CHROMATOGRAFIE ÚVOD Společný rys působením nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní).

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "CHROMATOGRAFIE ÚVOD Společný rys působením nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní)."

Petr Hruška
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 CHROMATOGRAFIE ÚOD Existují různé chromatografické metody, viz rozdělení metod níže. Společný rys chromatografických dělení: vzorek jako směs látek - složek se dělí na jednotlivé složky působením dvou vzájemně se nemísících fází: jedna fáze je nepohyblivá (stacionární), druhá pohyblivá (mobilní). zorek je umístěn na počátek nepohyblivé fáze, kterou se pohybuje fáze pohyblivá. Jednotlivé složky směsi jsou uváděny do pohybu (strhávány) pohyblivou fází a nepohyblivou fází zachycovány - brzděny v pohybu. Na různé složky působí různě velké síly brzdící a případně i různě velké síly urychlující, takže jednotlivé složky postupují nepohyblivou fází různými rychlostmi. Na počátku tvořily jedinou směs, ale po určité době pohybu urazí různé vzdálenosti, a tak se vzájemně od sebe oddělí. Např. při chromatografii na tenké vrstvě tvoří často nepohyblivou fázi tenká vrstvička drobných zrnek silikagelu na hliníkové folii. Na počátek vrstvy je vložena kapka vzorku inkoust (směs několika barevných látek), která se vsákne. Tenká vrstva se postaví do vhodného rozpouštědla (směs ethanol - voda), vzorkem směrem dolů (skvrna vzorku není ponořena). Rozpouštědlo se nasává a vzlíná, když dosáhne ke skvrně vzorku, rozpouští jeho složky a unáší je vzhůru vrstvou. Složky se na silikagelu výše z roztoku opět sorbují zastavení pohybu - a pak opět rozpouštějí v nově přicházejícím rozpouštědle. Neustále se opakovaně ustaluje rovnováha dle rozdělovacího poměru pro každou látku. Molekuly jedné složky stráví v průměru s celkové doby určitý čas v rozpouštědle pohybují se - a určitý čas jsou adsorbovány na silikagelu stojí. Složky s různými rozděl. poměry se pohybují po tenké vrstvě různě rychle a vytvoří nakonec samostatné skvrny. Na obrázku je vidět, že nejrychleji postupovalo barvivo žluté a nejpomaleji zelené.

pohyblivá (mobilní). zorek je umístěn na počátek nepohyblivé fáze, kterou se pohybuje fáze pohyblivá.

2 <

3 Rozdělení chromatografických metod a) Podle skupenství mobilní fáze: kapalinová (LC, HPLC) plynová (GC) b) Podle uspořádání stacionární fáze: kolonová chromatografie plošné techniky (otevřené systémy) papírová (PC a tenkovrstvá (TLC, HPTLC) c) Podle převládajícího děje při separaci: adsorpční (g - s, l s) rozdělovací (g l, l - l) iontově výměnná gelová (vylučovací, size-exclusion) afinitní Někdy se používají zkratky založené na povaze zúčastněných fází: GLC, GSC, LLC, LSC

(TLC, HPTLC) c) Podle převládajícího děje při separaci: adsorpční (g - s, l s) rozdělovací (g l, l - l) iontově

4 D E T E K T O R K O L O N A M O B. F Á Z E Obecné schéma chromatografického pokusu (kolonové uspořádání): NÁSTŘIK ZORKU Na začátek kolony, kterou protéká mobilní fáze, se vnese malý objem směsi (vzorku). Složky směsi jsou protékající mobilní fází unášeny kolonou, přičemž za svého pobytu v koloně interagují se stacionární fází a opět přecházejí do mobilní fáze. Tento děj se mnohokrát opakuje. Liší-li se separační funkce (distribuční konstanty) složek směsi, dojde k jejich rozdělení do izolovaných pásů (zón).

fáze, se vnese malý objem směsi (vzorku).

5 Odezva detektoru NÁSTŘIK Eluční křivka (chromatogram): Záznam chromatografického dělení, závislost odezvy detektoru na objemu proteklé mobilní fáze, nebo na čase. Poloha píku (retenční objem) udává druh látky (kvalitativní analýza), plocha píku udává množství látky (kvantitativní analýza). =0 M R1 R2 Eluční objem, [ml] (Eluční čas, [min]) Y 2

Poloha píku (retenční objem) udává druh látky (kvalitativní analýza), plocha píku

6 Obrázek chromatogram udává závislost signálu detektoru na čase (na objemu proteklé fáze) Poloha píku (retenční objem - R ) udává druh látky (kvalitativní analýza), plocha píku udává množství látky (kvantitativní analýza). data: Eluční (retenční) objem: R Eluční (retenční) čas: t R R = t R F m (F m objemová rychlost toku) mezi objemem a časem je přímá úměra, lze sledovat objem nebo čas

7 čas zdržení (retence), nebo také eluční, je čas od nástřiku (startu) vzorku na kolonu až po objevení se maxima píku dané složky ekvivalentně retenční (eluční) objem, objem mobilní fáze proteklý kolonou za výše uvedenou dobu. Mrtvý objem: M objem mobilní fáze od nástřiku po detektor Na obrázku prvý pík by odpovídal látce, která se v mobilní fázi vůbec nezdržovala a postupovala tedy kolonou jen v mobilní fázi (její rychlostí)- její retenční objem mrtvý objem je označen M, ekvivalentně existuje i mrtvý čas Redukovaný eluční (retenční) objem: R = R - M Kapacitní poměr (faktor): k R M M ' R M

Mrtvý objem: M objem mobilní fáze od nástřiku po detektor Na obrázku prvý pík by odpovídal látce, která se v mobilní fázi vůbec nezdržovala a

8 Účinnost dělení: Rozlišení: R 2 Y R2 1 Y R1 2 Rozdíl retenčních objemů separovaných látek dělený průměrnou šířkou píků. Požaduje se minimálně R = 1,5. Rozlišení je funkcí 3 relativně nezávislých faktorů: R = f (k, r, n) k kapacitní poměr (míra retence) r selektivita (r = R2 / R1 ) n počet teoretických pater (účinnost kolony) Účinnost kolony: Počet teoretických pater: n 16 Y R 2 ýškový ekvivalent teoretického patra (HETP): H = L/n

Rozlišení je funkcí 3 relativně nezávislých faktorů: R = f (k, r, n) k kapacitní poměr (míra retence) r

9 Rozšiřování zóny v chromatografickém systému: livy způsobující rozšiřování zóny: o turbulentní difuze: závisí na zrnitosti náplně, rovnoměrnosti plnění, nezávisí na rychlosti proudění o molekulární difuze: dána difuzním koeficientem, závisí nepřímo úměrně na rychlosti proudění o odpor proti přechodu hmoty: difuze ve stacionární fázi, závisí přímo úměrně na rychlosti proudění van Deemterova rovnice: H A B u Cu

dána difuzním koeficientem, závisí nepřímo úměrně na rychlosti proudění o odpor proti přechodu hmoty:

Podobné dokumenty

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

Teorie chromatografie - III Příprava předmětu byla podpořena projektem OPPA č. CZ.2.17/3.1.00/33253 4.3.3 Teorie dynamická Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma