גלאי יינון הלהבה (FID) מיועד לדגימות של פחמימנים או של מולקולות אורגניות אחרות.

יישומים

-כרומטוגרף גז אינו יכול להיעדר במעבדה לזיהוי פלילי או פלילי.

-בתעשיית התרופות הוא משמש ככלי ניתוח איכות בחיפוש אחר זיהומים בקבוצות של תרופות מיוצרות.

-זה עוזר לזהות לכמת דגימות סמים, או מאפשר ניתוח כדי לבדוק אם ספורטאי היה מסומם.

-הוא משמש כדי לנתח את כמות תרכובות הלוגניות במקורות מים. כמו כן, הקרקע יכולה לקבוע את רמת הזיהום על ידי חומרי הדברה.

-לנתח את פרופיל חומצת השומן של דגימות ממקורות שונים, אם ירקות או בעלי חיים.

-על ידי הפיכת biomolecules לתוך נגזרים נדיפים, הם יכולים ללמוד על ידי טכניקה זו. לכן, התוכן של אלכוהול, שומנים, פחמימות, חומצות אמינו, אנזימים וחומצות גרעין ניתן ללמוד.

הפניות

1. Day, R., & Underwood, A. (1986). כימיה אנליטית כמותית. גז כרומטוגרפיה נוזלית. (מהדורה חמישית). פרסון הול.
2. קארי פ. (2008). כימיה אורגנית (מהדורה ששית). Mc Graw Hill, p577-578.
3. Skoog D. A. & West M. (1986). השיטהניתוח (מהדורה שנייה). Interamerican.
4. ויקיפדיה. (2018). גז כרומטוגרפיה. מקור: en.wikipedia.org
5. Thet K & Woo N. (30 ביוני 2018). גז כרומטוגרפיה. כימיה. מקור: chem.libretexts.org
6. אוניברסיטת שפילד. (s.f.). גז כרומטוגרפיה. מקור: