JJManaj IZO-chromatografia

Transkrypt

Metody identyfikacji związków organicznych
Chromatograficzne metody rozdzielania
i identyfikacji związków organicznych
Jolanta Jaroszewska-Manaj
♦♦♦
#1
#2
1
2
Chromatografia
Elementy układu chromatograficznego:
Fizyczna metoda wykorzystująca różnicę szybkości migracji różnych cząsteczek do
rozdzielania składników mieszaniny pomiędzy dwie fazy
♦ faza nieruchoma (stacjonarna)
– fazę ruchomą i fazę nieruchomą (stacjonarną).
— substancja porowata — adsorbent
Zastosowanie metod chromatograficznych
(np. żel krzemionkowy, tlenek glinowy, celuloza, glinokrzemiany, polimery, itp.),
— Identyfikacja i oznaczanie substancji;
— substancja ciekła
— Otrzymywanie czystych związków chemicznych
(np. woda lub związek organiczny naniesiony na nośnik nieaktywny).
(nieodzowne przy określaniu struktury);
Poprawne określenia: stała faza stacjonarna, ciekła faza stacjonarna
— Rozdzielanie wieloskładnikowych mieszanin;
— Zastosowanie w badaniach fizykochemicznych.
IZO - Chromatografia
IZIZOObszar stopki
#3
#4
3
4
1
Elementy układu chromatograficznego:
Elementy
♦ faza ruchoma
układu
chromatograficznego:
♦ substancja chromatografowana
— Ciecz
• rozpuszczalnik lub układ rozpuszczalników, poruszający się względem fazy
stacjonarnej działaniem sił kapilarnych, na skutek swobodnego przepływu,
składniki rozdzielanej mieszaniny
lub pod ciśnieniem.
Ciekła faza ruchoma jest nazywana eluentem.
— Gaz
• wprowadzany pod ciśnieniem.
Gazowa faza ruchoma jest nazywana gazem nośnym;
#5
#6
5
6
#7
#8
7
8
Jak przebiega proces chromatograficzny
na przykładzie chromatografii adsorpcyjnej
IZIZOObszar stopki
2
Elementy układu chromatograficznego wzajemnie ze sobą oddziałują !
Rodzaje technik chromatograficznych
Chromatografia planarna
Fazę stacjonarną stanowi płaszczyzna.
Chromatografia kolumnowa
Faza stacjonarna umieszczona jest w rurce szklanej lub metalowej.
#9
#10
9
10
Chromatografia cienkowarstwowa
Rodzaje technik chromatograficznych
Chromatografia adsorpcyjna
Rozdzielanie związków organicznych techniką TLC
– najprostsze, najszybsze, najtańsze
Fazę stacjonarną stanowi adsorbent.
• faza stacjonarna ―
adsorbent na płytce
• faza ruchoma
roztwór rozwijający - eluent
―
Chromatografia podziałowa
Analizę wykonuje się
Fazę stacjonarną stanowi ciecz niemieszająca się z fazą ruchomą.
- na płaskiej powierzchni,
- najczęściej pod ciśnieniem atmosferycznym,
- w temperaturze pokojowej.
#11
11
IZIZOObszar stopki
#12
(TLC – thin Layer Chromatography)
12
3
Nanoszenie roztworów substancji badanej
W technice chromatografii cienkowarstwowej do nanoszenia na płytkę
stosujemy rozpuszczalnik, w którym związek najlepiej się rozpuszcza.
IZIZOObszar stopki
#13
#14
13
14
#15
#16
15
16
4
Wynik chromatografii poziomej
Wywoływanie chromatogramów
- Identyfikacja plamek barwnych związków;
- Identyfikacja plamek związków fluoryzujących w świetle UV;
- Stosowanie adsorbentów z indykatorem i identyfikacja plamek w świetle UV;
- Wizualizacja związków z wiązaniami wielokrotnymi w parach jodu;
- Spryskiwanie odczynnikami wywołującymi (np. ninhydryna, FeCl3, itp);
- Działanie manganianem (VII) potasu – utlenianie plamek;
- Działanie stężonym kwasem siarkowym – rozkład związku w plamce;
#17
densytogram
plamki na płytce
17
- Wypalanie płytek w wysokiej temperaturze;
- Itp.
#18
18
Wizualizacja chromatogramów
IZIZOObszar stopki
#19
#20
19
20
5
Współczynniki retencji
#21
#22
21
22
IZIZOObszar stopki
#23
#24
23
24
6
Powtarzalność wartości Rf
● skład eluentu
● aktywność adsorbentu
● wpływ temperatury
(zmiany składu fazy ruchomej, zmiany rozpuszczalności substancji).
● kondycjonowanie komory - nasycenie komory parami eluentu;
#25
#26
25
26
Dobór warunków chromatografii cienkowarstwowej
eluenty
IZIZOObszar stopki
#27
#28
27
28
7
Określenie polarności rozpuszczalnika
współczynniki polarności E
Szereg eluotropowy rozpuszczalników
Rozpuszczalnik
#29
Współczynnik E
Stała dielektryczna
n-Pentan
0,00
1,84
Toluen
0,29
2,38
Chloroform
0.40
4,80
Aceton
0.56
21,40
Metanol
0.95
33,60
29
#30
30
Obliczanie polarności eluentu:
E obl.
=
Wpływ rozpuszczalnika
x E1 + x E2 + ……..x En
x = ułamek objętościowy
Szereg eluotropowy wskazuje jak wzrasta siła wymywania.
En = wartość E czystego rozpuszczalnika
Przykład: E1 - chloroform, E2 - metanol
Kolejność rozpuszczalników zależy od rodzaju adsorbentu!
25 cm3 CHCl3 + 75 cm3 MeOH
E (CHCl3) = 0,40
E (MeOH) = 0,88
IZIZOObszar stopki
Przykład – szereg eluotropowy dla silikażelu:
#31
#32
31
32
8
Wymogi względem rozpuszczalników
stosowanych jako eluenty
— mają odpowiednie właściwości chemiczne (polarność),
Dobór warunków chromatografii cienkowarstwowej
— są dostępne, niedrogie,
adsorbenty
— są czyste,
— są nie reaktywne (względem adsorbentu i adsorbatu),
— odznaczają się średnią lotnością.
#33
#34
33
34
Aktywność adsorbentów
Podział adsorbentów względem polarności:
Podział adsorbentów względem mocy:
S
:
sacharoza, celuloza
Polarne:
SiO2, Al2O3
skrobia
Słabo polarne: MgO,
talk, węglan sodu
Ś
:
Niepolarne:
węglan wapnia
CaCO3
węgiel aktywowany, talk
tlenek magnezu (nieaktywowany)
S
:
silikażel
tlenek glinu
tlenek magnezu (aktywowany)
węgiel aktywowany
IZIZOObszar stopki
#35
#36
35
36
9
Typy oddziaływań adsorbentów
Podział adsorbentów względem charakteru chemicznego:
I Typ – brak na powierzchni grup aktywnych lub jonów
oddziałują niespecyficznie z adsorbatem (węgle aktywowane)
Kwasowe:
SiO2
Zasadowe:
.................
II Typ – występują centra aktywne z ładunkami dodatnimi
np. kwasowe grupy hydroksylowe (żel krzemionkowy)
Amfoteryczne: ......................
Obojętne:
III Typ – występują lokalne koncentracje ładunków ujemnych
węgiel aktywowany
np. ujemnie naładowane atomy tlenu itp. (tlenek glinu zasadowy)
#37
#38
37
38
Adsorpcja – oddziaływania międzycząsteczkowe:
Żel krzemionkowy
♦ Oddziaływania dipol – dipol
między cząsteczkami mającymi trwały moment dipolowy
♦ Oddziaływania dipol – dipol indukowany
między cząsteczkami dipolowymi i takimi, w których dipol
indukuje się poprzez sąsiednie cząsteczki
♦ Oddziaływania związane z tworzeniem wiązań wodorowych
wodór – atom elektroujemny (tlen, azot, chlorowiec)
IZIZOObszar stopki
#39
#40
39
40
10
Przykłady
Najczęściej używany adsorbent ― żel krzemionkowy SiO2 ∙ nH2O
Modyfikacje żelu krzemionkowego
Centra adsorpcyjne: grupy silanolowe i siloksanowe
#41
#42
41
42
Modyfikacje żelu krzemionkowego
IZIZOObszar stopki
Tlenek glinu
#43
#44
43
44
11
Celuloza
Węgle aktywowane
Naturalny polisacharyd złożony z cząsteczek glukozy
Niepolarne
połączonych wiązaniami β(1,4) – glikozydowymi
powierzchnia właściwa – 700 – 1200 m2/g
Polimery porowate
Niepolarne i polarne; kwasowe i zasadowe
Stosowana do analizy i rozdziału związków hydrofilowych,
Duża porowatość
zbyt silnie adsorbowanych przez silikażel lub tlenek glinu
#45
powierzchnia właściwa – kilkaset m2/g
45
#46
46
Podział adsorbentów względem zastosowania:
Jakim wymaganiom powinny odpowiadać dobre adsorbenty:
Przykłady zastosowania
Adsorbent
Tlenek glinowy zasadowy
aminy, węglowodory, alkaloidy,
• Selektywność i specyficzność działania;
zasady heterocykliczne;
Tlenek glinowy obojętny
aminy, amidy, alkaloidy, glikozydy;
Tlenek glinowy kwasowy
barwniki, związki kwasowe;
Żel krzemionkowy
aminy, kwasy karboksylowe, amidy,
węglowodory, inne związki obojętne
Celuloza
kwasy nukleinowe, sole, barwniki
• Duża pojemność adsorpcyjna i porowatość struktury;
• Całkowity brak rozpuszczalności w roztworze eluującym;
• Brak reaktywności względem eluentu;
IZIZOObszar stopki
• Brak reaktywności względem adsorbatu (badanego związku).
#47
#48
47
48
12
Chromatografia – zjawiska
Dobór warunków. Rodzaje TLC:
Związki rozpuszczają się w fazie ruchomej i wędrują wraz z nią.
♦ Z fazą normalną,
Ruch ten może być spowalniany przez fazę stacjonarną
faza stacjonarna ― polarna
na skutek:
(np. żel krzemionkowy),
faza ruchoma
— adsorpcji
chromatografia adsorpcyjna
— rozpuszczania związku
chromatografia podziałowa
— mniej polarna niż faza stacjonarna
(rozpuszczalnik organiczny lub mieszanina rozpuszczalników)
w fazie stacjonarnej
• Z odwróconą fazą
faza stacjonarna — niepolarna
(np. krzemionka związana z długim łańcuchem reszty organicznej),
— oddziaływań jonowych
chromatografia jonowymienna
— dyfundowania cząstek
chromatografia żelowa, sitowa
określonej wielkości do żelu
faza ruchoma — polarna
#49
(mieszanina wody i rozpuszczalnika organicznego)
— tworzenia kompleksów
chromatografia powinowactwa
#50
49
Chromatografia – klasyfikacja metod
Stan skupienia
Stan skupienia
fazy ruchomej
fazy stacjonarnej
Ciecz
50
Chromatografia – klasyfikacja metod
Typ chromatografii
Technika wykonania
Ciało stałe
Cieczowa, LSC
Planarna
Ciecz
Ciecz
Cieczowa, LLC
Gaz
Ciało stałe
Gazowa, GSC
Gaz
Ciecz
Gazowa, GLC
Typ chromatografii
a) Cienkowarstwowa TLC
b) Bibułowa PC
a) Cieczowa LC
Kolumnowa
b) Gazowa GC
c) Wysokosprawna, cieczowa HPLC
TLC – Thin-layer chromatography ; PC - Paper chromatography
#51
51
IZIZOObszar stopki
LC – Liquid chromatography;
GC – Gas chromatography ;
HPLC – High-performance liquid chromatography;
#52
52
13
Wymagania względem rozpuszczalników
Dobór warunków w chromatografii adsorpcyjnej
stosowanych jako eluenty
adsorbent - eluent
— mają odpowiednie właściwości chemiczne (polarność),
Na polarnej fazie stacjonarnej mało polarny rozpuszczalnik
— są dostępne, niedrogie,
ma mniejszą siłę wymywania.
— są czyste,
Im polarniejszy rozpuszczalnik tym większa siła eluowania.
— są nie reaktywne (względem adsorbentu i adsorbatu),
— odznaczają się średnią lotnością, niezbyt niską t. wrzenia,
— odznaczają się odpowiednią lepkością i niezbyt wysoką t. wrzenia.
#53
#54
53
54
Siła adsorpcji związków organicznych
IZIZOObszar stopki
Chromatograficzne rozdzielanie
pochodnych benzenu.
#55
#56
55
56
14
Siłła adsorpcji związków organicznych jest większa
Przykład chromatografii cienkowarstwowej
im większa jest ich polarność:
węglowodory nasycone
węglowodory nienasycone, aromatyczne
chlorowcopochodne
etery
aldehydy < ketony < estry
alkohole
Silikażel
fenole
aminy, amidy
kwasy karboksylowe
Stopień adsorpcji rośnie ze wzrostem liczby wiązań wielokrotnych,
grup funkcyjnych oraz z liczbą podstawników tego samego rodzaju.
#57
#58
57
58
Budowa chromatografowanych związków
Budowa chromatografowanych związków
Adsorbenty niepolarne:
Adsorbenty polarne
♦ adsorpcja w dużym stopniu zależy od wielkości cząsteczki
♦ mały wpływ wielkości cząsteczki
ze wzrostem masy cząsteczkowej rośnie,
♦ silniejsza adsorpcja związków aromatycznych i heterocyklicznych
(np.: na sadzach grafitowanych maksimum adsorpcji dla masy
♦ obecność długich łańcuchów alkilowych zmniejsza adsorpcję
♦ izomery orto, meta i para wykazują różną
cząsteczkowej ≈ 10000 Da, powyżej tej wartości adsorpcja maleje)
adsorpcję
- wpływ momentu dipolowego
♦ adsorpcja węglowodorów maleje w szeregu:
♦Możliwość rozdzielania izomerów cis i trans
- wpływ budowy geometrycznej
IZIZOObszar stopki
aromatyczne > parafiny > cykloparafiny
#59
#60
59
60
15
Zależność: Związek – adsorbent – eluent
Zależność: Związek – adsorbent – eluent
#61
#62
61
62
Zadanie
Na podstawie przedstawionych niżej wyników chromatografii TLC określ, którą
DOBÓR UKŁADU DO CHROMATOGRAFII
z substancji A, B, C stanowi :
ADSORPCYJNEJ
kwas m-chlorobenzoesowy, którą o-aminofenol, a którą 2-metylonaftalen.
Narysuj wzory tych związków.
Wytłumacz wybór. Zaproponuj schemat rozdziału mieszaniny tych związków.
Związki polarne adsorbują się silniej niż związki niepolarne.
Chromatografowanie związków polarnych wymaga stosowania słabszego
adsorbentu ale
polarnego eluentu.
Do związków niepolarnych stosujemy silniejsze adsorbenty
ale niepolarne eluenty.
IZIZOObszar stopki
#63
#64
63
64
16
Cieczowa chromatografia kolumnowa
#65
#66
65
66
Nanoszenie roztworów substancji badanej
W technice chromatografii kolumnowej
na kolumnę nanosimy
mieszaninę związków w jak najmniej polarnym rozpuszczalniku.
IZIZOObszar stopki
#67
#68
67
68
17
Gdy rozdzielamy mieszaninę związków bezbarwnych
Chromatografia podziałowa
Układ chromatograficzny w chromatografii podziałowej:
Faza stacjonarna – ciecz osadzona na nieaktywnym nośniku
Faza ruchoma – ciecz lub gaz
Substancje rozdzielane
Rozdział jest wynikiem różnic współczynników podziału
#69
#70
69
70
Typy kolumnowej chromatografii podziałowej
z odwróconą fazą
Hydrofilowa faza stacjonarna
Fa za r u ch o m a : w o d a
Faza ruchoma: chloroform
Faza stacjonarna: woda na bibule
z normalną fazą
Faza stacjonarna: olej parafinowy na bibule
Typy planarnej chromatografii podziałowej
IZIZOObszar stopki
Hydrofobowa faza stacjonarna
chloroform
Niepolarna faza ruchoma
Polarna faza ruchoma
chloroform
woda
N+P
#71
71
woda
N+P
P
N
N
P
#72
z normalnymi fazami
72
z odwróconymi fazami
18
Przygotowanie kolumny do chromatografii podziałowej
CHROMATOGRAFIA GAZOWA
Chromatografia z normalnymi fazami
Hydrofilowa faza stacjonarna: woda nasycona chloroformem
GC
adsorpcyjna
podziałowa
faza stacjonarna
c. stałe
ciecz
faza ruchoma
gaz
gaz
zjawiska
adsorpcja
podział
Niepolarna faza ruchoma : chloroform nasycony wodą
Chromatografia z odwróconymi fazami
Polarna faza ruchoma: woda nasycona chloroformem
Hydrofobowa faza stacjonarna: chloroform nasycony wodą
gaz nośny tylko transportuje substancję, nie oddziałuje z nią
#73
#74
73
74
CHROMATOGRAFIA GAZOWA GC
chromatogram
IZIZOObszar stopki
Wartość sygnału
Gaz nośny przemieszcza się szybciej niż składniki mieszaniny
t1
t1
t1
#75
#76
75
76
19
Ilość próbki
wskazanie detektora
w p r o w
ad z e n
ie
p r ó b k
i
Chromatogram – zapis stężenia substancji w funkcji czasu
maksimum pasma
o
sm ca
pa zor
w
czas
#77
#78
77
78
w p r o w
ad z e n
ie
p r ó b k
i
Chromatogram – zapis stężenia substancji w funkcji czasu
A
wskazanie detektora
to = 0,60 s – czas retencji substancji
niezatrzymywanej
maksimum pasma
tR – czas retencji
tR
tR, - zredukowany czas retencji
t R , = t R – t0
o
sm ca
pa zor
w
t0
Chromatogram – czasy retencji
t0 – czas zerowy,
tR,
czas retencji
B
tA = 2,10 s – czas retencji substancji A
tB = 4,50 s – czas retencji substancji B
Zredukowane czasy retencji:
t’A = tA – to = 2,10 – 0,60 = 1,5 s
t’B = tB – to = 4,50 – 0,60 = 3,9 s
związku
niezatrzymywanego
czas
IZIZOObszar stopki
#79
#80
79
80
20
Wielkości charakteryzujące rozdział
Współczynnik retencji
Czas retencji — określa czas od
k =
wprowadzenia substancji do chwili pojawienia
liczba moli substancji w fazie stacjonarnej
się maksimum stężenia
liczba moli substancji w fazie ruchomej
k =
,
t0
tR
=
t0
k
A
=
1,5
0,6
k
= 2,5
B
=
tR =
tR
L
u
* (1+ k)
t0
3,9
0,6
L – długość kolumny,
= 6,5
k – współczynnik podziału
#81
t’R – zredukowany czas retencji
t0 – zerowy czas retencji
#82
u – prędkość przepływu gazu nośnego
81
82
t’R1 t’R2
Rozdzielczość — miara skuteczności rozdzielenia składników
Współczynnik selektywności
RS = 2
t’R1 t’R2
t R1
=
k2
t R2
t R1
w1 + w 2
wskazanie detektora
α =
,
,
t R2
x
k1
t’R – zredukowany czas retencji ,
k – współczynnik podziału
#83
83
IZIZOObszar stopki
czas
#84
84
RS = 1,5 — oznacza całkowite rozdzielenie
21
Wielkości retencyjne
Chromatogram – selektywność, rozdzielczość
α =
,
t R2
,
t R1
=
3,9
Zredukowany czas retencji (t’R) jest charakterystyczny dla
substancji w określonym układzie chromatograficznym
=
2,6
Na różnych kolumnach substancja wykazuje różne t’R
1,5
t’R zależy jeszcze od:
RS = 2
x
t R2
t R1
w1+ w
2
= 2 x
2,4
= 2, 67
1,8
• Rodzaju i ilości ciekłej fazy stacjonarnej
• Średnicy kolumny
• Temperatury kolumny (wahań temperatury w trakcie pomiaru)
w1 = w2 = 1,8
• Prędkości przepływu gazu nośnego
• Objętości wolnej przestrzeni w aparaturze
#85
• Innych czynników
85
Względne wielkości retencyjne
#86
86
Wielkości retencyjne — Indeks retencji IX
Indeks retencji IX substancji X wykorzystuje liniową zależność:
Retencja względna
R SW =
log tr’ = ƒ(liczba atomów węgla w n-alkanach)
t' S
t' W
n = 10 (dekan)
t’S – zredukowany czas retencji badanej substancji
n = 7 (heptan)
t’W – zredukowany czas retencji wzorca
n = 5 (pentan)
Jako substancje wzorcowe stosuje się n-alkany
Retencja względem n-nonanu (C9H20) to liczba nonanowa#87
87
IZIZOObszar stopki
#88
88
Indeksy retencji IX Kovatsa zależą od rodzaju fazy stacjonarnej
22
Dobór warunków analizy
Wielkości retencyjne — Indeks retencji IX
Indeks retencji IX substancji X wykorzystuje liniową zależność:
Gazy nośne – dobór
log tr’ = ƒ(liczba atomów węgla w n-alkanach)
Gazy nośne: wodór, azot, argon, hel, itp.;
rodzaj gazu ma mały wpływ na rozdział;
Wybór zależy od rodzaju detektora,
dostępności,
n = 7 (heptan)
czystości gazu,
n = 6 (heksan)
ceny;
Przygotowanie: wygrzewanie w wysokiej temperaturze,
oczyszczanie (osuszanie, odtlenianie)
#89
89
Indeksy retencji IX Kovatsa zależą od rodzaju fazy stacjonarnej
#90
Regulacja natężenia przepływu – powtarzalność pomiarów
90
Wypełnienia do chromatografii podziałowej GC:
Wypełnienia do chromatografii adsorpcyjnej GC:
Stacjonarna faza ciekła na nośniku
Wymagania:
Powierzchnia jednorodna o jednakowej aktywności.
Nośniki – silikażele,
Przygotowanie: Aktywacja przez wygrzewanie w wysokiej temperaturze
Chromosorby niesilanizowane, polarne (różnią się zdolnością
adsorbowania ciekłej fazy stacjonarnej);
Rodzaje adsorbentów:
Nieorganiczne
Chromosorby silanizowane, niepolarne;
żele krzemionkowe; Corasil, Porasil, Chromosil, itp.
Ciekłe fazy stacjonarne – gęste, oleiste, mało lotne ciecze;
Polimerowe
polarne i niepolarne; Porapaki, Chromosorby, Polichromy
Wymagania – odporność termiczna,
Węglowe
odporność na działanie gazu nośnego,
grafityzowane sadze - Carbopaki
#91
91
IZIZOObszar stopki
#92
nieaktywność względem badanych substancji
92
23
Charakterystyka polarności faz stacjonarnych
Stacjonarne fazy niepolarne: długołańcuchowe alkany
(Indeksy retencji McReynoldsa)
Najczęściej stosowane związki wzorcowe
benzen
Stacjonarne fazy średnio polarne: żywice, oleje silikonowe
CH3-CH2CH2CH2-OH
1-butanol
CH3-CH2-CH2-CH-CH3
2-pentanol
OH
nitropropan
Stacjonarne fazy polarne: poliglikole, poliestry
C H 3 -C H 2 -C H 2 -N O 2
pirydyna
#93
#94
N
93
Wybór fazy stacjonarnej
94
Wybór fazy stacjonarnej
Do rozdzielania substancji niepolarnych
Do rozdzielania substancji polarnych
należy stosować stacjonarną fazę niepolarną.
należy stosować stacjonarną fazę polarną.
NA NIEPOLARNEJ KOLUMNIE:
NA POLARNEJ KOLUMNIE:
Substancje niepolarne, różniące się temperaturą wrzenia, eluowane są
z kolumny w kolejności temperatur wrzenia (zgodnie z lotnością).
Gdy temperatury wrzenia związków są takie same, a polarność różna,
Gdy temperatury wrzenia związków są takie same, a polarność różna,
z kolumny polarnej najpierw schodzi substancja o mniejszej
polarności,
jako druga
schodzi
substancja
bardziej polarna.
najpierw schodzi substancja bardziej polarna, potem – mniej polarna.
IZIZOObszar stopki
#95
#96
95
96
24
Zadanie: chromatogram na kolumnie polarnej i
niepolarnej
Wpływ temperatury kolumny na rozdział
chromatograficzny
W wyniku ogrzewania kwasu octowego (K) (tw. 141-142oC; c.; ∞ W, A, E)
z 2- propanolem (A) (tw. 107-109oC) w obecności katalitycznej ilości H2SO4
otrzymano produkt (E) (tw. 141 - 142oC; c.; b.t.r. W; ∞ A, E).
Dobór temperatury kolumny zależy od:
♦ temperatur wrzenia (lotności) rozdzielanych związków,
Naszkicuj chromatogram GC dla mieszaniny poreakcyjnej.
♦ rodzaju wypełnienia;
#97
#98
97
98
Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny
Wpływ temperatury kolumny na rozdział
chromatograficzny
Chromatografia izotermiczna
Chromatografia podziałowa (ciekła faza stacjonarna)
Temperatury składników różnią się 20o – 30oC
Temperatura kolumny niższa od t.wrzenia składników
– stała temperatura kolumny
Chromatografia adsorpcyjna (stała faza stacjonarna)
Temperatura kolumny wyższa od t.wrzenia składników
IZIZOObszar stopki
#99
#100
99
100
25
Ogólna zasada:
Zbytnie podwyższenie temperatury pogarsza rozdział
(niektóre składniki nie ulegną rozdziałowi – dają jeden pik);
Zbytnie obniżenie temperatury powoduje poszerzenie
i niesymetryczność pików
–
„ogonowanie” pików,
(rozmycie pików spowoduje niewykrycie małych ilości związku).
#101
#102
101
102
Programowanie temperatury kolumny
a)
b)
c)
Zadanie
Metodą chromatografii gazowej analizowano następującą
mieszaninę. Temperatury wrzenia tych związków zawierają
się w granicach 139-141OC.
1. kwas propionowy,
20s
40s
60s
3.
kwas akrylowy,
2. cyklopentanol
4. Acetyloaceton
Analizę prowadzono na kolumnie polarnej, zmieniając
d)
temperaturę kolumny: 40OC, 80OC, 100OC, 150OC.
Wskaż najlepszy chromatogram – w jakiej temperaturze
prowadzono tę analizę.
10min
IZIZOObszar stopki
Dopasuj pasma do każdego związku.
#103
#104
103
104
26
Chromatografia jonowymienna
Zadanie
W wyniku ogrzewania ze stężonym roztworem HBr alkohol neopentylowy (2,2dimetylopropanol, tw.113oC) dał oprócz I–rzędowego bromku neopentylu (tw.105
oC)
Różnice w powinowactwie chemicznym składników rozdzielanej
jeszcze dwa produkty A (tw. 109 oC) i B (tw. 38 oC).
mieszaniny do złoża jonowymiennego - obdarzonego ładunkiem.
Mieszaninę
poreakcyjną
badano
metodą
chromatografii
gazowej.
Na
chromatogramie oprócz pików produktów stwierdzono obecność piku substratu.
Przedstaw schemat reakcji.
Właściwości wymieniaczy jonowych:
Naszkicuj chromatogram jaki otrzymano stosując kolumnę z wypełnieniem polarnym.
― nierozpuszczalne w wodzie,
a
― odporne chemicznie,
?
0
2
4
6
8
10
― ziarna muszą wykazywać formę kulistą.
12
14
16 jednostki czasu
#105
#106
105
106
Budowa złoża jonowymiennego
Rodzaje wymieniaczy jonowych
A) szkielet polimerowy
B) grupy funkcyjne związane z organicznym szkieletem
Anionity
- wymieniają aniony
Kationity
- wymieniają kationy
Amfolity
- wymieniają oba rodzaje jonów w zależności od pH
C) przeciwjony
Jony bipolarne - wymieniają i aniony i kationy
IZIZOObszar stopki
#107
#108
107
108
27
Budowa złoża jonowymiennego
Szkielet polimerowy
Przeciwjony - biorą udział w wymianie
• żywice jonowymienne lub modyfikowane celulozy.
mają przeciwny ładunek do grupy funkcyjnej.
Grupy funkcyjne związane z organicznym szkieletem
np.
przeciwjony w kationitach: H+, Na+, K+ itp.
• grupy funkcyjne kationitów mają charakter kwasowy
przeciwjony w anionitach: OH¯ , Cl¯ , NO3¯ , CH3COO¯
np.: -SO3H, -COOH, -PhOH;
itp.
• grupy funkcyjne anionitów mają charakter zasadowy
np.: -NH2, -NHR, -NR3.
#109
#110
109
110
IZIZOObszar stopki
#111
#112
111
112
28
Chromatografia żelowa
Wykorzystanie różnic w wielkości każdego składnika próbki.
Powinowactwo jonów
Przykład:
— rośnie ze wzrostem ładunku elektrycznego jonu
Małe
cząsteczki
wnikają do
wnętrza ziaren
polimeru
i są
zatrzymywane
— dla jonów o jednakowym ładunku, powinowactwo
wzrasta ze wzrostem masy jonu
Rozdział białek różniących się masą
cząsteczkową
lub
oddzielanie białek od składników
niskocząsteczkowych
#113
113
oczyszczone białko
jest eluowane z kolumny
#114
114
Chromatografia powinowactwa (afinitywna)
Wykorzystanie specyficzności biologicznej każdego składnika
próbki rozpuszczonej w fazie ruchomej, powodującej odmienną
interakcję z ligandem związanym z powierzchnią adsorbentu;
ligand
Przykłady:
adsorbent
oddziaływanie
białko z wysokim
powinowactwem do
ligandu zatrzymane
na kolumnie
enzym – substrat,
enzym – inhibitor,
przeciwciało – antygen itp.
IZIZOObszar stopki
#115
białko
nieoddziałujące
115
29

JJManaj IZO-chromatografia

Transkrypt

Podobne dokumenty

II ROK ANALITYKI MEDYCZNEJ CHROMATOGRAFIA

Chromatografia cieczowa

Przedmiot: CHROMATOGRAFIA CIECZOWA Kod przedmiotu

Firma „PAULA” renomowany producent naturalnych dodatków do

Chromatografia

Analiza aktywnych składników leków metodą HPLC Cel ćwiczenia

Nazwa przedmiotu1): Nowe metody (postępy) w analizie żywności

Literatura uzupełniająca

genetyka i biologia eksperymentalna