Separační metody Historie: Rozvoj separačních metod od minulého století Postavení separačních metod v rámci analytické chemie Význam chromatografie a

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Separační metody Historie: Rozvoj separačních metod od minulého století Postavení separačních metod v rámci analytické chemie Význam chromatografie a"

Daniela Beranová
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Úvod do separačních metod pro analýzu léčiv Příprava předmětu byla podpořena projektem OPP č. CZ..7/3..00/3353

2 Separační metody Historie: Rozvoj separačních metod od minulého století Postavení separačních metod v rámci analytické chemie Význam chromatografie a elektromigračních metod Chromatografie M.S.Cvet-dělení listových barviv na sloupci sorbentu Půl století déle papírová a plynová chromatografie Elektroforéza Od r.937, ale až v 70. letech izotachoforéza Význam separačních metod je doložen např.: 95 Nobelova cena: Martin a Synge 00 Nobelova cena: John B. Fenn a Koichi Tanaka Československo a Česká republika Janák-separace plynů, Hais a Macek-papírová chromatografie, Deyl-editor Journal of Chromatography, Tureček-hmotnostní spektrometrie

3 Současnost: Složitost matric - nezbytnost separace a přípravy vzorku plikační šířka stále více oblastí Cena analýz Množství analýz Mez detekce a mez stanovitelnosti Přesnost a správnost měření, validace, GLP Nové techniky miniaturizace, separace na čipech

5 Charakteristika a rozdělení separačních metod Využití různých fyzikálních, fyzikálně chemických a chemických vlastností složek vzorku k tomu, aby byl rozdělen alespoň na dva podíly odlišného složení Cílem separace je zvýšení koncentrace jedné nebo více složek původního vzorku vzhledem k ostatním složkám přítomným ve vzorku Separační metody je možno charakterizovat selektivitou, rozsahem použitelnosti a frakcionační kapacitou Selektivita označuje schopnost separační metody dělit látky na základě jedné nebo více vlastností vlastnost může být fyzikální-příklad-separace na základě rozdílu molekulové hmotnosti chemická-příklady-separace na základě: odlišných funkčních skupin vysoce specifických biochemických vlastností látek strukturních odlišností-dělení podle tvaru molekuly (např. cis- a trans- izomery), chirální separace atd.

6 Rozsah použitelnosti charakterizuje schopnost separační metody dělit určitý typ vzorku vzhledem k fyzikálně chemickým vlastnostem složek Separační technika může být vhodná pro dělení molekul, iontů, makromolekul, atomů, těkavých látek apod. Frakcionační kapacita Uvádí maximální počet složek, které mohou být rozděleny v jedné operaci Např. jednoduchá extrakce rozdělí vzorek na dvě části, GC naproti tomu poskytne několik set složek Separační metody lze dále charakterizovat maximálním množstvím vzorku, které jsou schopny rozdělit v jedné operaci, nebo rychlostí, jakou se proces uskuteční.

7 Rozdělení separačních metod. Metody založené na rozdílech v rovnovážné fázové distribuci složek. Metody založené na rozdílech v rychlosti migrace složek: a) přes polopropustnou membránu b) v silovém poli

8 Separační metody založené na fázových rovnováhách Plyn-kapalina Plyn-pevná fáze Kapalina-kapalina Kapalina-pevná fáze destilace sublimace extrakce srážení pěnové dělení separace na molekulových sítech kapalinová rozdělovací (partiční) chromatografie frakční krystalizace plynová rozdělovací (partiční) chromatografie GLC plynová adsorpční chromatografie GSC LLC gelová permeační chromatografie GPC separace na molekulových sítech zonální tavení kapalinová adsorpční chromatografie LSC iontově výměnná chromatografie IEC

9 Separační metody založené na rozdílech v rychlosti migrace Přes polopropustnou membránu ultrafiltrace obrácená osmóza dialýza elektrodialýza V silovém poli gravitačním, elektrickém, magnetickém, tepelném elektroforéza termodifúze ultracentrifugace hmotnostní spektrometrie frakcionace tokem FFF izotachoforéza

10 Základní pojmy Rovnovážná distribuce složky mezi dvě fáze Distribuční konstanta (distribuční koeficient): [] K D() = [] Konstantní jen v oblasti velmi nízkých koncentrací Termodynamická konstanta K D 0 je definována jako poměr aktivit a je funkcí teploty a tlaku Konvence: Chromatografie v čitateli stacionární fáze Extrakci v čitateli organická fáze (Jinak nutno specifikovat) Vypovídací schopnost distribuční konstanty je limitovaná: např. chceme zakoncentrovat analyt a máme V org = ml organické fáze a V aq = 00 ml vodné fáze, přitom K D() = 00. Separace analytu je tedy v poměru :!

11 Kapacitní poměr: k () (n ) (c) V = = = K D() β (n ) (c ) V β fázový poměr Separace dvou složek na základě fázových rovnováh předpokládá odlišnost distribučních konstant poměr distribučních konstant dvou složek se označuje α Separační faktor: α = K K D() (alternativní názvy: separační poměr, separační koeficient, v chromatografii-retenční poměr v destilaci-relativní těkavost) D(B) Konvence: Hodnoty se dosazují tím způsobem, aby α >. Lze dále psát: K α = K D() D(B) = k k () (B) = [] [B] [] [B]

12 Vypovídací schopnost separačního faktoru o průběhu a výsledku separace je limitovaná Vyšší hodnota separačního faktoru by měla usnadňovat dělení obou složek, znamená totiž vyšší látkovou koncentraci složky ve fázi ve srovnání a se složkou B. Výsledek separace ale ovšem spíše záleží na látkových množstvích složek ve fázích než na jejich koncentracích. bsolutní hodnoty distribučních konstant jsou podstatné Např. Mějme složky a B a dvě fáze a Pokud je K D() = 6 a K D(B) =, přecházejí obě složky snadno do fáze. Pokud je ale naopak K D() = 0,6 a K D(B) = 0, jsou obě složky zadržovány spíše ve fázi. Separační faktor je v obou případech stejný!

13 Je vhodnější účinnost separace popisovat jako podíl množství složky ve fázi, ze které složku můžeme získat, k celkovému množství složky v systému: Výtěžek: R () = (m (m) ) + (m ) = (n (n ) ) + (n )

Podobné dokumenty

Separační metoda. Fázový diagram

Separační metoda. Fázový diagram Separační metody využívají se k izolování (separaci) dokazované nebo stanovované složky z analyzované směsi a k odstranění rušivých (interferujících) komponent analyzovaného roztoku (účel získání čistých