Applicazioni

Obiettivi sperimenta
1. Impara la struttura di base del gascromatografia e il funzionamento di base.
2. Impara il principio di separazione della colonna e fattori di affetto di risoluzione
3. Impara a calcolare la risoluzione.
4. Impara l'analisi qualitativa basata sul tempo di ritenzione e sul metodo di analisi quantitativa standard interna.
Gascromatografo
La gascromatografia (GC) è un tipo comune di cromatografia utilizzata nella chimica analitica per la separazione e l'analisi dei composti che possono essere vaporizzati senza decomposizione.

Fig. 1 Diagramma della struttura del gas cromatografo

Struttura dello strumento
Gas di trasporto
Trasportare il campione da separare attraverso la colonna, arrivare in rivelatore.

Il gas di trasporto utilizzato per GC deve essere inerte chimico.
Elevata purezza, è necessario rimuovere l'umidità e le impurità se necessario.

Ingresso
Campionamento e vaporizzare il campione in gas prima di arrivare alla colonna.

Fig.2 diagramma di ingresso

Temp.
Volume di campionamento dell'ingresso confezionato: 1ML
Volume di campionamento dell'ingresso capillare: 1ul
Rapporto diviso: dipende dalla densità del campione e dalla capacità della colonna
Colonna
Colonna imballata:
Chimico inerte e riempitivo uniforme
La superficie di riempimento della colonna è rivestita con una fase stazionaria liquida
La maggior parte delle colonne confezionate sono di lunghezza da 1,5 a 10 m e da 2 a 4 mm in colonna capillare di diametro interno
Colonna capillare di silice fusa
Diametro interno inferiore a 1 mm, lunghezza da pochi metri a cento metri

Fig.3 Struttura della colonna capillare

Temperatura del forno colonna
Errore di controllo della temperatura entro 0. 1 ° C.
La temperatura della colonna appropriata è leggermente superiore al punto di ebollizione medio del campione.
La riduzione della temperatura della colonna può aumentare la risoluzione ed estendere il tempo di analisi.
Migliorare la temperatura della colonna, accelerare il picco e ridurre il grado di separazione.
Se i punti di ebollizione dei componenti nel campione sono molto diversi, dovrebbe essere adottato un metodo di aumento della temperatura programmata, considerare sia i componenti a basso consumo sia i componenti ad alto livello per ottenere una distribuzione del tempo di punta adeguata.
Rilevatori

FID Flame Ionized Detector

Struttura FID

L'idrogeno brucia nell'aria per formare una fiamma di idrogeno
I composti organici bruciano in questa fiamma, generando ioni ed elettroni collegano un campo elettrico forte e un collettore sopra la fiamma
Gli ioni e gli elettroni si muoveranno nella direzione del campo elettrico e formaranno una differenza di tensione attraverso il collettore.
Rilevatore di tipo di massa
Alta sensibilità, basso rumore, ampio intervallo di risposta lineare
Struttura semplice, facile manutenzione e buona durata
Campione completamente bruciato

Principio di cromatografia

Quando il campione vaporizza attraverso la porta di iniezione e vai nella colonna, le molecole del composto si dissolveranno nella fase stazionaria e quindi evaporano nella fase mobile sotto l'influenza della temperatura e del flusso di gas.
Esistono due forze che influiscono contemporaneamente sulla separazione dei componenti, (1) l'equilibrio della pressione del vapore basato sulla legge di Raoul e (2) l'interazione tra le molecole dei componenti e le molecole di fase stazionarie, l'ordine del deflusso è il risultato di queste due forze in competizione tra loro.
I composti con forte affinità nella fase stazionaria sono difficili da vaporizzare nella fase mobile e il tempo di eluizione della colonna (tempo di ritenzione, RT) è più lungo.
Sulla base del principio di compatibilità simile, colonne di diversa polarità sono adatte per la separazione dei composti della polarità corrispondente.
Risoluzione

Tempi tra i due picchi, divisi per le larghezze combinate dei picchi di eluizione.

Fattore di correzione
L'analisi quantitativa della cromatografia si basa sul fatto che la quantità di componente è proporzionale all'area di picco ：

Fattore di correzione del peso ：

Metodo quantitativo
Metodo standard esterno
La curva di calibrazione può essere stabilita secondo le seguenti equazioni:

Applicato all'analisi regolare
Vantaggi: facile operazione e calcolo
Carenza: l'accuratezza dei risultati dipende dalla ripetibilità dell'iniezione e dalla stabilità delle condizioni operative.

Metodo standard interno
Aggiungi una certa quantità di sostanza pura nel campione come standard interno.

Intervallo di applicazione: determinare solo diversi componenti del campione e non tutti i picchi dei componenti possono essere fluida
Vantaggi: minore influenza delle condizioni operative, molto precisore e meno restrizioni rispetto al metodo di normalizzazione, adatto all'analisi delle tracce
Carenza: inadatto alla rapida analisi
Sperimentare
Strumento e reagenti
G5 Gascromatograph
Colonna: DB-1, 30M* 0,25 mm* 0,25μm
Gas di trasporto: azoto
Gas ausiliario: aria e idrogeno
Siringa: 5u
Reagenti
Etanolo assoluto di grado AR;
Soluzione di calibrazione qualitativa: prendere 0,5 ml di quattro standard isomerici di butanolo in quattro bocce volumetriche da 10 ml e diluire con etanolo assoluto al marchio (laboratorio fornito)
Soluzione standard quantitativa: preparazione dello studente Soluzione campione sconosciuta, il contenuto di n-butanolo è noto essere 0,4050 g/10 mL fornito dal laboratorio

Procedure di sperimentazione
1 Secondo il manuale operativo per controllare il funzionamento normale del cromatografia e impostare condizioni di analisi preliminare.
2 La preparazione della soluzione quantitativa standard: prelevare 0,5 ml di campione standard a quattro isomeri di butanolo nello stesso pallone volumetrico da 10 ml.
3. Le condizioni cromatografiche ottimali (temperatura della colonna): iniettare 1 μl di soluzione standard mista per testare le condizioni cromatografiche e la condizione di picco di ciascuna temperatura della colonna (almeno tre temperature) viene registrata e calcolare la risoluzione tra i componenti 2 ° e 3 ° a temperatura diversa.
4. Fattore di correzione relativo: iniettare accuratamente 1 μL di soluzione standard mista Vy a microsiringe.
5. Misurazione del campione sconosciuta: iniettare accuratamente 1 μL di soluzione di campione sconosciuta da una microsiringe, iniettare il campione nelle condizioni cromatografiche sopra, ripetere la misurazione tre volte e registrare il tempo di ritenzione e l'area di picco.
6. Calibrazione qualitativa: inietta 1 μL di soluzione mista standard e il tempo di ritenzione di ciascun isomero è stato registrato nelle condizioni cromatografiche di cui sopra.
7. Spegnere l'idrogeno e l'aria.