GASNA HROMATOGRAFIJA

- gasna hromatografija (GC) je metoda kod koje je mobilna faza gasovita

- noseći gas (mobilna faza) ne reaguje ni sa komponentama uzorka ni sa stacionarnom fazom

- uzorak je gasovit na radnoj temperaturi hromatografske kolone: dakle uzorak je ili gas ili lako isparljiva tečnost

- stacionarna faza je teško isparljiva tečnost ili čvrsta supstanca

- gasna hromatografija može biti gasno-tečna podeona (tanak film tečnosti nanet na inertnu čvrstu supstancu, komponenta se deli između gasne faze i tečnosti u kojoj se rastvara) ili gasno-čvrsta adsorpciona (komponenta se deli između mobilne faze i stacionarne faze na koju se adsorbuje)

- gasni hromatograf, principijelna šema

- noseći gas ne interaguje sa uzorkom i stacionarnom

fazom. Najčešće su to He, N2 ili H2.- gas u boci pod pritiskom: regulator pritiska, regulator

protoka (floumetar), slavina, uređaj za prečišćavanje gasa (odvajanje vlage i drugih nečistoća iz gasa)

- zbog znatno veće difuzije u gasovima, u GC su potrebini znatno veći protoci mobilne faze nego kod LC, slika desno- za sva tri najčešće upotrebljavana

gasa visine teorijskih platoa su slične ali na različitim protocima,sledeći slajd

- tečni uzorak se unosi mikrošpricom, uobičajene zapremine su 0.1 - 10 μL

- gasni uzorak (0.5 – 10 mL) pomoću posebne slavine za gasno uzorkovanje: ona se spoji na sud koji sadrži gas koji treba da se analizira

- injektor je deo hromatografa koji prihvata uzorak, priprema ga i prenosi u hromatografsku kolonu

- od okoline je odvojen septumom (od silikonske gume), uzorak se unosi probadanjem igle mikrošprica

- injektor je na dovoljno visokoj temperaturi da brzo ispari uzorak

- u injektoru se ispareni uzorak može razblažiti u odgovarajućoj zapremini nosećeg gasa pa se onda uvodi u kolonu

- ako se uzorak ne ispari dovoljno brzo, hromatografski pikovi neće biti dovoljno uski

- injektor sa razdelom protoka samo mali deo uzorka uvodi u kolonu, što obezbeđuje ravnotežne uslove u koloni, zbog velikog razblaženja. Sa druge strane, to nije zgodno ako se traže tragovi komponenti. U tom slučaju se koristi injektor u sredini. Desni injektor, uzorak direktno u kolonu, uz predhodno isparavanje.

- kolone za gasnu hromatografiju: gas ima malu viskoznost u odnosu na tečnosti: dugačke kolone, velika brzina mobilne faze

- temperatura kolone se kontroliše, po potrebi se može i menjati tokom hromatografske analize. Temperatura se obično kreće između 50 i 250 oC.

- dve vrste kolona: punjene kolone i otvorene kapilarne kolone

- punjene kolone: prečnika 2-4 mm, dužina 2-3 m, kolona smotana u kotur prečnika do 20 cm

- nosač stacionarne faze inertna

supstanca, malih čestica, velike

specifične površine: teflonski prah,

staklena zrnca, kvarc

- na nosač stacionarne faze nanosi se tečna faza u tankom sloju: mora da ima odgovarajuću polarnost (nepolarnost), da se lako nanosi i da ostaje vezana za nosač, da je hemijski inertna za dati sistem i da je termostabilna

- kod gasne adsorpcione hromatografije (gas-čvrsto) kolona se puni supstancom velike specifične površine i adsorpcione moći: zeoliti, aktivni ugalj, Al2O3...

- punjene kolone imaju veći kapacitet ali manju efikasnost

- kapilarne kolone imaju unutrašnji prečnik manji od 1mm, dugačke su 10-60 m, imaju veliku efikasnost, brzina mobilne faze je velika pa je i vreme trajanja analize manje, manji kapacitet u odnosu na punjene kolone

- uticaj temperature

na hromatogram- izotermalni hromatogram- hromatogram dobijen

programiranjem T- povećanje T smanjuje

retenciona vremena i

rezoluciju, povećava

oštrinu pikova

- detektori u gasnoj hromatografiji: mogu biti specifični (registruju samo određenu klasu jedinjenja) i nespecifični

- detektor termalne provodljivosti je nespecifičan, meri razliku termalne provodljivosti nosećeg gasa i komponenti uzorka: neće se registrovati samo komponenta koja ima istu toplotnu provodljivost kao noseći gas

- kad naiđe hromatografska

traka temperatura niti će se

promeniti, promeniće se time

njen otpor i to će proizvesti

signal- skoro univerzalan, veliki opseg

linearnosti, osetljiv

- plameno-jonizujući detektor, u plamen koji se dobija sagorevanjem vodonika uvodi se gas sa komponentama iz kolone. Organska jedinjenja u plamenu jonizuju, mehanizam komplikovan, broj dobijenih jona proporcionalan broju C atoma u jedinjenju

- joni se kolektuju na katodi, dobijena struja je srazmerna koncentraciji i broju C atoma

- osetljiv, linearan - samo za organska

jedinjenja

- detektor zahvata elektrona: gas koji izlazi iz kolone se jonizuje nekim radioaktivnim izvorom, dajući jone i elektrone što daje struju između dve suprotno naelektrisane ploče. Kad se u uzorku pojavi jedinjenje koje može da apsorbuje elektrone, struja pada i na taj način se detektuju organske komponente koje imaju elektronegatuvne atome u svom sastavu (npr. halogeni, sumpor,

kiseonik, fosfor, nitro grupe)- detektor nije osetljiv na

ugljovodonike i etre

- specifičan detektor

- gasni hromatograf sa masenim spektrometrom kao detektorom: instrument visokih performansi, znatno skuplji i složeniji za korišćenje

- primer gasnih hromatograma

- tipičan gasni hromatograf sa autosemplerom (uređaj za automatsko injektovanje)

- 2000 GC instrumenata se proda godišnje u svetu- 25000 GC instrumenata u upotrebu u svetu- 15-3000$ po komadu prosečno (sa masenim

detektorom znatno skuplji)- gasna hromatografija metoda za analizu gasovitih i

isparljivih jedinjenja: gasovi i organska jedinjenja

Literatura:

1. Savić i Savić, Analitička hemija, 411-444

2. Grupa autora iz Vinče, Hromatografija, 1988, str. 21-44

- ekstrakcija iz čvrste faze: metoda koncentrovanja i separacije. Veliki značaj u analitičkoj hemiji.

http://www.unsolvedmysteries.oregonstate.edu/GCMS_05.shtml