Applications

Objectifs de l'expérience
1. Apprenez le chromatographie en phase gazeuse Structure de base et fonctionnement de base.
2. Apprenez le principe de séparation de la colonne et les facteurs d'affection de la résolution
3. Apprenez à calculer la résolution.
4. Apprenez l'analyse qualitative basée sur le temps de rétention et la méthode d'analyse quantitative standard interne.
Chromatographe en phase gazeuse
La chromatographie en phase gazeuse (GC) est un type commun de chromatographie utilisé dans la chimie analytique pour séparer et analyser des composés qui peuvent être vaporisés sans décomposition.

Fig. 1 Diagramme de structure du chromatographe en phase

Structure de l'instrument
Gaz transporteur
Transportez un échantillon pour séparer dans la colonne, arrivez dans le détecteur.

Le gaz porteur utilisé pour GC doit être inerte chimique.
Haute pureté, besoin d'éliminer l'humidité et les impuretés si nécessaire.

Entrée
Échantillonnage et vaporiser l'échantillon au gaz avant de venir à la colonne.

Fig.2 Diagramme d'entrée

Temp.
Volume d'échantillonnage d'entrée emballé: 1 ml
Volume d'échantillonnage à entrée capillaire: 1ul
Ratio de division: dépend de la densité de la capacité de l'échantillon et de la colonne
Colonne
Colonne emballée:
Inerte chimique et remplissage uniforme
La surface de remplissage de la colonne est recouverte d'une phase stationnaire liquide
La plupart des colonnes emballées mesurent 1,5 à 10 m de longueur et 2 à 4 mm dans la colonne capillaire de diamètre intérieur
Colonne capillaire de silice fusionnée
Diamètre intérieur inférieur à 1 mm, longueur de quelques mètres à cent mètres

Fig.3 Structure de la colonne capillaire

Température du four à colonne
Erreur de contrôle de la température dans 0. 1 ° C.
La température de colonne appropriée est légèrement supérieure au point d'ébullition moyen de l'échantillon.
La réduction de la température de la colonne peut augmenter la résolution et prolonger le temps d'analyse.
Améliorez la température de la colonne, accélérez le pic et réduisez le degré de séparation.
Si les points d'ébullition des composants de l'échantillon sont très différents, une méthode d'augmentation de température programmée doit être adoptée, remettez en considération à la fois les composants à faible arborescence et les composants à haut débit pour obtenir une distribution de temps de pointe appropriée.
Détecteurs

Détecteur ionisé à la flamme de FID

Structure FID

L'hydrogène brûle dans l'air pour former une flamme d'hydrogène
Les composés organiques brûlent dans cette flamme, générant des ions et des électrons attachent un champ électrique fort et un collecteur au-dessus de la flamme
Les ions et les électrons se déplaceront dans le sens du champ électrique et formeront une différence de tension à travers le collecteur.
Détecteur de type masse
Sensibilité élevée, faible bruit, large gamme de réponse linéaire
Structure simple, maintenance facile et bonne durabilité
Échantillon complètement brûlé

Principe de chromatographie

Lorsque l'échantillon se vaporise par le port d'injection et entre dans la colonne, les molécules du composé se dissolveront dans la phase stationnaire, puis se réévaporent vers la phase mobile sous l'influence de la température et du flux de gaz.
Il y a deux forces qui affectent simultanément la séparation des composants, (1) l'équilibre de la pression de vapeur basée sur la loi de Raoul et (2) l'interaction entre les molécules des composants et les molécules de phase stationnaire, l'ordre de l'écoulement est le résultat de ces deux forces en concurrence.
Les composés ayant une forte affinité dans la phase stationnaire sont difficiles à vaporiser à la phase mobile, et le temps d'élution de la colonne (temps de rétention, RT) est plus long.
Sur la base du principe de compatibilité similaire, les colonnes de polarité différentes conviennent à la séparation des composés de la polarité correspondante.
Résolution

temps entre les deux pics, divisés par les largeurs combinées des pics d'élution.

Facteur de correction
L'analyse quantitative de la chromatographie est basée sur le fait que la quantité de composante est proportionnelle à la zone de pointe:

Facteur de correction du poids:

Méthode quantitative
Méthode standard externe
La courbe d'étalonnage peut être établie en fonction des équations suivantes:

Appliqué à l'analyse régulière
Avantages: fonctionnement facile et calcul
Pénurie: La précision des résultats dépend de la répétabilité de l'injection et de la stabilité des conditions de fonctionnement.

Méthode standard interne
Ajoutez une certaine quantité de substance pure dans l'échantillon comme norme interne.

Plage d'application: déterminer uniquement plusieurs composants de l'échantillon, et tous les pics des composants ne peuvent pas être coulés
Avantages: moins d'influence des conditions de fonctionnement, de l'équipe beaucoup
Pénurie: inapte pour une analyse rapide
Expérience
Instrument et réactifs
Chromatographe en phase gazeuse G5
Colonne: DB-1, 30m * 0,25 mm * 0,25 μm
Gaz porteur: azote
Gaz auxiliaire: air et hydrogène
Seringue: 5U
Réactifs
Éthanol absolu de qualité AR;
Solution d'étalonnage qualitative: prendre 0,5 ml de quatre normes d'isomères de butanol dans quatre flacons volumétriques de 10 ml et diluer avec de l'éthanol absolu à la marque (laboratoire fourni)
Solution standard quantitative : préparation des étudiants Solution échantillon inconnue, la teneur en n-butanol est connue pour être de 0,4050 g/10 ml fournie par le laboratoire

Procédures d'expérience
1 Selon le manuel d'exploitation pour contrôler le fonctionnement normal du chromatographe et définir des conditions d'analyse préliminaires.
2 La préparation d'une solution standard quantitative: prendre 0,5 ml de quatre échantillons d'isomères de butanol dans le même ballon volumétrique de 10 ml.
3. Les conditions chromatographiques optimales (température de la colonne): injecter 1 μl de solution standard mixte pour tester les conditions chromatographiques, et la condition de pic de chaque température de colonne (au moins trois températures) est enregistrée et calcule la résolution entre les 2ème et 3e composants à différentes températures.
4. Facteur de correction relative: injectez avec précision 1 μl de solution standard mixte Vy A Microsyringe.
5. Mesure de l'échantillon inconnu: injectez avec précision 1 μl de la solution d'échantillon inconnu par un microsyringe, injectez l'échantillon dans les conditions chromatographiques ci-dessus, répétez la mesure trois fois et enregistrez le temps de rétention et la zone de pic.
6. Calibration qualitative: injecte 1 μL de solution mixte standard et le temps de rétention de chaque isomère a été enregistré dans les conditions chromatographiques ci-dessus.
7. Éteignez l'hydrogène et l'air.