Gaschromatographie

Trennungsbetrieb von Komponenten innerhalb einer Spalte in CG. Quelle: Gabriel Bolívar

Was ist Gaschromatographie?

Der Gaschromatographie (CG) ist eine instrumentelle analytische Technik, die dazu dient, die Komponenten einer Mischung zu trennen und zu analysieren. Es ist auch als Gas-Liquid-Partitionschromatographie bekannt, die sich besser auf diese Technik beziehen kann.

In zahlreichen wissenschaftlichen Bereichen ist es ein unverzichtbares Instrument in Laborstudien, da es sich um eine mikroskopische Version eines Destillationsturms handelt, der qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielen kann.

Wie der Name schon sagt, verwendet er Gase in der Entwicklung seiner Funktionen. Genauer sind sie die mobile Phase, die die Komponenten der Mischung zieht.

Dieses Trägergas, das in den meisten Fällen Helium besteht.

Andere für diesen Zweck verwendete Trägergase sind Stickstoff, Wasserstoff, Argon und Methan.

Ihre Auswahl hängt von der an das System gekoppelten Analyse und Detektor ab, die gekoppelt ist. In der organischen Chemie ist einer der Hauptdetektoren das Massenspektrophotometer (EM). Daher erwirbt die Technik die Nomenklatur cg/em.

Gaschromatographie -Typen

Im Wesentlichen gibt es zwei Arten von Gaschromatographie: die CGS und die CGL.

CGS

Das CGS ist das Akronym für Gas-Solid-Chromatographie. Es ist durch eine feste stationäre Phase anstelle einer Flüssigkeit gekennzeichnet.

Der Feststoff muss Poren eines kontrollierten Durchmessers haben, in dem die Moleküle beim Migrieren durch die Säule beibehalten werden. Dieser Feststoff sind normalerweise molekulare Siebe wie Zeolitas.

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Es wird für sehr spezifische Moleküle verwendet, da die CGs normalerweise mehrere experimentelle Komplikationen ausgesetzt sind. Als Beispiel kann der Feststoff einen der Moleküle irreversibel behalten und die Form der Chromatogramme und deren analytischer Wert vollständig verändert.

CGL

CGL ist die Gas-Flüssig-Chromatographie. Es ist diese Art von Gaschromatographie, die die überwiegende Mehrheit aller Anwendungen abdeckt und daher die nützlichste der beiden Typen ist.

Tatsächlich ist der CGL gleichbedeutend mit Gaschromatographie, auch wenn nicht angegeben ist, über den man spricht. Von nun an wird nur diese Art von CG gemacht.

Teile eines Gaschromatographie

Schema der Teile eines Gaschromatographen. Quelle: Wikimedia Commons

Im oberen Bild wird ein vereinfachtes Schema der Teile eines Gaschromatographen gezeigt. Beachten Sie, dass Druck und Fluss des Trägergasstroms reguliert werden können, und auch die Ofentemperatur, die die Säule erhitzt.

Aus diesem Bild können Sie den CG zusammenfassen. Der Zylinder fließt um einen Strom von He, der abhängig vom Detektor eine Partei zu ihm abweicht und die andere an den Injektor gerichtet ist.

Im Injektor wird ein Mikrojeringa platziert, mit dem ein Probenvolumen sofort freigesetzt wird (nicht allmählich).

Die Wärme des Ofens und der Injektor muss hoch genug sein, um die Probe sofort zu verdampfen, es sei denn, eine gasförmige Probe wird direkt injiziert.

Die Temperatur kann jedoch nicht zu hoch sein, da sie die Wirbelsäulenflüssigkeit verdampfen könnte, die als stationäre Phase fungiert.

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Die Säule ist als Spirale gepackt, obwohl sie auch von u geteilt werden kann. Die gesamte Säulenlänge, die bewegt ist, erreicht den Detektor, dessen Signale verstärkt werden, wodurch Chromatogramme erhalten werden.

Spalte

Auf dem Markt gibt es eine Unendlichkeit von Katalogen mit mehreren Optionen für chromatographische Säulen.

Die Auswahl dieser hängt von der Polarität der Komponenten ab, die sich trennen und analysieren sollen. Wenn die Probe apolar ist, wird eine Säule mit einer stationären Phase mindestens polar ausgewählt.

Die Spalten können gepackt oder Kapillaren sein. Die Säule des zentralen Bildes ist Kapillar, da die stationäre Phase ihren Innendurchmesser abdeckt.

In der verpackten Säule wurde sein ganzer Innenraum mit einem Feststoff gefüllt, der normalerweise refraktär.

Sein Außenmaterial besteht entweder Kupfer, Edelstahl oder sogar Glas oder Plastik. Jedes hat seine charakteristischen Eigenschaften: ihre Verwendung, Länge, die am besten getrennten Komponenten, die optimale Temperatur, der Innendurchmesser, den Prozentsatz der stationären Phase, die mit dem Stützkason usw. usw. adsoriert sind, usw.

Detektor

Wenn die Säule und der Ofen das Herz des CG (Sea CGS oder CGL) sind, ist der Detektor sein Gehirn. Wenn der Detektor nicht funktioniert, ist es keinen Sinn, die Komponenten von der Probe zu trennen, da er nicht bekannt ist, was sind. Ein guter Detektor muss empfindlich gegenüber dem Vorhandensein des Analyten sein und auf die meisten Komponenten reagieren.

Eine der am häufigsten verwendeten ist die der thermischen Leitfähigkeit (TCD), die auf alle Komponenten reagiert, obwohl nicht mit der gleichen Effizienz wie andere Detektoren, die für einen bestimmten Satz von Analyten ausgelegt sind.

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Zum Beispiel ist der Ionisationsdetektor zur Flamme (FID) für Proben von Kohlenwasserstoffen oder anderen organischen Molekülen bestimmt.

Gaschromatographieanwendungen

- Ein Gaschromatograph kann in einem forensischen oder kriminellen Ermittlungslabor nicht fehlen.

- In der pharmazeutischen Industrie wird es als Qualitätsanalyse -Tool auf der Suche nach Verunreinigungen in vielen hergestellten Medikamenten verwendet.

- Es hilft, Arzneimittelproben zu erkennen und zu quantifizieren oder eine Analyse zu überprüfen, ob ein Athlet DOP ist.

- Es dient dazu, die Menge der halogenierten Verbindungen in Wasserquellen zu analysieren. Ebenso kann der Verschmutzungsniveau durch Pestizide aus den Böden bestimmt werden.

- Analysieren Sie das Fettsäureprofil von Proben unterschiedlicher Herkunft, ob pflanzlich oder tierisch.

- Die Umwandlung von Biomolekülen in flüchtige Derivate können sie durch diese Technik untersucht werden. So können Sie den Gehalt von Alkoholen, Fetten, Kohlenhydraten, Aminosäuren, Enzymen und Nukleinsäuren untersuchen.

Verweise

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