CHROMATOGRAFIE • Plynová chromatografie - GC • Fyzikálně-chemická metoda dělení plynů a par využívající rozdělování složky mezi dvě nestejnorodé fáze, nepohyblivou (stacionární) a pohyblivou (mobilní), přičemž pohyblivou fází je plyn. § dělení nejen plynů, ale i obecně všech těkavých látek, bez ohledu na jejich skupenství při laboratorní teplotě (bod varu do 400°C) § NESMÍ DOCHÁZET K ROZKLADU LÁTEK § stacionární fází pevná látka - chromatografie plyn-pevná látka (GSC) adsorpční vlastnosti stacionární fáze, vlastnosti nosného plynu § stacionární fází kapalina - chromatografie plyn-kapalina (GLC). rozpouštění složky ve stacionární fázi kapalina tvořící stacionární fázi nanesena ve formě tenkého filmu na vhodném nosiči s velkým povrchem Plynová chromatografie - GC § při separaci dělené složky neseny kolonou inertním nosným plynem § složky se dělí mezi nosný plyn a stacionární fázi § stacionární fáze selektivně zadržuje určité komponenty na základě jejich rozdílných distribučních konstant dělení na koloně Ô vytvoří se zóny složek § vliv tenze par (bodu varu), vliv polarity látek § („PODOBNÉ SE ROZPOUŠTÍ V PODOBNÉM“) § nepolární látky zadržovány nepolární stacionární fází § více či méně rozdělené komponenty postupně opouští kolonu v proudu nosného plynu § výstup z kolony sledován detektorem jako závislost odezvy detektoru na čase Plynová chromatografie - GC § MOBILNÍ FÁZE = NOSNÝ PLYN § transport látek § sám nepřechází do stacionární fáze § používají se „PERMANENTNÍ PLYNY“ § helium, dusík, argon, vodík - vysoká čistota, bez kyslíku § problém STLAČITELNOST PLYNŮ § LINEÁRNÍ RYCHLOST TOKU MOBILNÍ FÁZE NENÍ KONSTATNÍ § nelineární TLAKOVÝ SPÁD na koloně - pokles tlaku na koloně - na výstupu běžně atmosférický tlak - zvýšení lineární rychlosti • nelineární TLAKOVÝ SPÁD na koloně – pokles tlaku na koloně, zvýšení lineární rychlosti Plynová chromatografie - GC • zařízení - PLYNOVÝ CHROMATOGRAF Plynová chromatografie - GC • zařízení - PLYNOVÝ CHROMATOGRAF Plynová chromatografie - GC • Kolony pro plynovou chromatografii • náplňové - trubice naplněné granulovaným materiálem • kapilární - OTEVŘENÉ - nosičem stěny kapiláry - PLNĚNÉ - stacionární fáze zakotvena na stěnách i na náplňovém nosiči Plynová chromatografie - GC • Kolony pro plynovou chromatografii • náplňové - trubice naplněné granulovaným materiálem – sklo, nerezová ocel, měď, polymery – náplň - nosič křemelina, na ni zakotvena stacionární fáze - GLC – náplň - adsorbent - silikagel, alumina, aktivní uhlí, zeolity, mikroporézní polymery (kopolymery) - GSC • kapilární - až statisíce pater na délku kolony – zvýšení povrchu stěn naleptáním – stěny - tavený křemen (vnější povlak polyimid pro potlačení křehkosti křemene) – WCOT (WALL COATED OPEN TUBULAR) – PLOT (POROUS LAYER OPEN TUBULAR) – mechanicky nanesená či chemicky vázaná stacionární fáze Plynová chromatografie - GC • Kolony pro plynovou chromatografii – stacionární fáze – substituované polysiloxany » nepolární - substituce methylovými skupinami » středně polární - substituce fenylovými skupinami » silně polární - CH[2]-CH[2]-CN, -CH=CH-CN – skvalan (isoalkan C[30]) - velmi nepolární – Carbowax 20 M (na bázi polyethylenglykolu) - silně polární stacionární fáze Plynová chromatografie - GC • Detektory – stabilita signálu v čase – velká citlivost – rychlá odezva na změnu složení eluentu – PLAMENOVÝ IONIZAČNÍ DETEKTOR - FID • (Flame Ionization Detector) – hořáček s přívodem nosného plynu (eluentu) a vodíku » spálením složek - ionty a elektrony - elektrický tok mezi elektrodami (max. 300 V) » citlivé na uhlovodíkové skupiny » NECITLIVÉ - NH[3], H[2]O, H[2]S,oxidy dusíku, síry atp. Plynová chromatografie - GC Plynová chromatografie - GC • Detektory – DETEKTOR ELEKTRONOVÉHO ZÁCHYTU - ECD • (Electron Capture Detector) - dvě elektrody s vloženým napětím Plynová chromatografie - GC • DETEKTOR ELEKTRONOVÉHO ZÁCHYTU - ECD – ionizace nosného plynu zářením ß • vhodné nosné plyny - N[2], Ar+CH[4 ]– záchyt elektronů ß záření molekulami složek U snížení hodnoty ionizačního proudu – vyhodnocují se změny proudu při průtoku eluentu detektorem – vhodný pro - konjugované karbonylové sloučeniny, - nitrily, organokovové sloučeny - sloučeniny obsahující více atomů halogenů - např. pesticidy Plynová chromatografie - GC • Detektory – TEPELNĚ VODIVOSTNÍ DETEKTOR - TCD • (Thermal Conductivity Detector) - odporové vlákno umístěné v proudu eluentu - vyhřáté na určitou teplotu, a to o cca 100°C vyšší než teplota okolního termostatovaného bloku • TEPELNĚ VODIVOSTNÍ DETEKTOR - TCD • při průchodu čistého nosného plynu o stálém průtoku - žádná změna teploty vlákna (žádná změna jeho odporu) • při průchodu eluentu se složkami - změna tepelně vodivostních vlastností plynu - změna teploty vlákna - změna jeho odporu • vhodný nosný plyn s velkou tepelnou vodivostí - He, H[2 ]Plynová chromatografie - GC • TEPELNĚ VODIVOSTNÍ DETEKTOR - TCD • KATAROMETR • teplota bloku a vlákna volena tak, aby nedocházelo ke kondenzaci složek eluentu • univerzální detektor - odezva prakticky na všechny látky • široký lineární dynamický rozsah • MALÁ CITLIVOST – VHODNÝ PRO ANALÝZU NEUHLOVODÍKOVÝCH PLYNŮ