13 2 kromatografija n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
13.2.KROMATOGRAFIJA PowerPoint Presentation
Download Presentation
13.2.KROMATOGRAFIJA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 68

13.2.KROMATOGRAFIJA - PowerPoint PPT Presentation


  • 733 Views
  • Uploaded on

13.2.KROMATOGRAFIJA. Kromatografiju je izumio ruski botaničar Tswett (Cvet) početkom 20. st. Primijenio je kromatografsku tehniku za odjeljivanje otopine biljnih pigmenata klorofila i ksantofila prolaskom kroz staklenu kolonu napunjenu usitnjenim Ca-karbonatom.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '13.2.KROMATOGRAFIJA' - stockton


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
13 2 kromatografija
13.2.KROMATOGRAFIJA

Odjel za kemiju

slide2

Kromatografiju je izumio ruski botaničar Tswett (Cvet) početkom 20. st.

Primijenio je kromatografsku tehniku za odjeljivanje otopine biljnih pigmenata klorofila i ksantofila prolaskom kroz staklenu kolonu napunjenu usitnjenim Ca-karbonatom.

Odjeljeni sastojci vide se na koloni kao obojene vrpce po kojima je ta tehnika dobila ime (grč. Chroma = boja)

13 2 1 kromatografske metode
13.2.1. KROMATOGRAFSKE METODE

Definicija i osnovni pojmovi

Kromatografija je fizikalna metoda koja se koristi za razdvajanje smjesa kojom se sastojci koji se razdvajaju raspodjeljuju između dvije faze:

    • nepokretne ili stacionarne faze (stationary phase, adsorbent, SP)
    • pokretne ili mobilne faze (mobile phase, eluent, MP)
  • Stacionarna faza: kruta, tekuća (vezana na čvrstom nosaču), gel
  • Mobilna faza
    • plinovita: plinska kromatografija (gas chromatography, GC),
    • tekuća: tekućinska kromatografija (liquid chromatography, LC)
slide4
Kromatografska kolona: cijev koja sadrži stacionarnu fazu i kroz koju prolazi mobilna faza.
  • Kromatograf: uređaj za izvođenje kromatografskih razdvajanja
  • Kromatogram: grafički prikaz odziva detektora (kromatografske analize)
slide5
13.2.1.1. PODJELA KROMATOGRAFSKIH

METODA

  • Plošna kromatografija
    • stacionarna faza nanesena je na ravnu plohu ili u pore papira. Mobilna faza prolazi kroz stacionarnu zbog kapilarnih sila ili gravitacije
  • Kromatografija na stupcu
    • stacionarna faza ispunjava usku cijev kroz koju se mobilna faza kreće pod utjecajem tlaka ili gravitacije
slide10
13.2.2. Kromatografska analiza:

1. Unošenje (injektiranje) analita

  • unošenje uzorka u mobilnu fazu

2. Razdvajanje analita u koloni

  • sastojci iz analita razdvajaju se u koloni na temelju različite raspodjele između dviju faza

3. Eluacija (ispiranje) komponenti iz kolone

  • različiti sastojci izlaze iz kolone u različitim vremenima

4. Detekcija

  • eluirane komponente obično se analiziraju mjerenjem neke od fizikalnih svojstava komponente (indeks refrakcije, UV apsorpcija, električna vodljivost …)
slide11
a) TEKUĆINSKA KROMATOGRAFIJA (LC)
  • Eluacija – ispiranje sastojaka koji prolaze kroz kolonu dodavanjem novih količina otapala.
  • Ako je stacionarna faza polarna onda se za mobilnu uzima nepolarna.
slide13
Raspodjela analita između faza

Analit se nalazi u ravnoteži između dvije faze:

Amobile ⇋Astationary

Konstanta ravnoteže K te reakcije zove se koeficijent raspodjele:

  • cS … molarna analitička koncentracija sastojka u stacionarnoj fazi,
  • cM … molarna analitička koncentracija sastojka u mobilnoj fazi.
slide14
Vrijeme zadržavanja(retention time) tR

- vrijeme potrebno da analit nakon unošenja uzorka stigne u detektor

Mrtvo vrijemetM

- vrijeme potrebno da mobilna faza prođe kroz kolonu

slide15
..... Faktor kapaciteta (faktor zadržavanja)

(retention factor, capacity factor)

  • za k'A znatno manje od 1  eluiranje je prebrzo, tR teško mjerljivo,
  • za k'A > 20-30 eluiranje je predugo,
  • k'A 1 – 5  idealno
slide16
b) KOLONSKA KROMATOGRAFIJA (CC)

Tiselius – začetnik kolonske kromatografije 1952.

a) punjene kolone

  • materijal: čelik, staklo, teflon
  • duljina: 2-3 m, unutarnji promjer: 2-4 mm
  • punjenje: čvrsti nosač (obično dijatomejska zemlja) na kojem je nanesen tanki sloj stacionarne (tekuće) faze

b)kapilarne kolone

  • materijal: danas uglavnom kvarcno staklo
  • duljina: 10-100 m, unutarnji promjer: 0.1 - 0.5 mm
  • punjenje: unutarnje stjenke prevučene samo slojem tekuće stacionarne faze ili nosačem na kojem se nalazi adsorbirana stacionarna faza
slide19

Primjena PC:

  • identifikacija supstancija,
  • ispitivanje čistoće supstancija.
  • Osobine PC:
  • relativno brza metoda,
  • potrebna mala količina materijala.
  • stacionarna faza: visokokvalitetni filter papir
  • mobilna faza: otopina razvijača

http://www.youtube.com/watch?v=EUn2skAAjHk

d tankoslojna kromatografija tlc
d) TANKOSLOJNA KROMATOGRAFIJA (TLC)

E. Stahl - začetnik tankoslojne kromatografije (TLC), 1950

Isti je pricip kao kod papirne kromatografije.

slide28

Tankoslojna kromatografija

(Thin layer chromatography (TLC))

e plinska kromatografija gc
e) PLINSKA KROMATOGRAFIJA (GC)

Martin i James – začetnici plinske kromatografije (GC), 1952.

(Nobelova nagrada)

  • Mobilna faza: - inertni plin koji eluira komponente smjese u koloni

napunjenoj stacionarnom fazom.

- Za razliku od tekućinske kromatografije u plinskoj kromatografiji analit ne

reagira s mobilnom fazom te zbog toga njegova brzina kretanja kroz

kolonu ne ovisi o kemijskoj strukturi mobilne faze.

  • Stacionarna faza:

- za odjeljivanje komponenti male molekulske mase:

stacionarna faza je čvrsta tvar velike specifične površine na koju se

adsorbiraju analizirane komponente,

- za odjeljivanje komponenti velike molekulske mase:

stacionarna faza je tekuća faza nanesena na površinu čvrstog nosača

adsorpcijom ili kemijskim vezanjem.

slide31
Analit:
  • ubrizgava se kao tekućina koja zbog visoke temperature u kromatografu prelazi u plinovito stanje,
  • temperatura ulaza instrumenta postavlja se na 50°C višu temperaturu od temperature vrelišta najslabije hlapljive komponente iz analizirane smjese.
slide32
Plinski kromatograf

Sastavni dijelovi aparata:

  • Plin nosilac (carrier gas):
    • kemijski inertan (N2 He, Ar, H2)
    • regulirani protok plina
  • Sustav za unošenje uzorka:
    • količina uzorka: 0.1 – 20 μL
    • mjesto unošenja uzorka je grijano (ca. 50°C iznad temp. vrelišta najmanje hlapljivog sastojka
slide33
Faze plinsko-kromatografske analize:
  • unošenje uzorka na vrh kolone,
  • transport uzorka mobilnom fazom kroz kolonu,
  • adsorpcija sastojaka u stacionarnoj fazi,
  • detekcija sastojaka.
  • http://www.wooster.edu/chemistry/analytical/gc/default.html
slide34

ECD

FID

slide39

Slika prikazuje sofisticirani plinski kromatografski sustav, koji bilježi koncentraciju akrilonitrila u zraku.

slide41
Mobilna faza: tekućina

Stacionarna faza: punila vrlo finih zrna

Tlak: nekoliko milijuna Pa (do 4 x 107 Pa = 400 bara)

- tlačna pumpa, sisaljka

Podjela HPLC (High Performance Liquid Chromatography):

(1) Razdjelna kromatografija

(2) Adsorpcijska kromatografija

(3) Ionsko-izmjenjivačka kromatografija

(4) Kromatografija isključenjem na osnovi veličine čestica

(size-exclusion chromatography)

Doseg HPLC: najveći u separacijskim tehnikama,

proizvodnja > mld USD godišnje

slide42
Prednosti HPLC:

- osjetljivost,

- prilagodljivost,

- analiza neisparljivih i termički osjetljivih spojeva,

- široki spektar uzoraka (industrija, znanost: aminokiseline,

nukleinske kiseline, šećeri, lijekovi, pesticidi, organometalni

spojevi, anorganske tvari i dr.)

slide46

13.2.3. DETEKTORI

Efluent s kolone mješa se s vodikom i zrakom i spaljuje.

Organski sastojci sagorijevaju u plamenu stvarajući ione i elektrone koji mogu provoditi elektricitet kroz plamen. Na vrh plamenika dovodi se visoki električni potencijal, a iznad plamena postavljena je kolektorska elektroda. Mjeri se električna struja izazvana pirolizom organskih sastojaka.

slide47
DETEKTORI

• Ključni su dio HPLC-uređaja: stalno se usavršavaju

• Nema opće primjenljivih detektora (kao FID/TCD)

• Zahtjevi: kao kod GC; dodatno: što manji volumen uzorka

• Tipovi: (1) prate promjenu svojstava mobilne faze

(indeks loma, dielektrična konstanta i dr.),

(2) detektori analita (UV, fluorescencija...).

• Zastupljenost: 71% UV, 15% fluorescencijski, 5% indeks loma

slide48
13.2.3.1. UV/VIS-apsorpcijski detektori

• Svojstva: univerzalnost, jednostavnost, selektivnost, osjetljivost

- vrlo su rašireni

• Načelo: apsorpcija elektromagnetskog zračenja u UV-(170 - 400 nm) i VIS-području (400 - 750 nm)

• Lambert-Beerov zakon (za kvantitativnu primjenu):

A = Ɛ × b × c

  • Tipični UV/VIS-detektor: volumen 1-10 μl, duljina 2-10 mm,

tlak < 40 bar (potrebni reduktori)

slide49
13.2.3.2. Detektori s filterima

- Izvor zračenja: Hg-lučnica iz koje filtar izdvaja λ = 254 nm (odnosno 250, 313, 334 nm) - primjena ograničena.

  • Izvor zračenja: deuterijeva (D2) ili volframova (W) lampa s više filtera (rotirajući) - za serijske analize uzoraka poznata sastava.

13.2.3.3. Detektori s monokromatorima

- Prizme ili optičke rešetke (grating) razdvajaju polikromatsko svjetlo na

komponente određenih valnih duljina koje se potom djelovanjem pukotine

odaberu prema uzorku da bi se snimio cijeli kromatogram.

slide50
Alternativa: za svaku komponentu uzorka (ako su dovoljne razlike tR)

odabire se najpogodnija λ, uz moguću kompjutorsku podršku

- izvor D2-lučnica (190-800 nm), uz izdvajanje putem rešetke (grating) snopova širokih 2-4 nm (starije naprave 20-40 nm)

13.2.3.4. Detektor s nizom dioda (Diode Array Detector)

Načelo: osvjetljivanje uzorka polikromatskim svjetlom (“bijelim”) D2-lučnice,

a potom disperzija optičkom rešetkom na snopove 2 nm koji

istodobno padaju na niz od cca 316 dioda

- Cijeli snimak (scan): 0,1 sekunda (u praksi nekoliko sekundi) uz odličnu reproducibilnost.

Dobiva se i pohranjuje cijeli spektar svake komponente.

slide53
13.2.3.5. Fluorescencijski detektori

• Fluorescencija – neke tvari apsorbiraju elektromagnetsko zračenje i pri relaksaciji (prelazak iz pobuđenog u osnovno stanje) emitiraju zračenje više valne duljine λ (često u vidljivom dijelu spektra, VIS)

• Ograničeno na fluorescirajuće spojeve (farmacija, prirodni i klinički spojevi,naftni derivati); moguća je pretvorba nefluorescirajućih u fluorescirajuće spojeve!

• Izvori elektromagnetskog zračenja:

(1) Hg-lučnica (emitirano svjetlo izolira se s filtera)

(2) Xe-izvor (monokromatori su optičke rešetke)

• Emitirana svjetlost širi se u svim smjerovima pa je fotoelektrični detektor pod 900 prema λ upadne zrake

slide55
13.2.3.6. Detektori za mjerenje indeksa loma

• Svojstva: pouzdanost, neovisnost o protoku, niska osjetljivost, ovisna

o temperaturi (opći uređaj poput FID)

• Načelo: prisutnost otopljene tvari (solute) mijenja indeks loma

mobilne faze (MF)

• Naprava: Diferencijalni detektor; u komoru odijeljenu staklenom

pločicom s jedne strane prolazi otapalo a s druge eluat.

Ploča uzrokuje lom ulazne zrake.