کروماتوگرافی گازی

کروماتوگرافی گازی

اسلاید 1: کروماتوگرافی گازی

اسلاید 2: مقدمه ای برکروماتوگرافی جداسازي اجزاي يک مخلوط از طريق توزيع انتخابی اجزاء بين فاز متحرک و فاز ساکن فاز متحرک (Mobile Phase) = حلال يا گاز فاز ساکن(Stationary Phase) = مواد پرکننده يا پوشش دهنده درون ستون

اسلاید 3: تاريخچه کروماتوگرافی Tswett 1903 - جداسازی رنگدانه های گياه بوسيله ستون پر شده با CaCO3 Lederer & Kuhn 1931 - کروماتوگرافی مايع(LC) کارتنوئيدها1938 - کروماتوگرافی لايه نازک(TLC) و تعويض يونی(Ion exchange) 1941 - معرفی گاز به عنوان فاز متحرک(GC) توسط Martin & Synge 1950 - کروماتوگرافی مايع با فاز معکوس (RP-LC)1954 – در يافت جايزه نوبل توسط Martin & Synge

اسلاید 4: اهداف کروماتوگرافی تجزيه ای (Analytical): تعيين ترکيب شيميايی يک نمونه تهيه ای (Preparative) : خالص سازی يا جمع آوری يک يا چند جزء از نمونه

اسلاید 5: طبقه بندی روش ها فاز متحرک - گاز (GC) - آب (LC) - حلال آلی (LC) - سيال فوق بحرانی (SFC) نيروهای موثر در فرايند جداسازی - جذب سطحی - تقسيمیبر اساس :

اسلاید 6: اساس کروماتوگرافیجداسازي دو گونه A وB به تفاوت در تمايل نسبي آنها براي دو فاز متحرک و ساکن بستگي دارد به نحوي که يکي از آنها زودتر به انتهاي ستون مي‌رسد. A( متحرک ) A ( ساکن )

اسلاید 7: k´ = ns/nm nm = تعداد مولکول هاي حل شده در فازمتحرک ns = تعداد مولکول هاي حل شده در فاز ساکن ´k = فاکتور ظرفيت ( معياري از بازداري گونه )α = k2´/k1´ k2´ فاكتور ظرفيت گونه اي است که ديرتر از ستون خارج مي شودk1´ بيانگر فاكتور ظرفيت براي گونه اي است كه زودتر از ستون خارج مي شود.wA/wB = (tA/tB)1/2 w = پهناي پيک در خط پايه زمان بازداري = t N= تعداد بشقابک تئوري (معياری از کارايي ستون )N = 16 ( t/w )2 N = L/H L = طول ستونH = ارتفاع بشقابک تئوریپهنای پيک در پايه پيک متناسب با ريشه دوم زمان سپري شده در ستون است:

اسلاید 8: عوامل موثر بر پهنای پيک H = A + B/U + CU A، B و C مفادير ثابت U = سرعت خطي سيال حامل بر حسب سانتي متر بر ثانيه جمله اول( نفوذ گردابي) = طول مسير متفاوت برای مولکولهای يکسان هنگام عبور از درون ستون جمله دوم( نفوذ طولي) = تمايل مولکولها برای حرکت از ناحيه با غلظت بيشتر به سمت ناحيه با غلظت كمتر جمله سوم (مقاومت در برابر انتقال جرم) = زمان بر بودن نفوذ گونه از فاز متحرک به درون فاز ساکن و بالعکس ايجاد فاصله‌ ميان مولکول‌هاي نفوذ کرده به فاز ساکن و مولکول‌های در حال حرکت درون فاز حامل

اسلاید 9: روابط کيفي بين سه جمله، منحني وان‌ديمتر در سرعت خطی بهينه (Uopt)، کارايی جداسازی ماکزيمم و پهنای پيک مينيمم می باشد.

اسلاید 10: قدرت جداسازي قدرت جداسازي معياري از درجه جداسازي پيک هاي مجاور است R = 2[tR(B) –tR(A)] / [ (wA+wB)]

اسلاید 11: کروماتوگرافي گازي (GC) شرط اصلی تجزيه با GC، پايدار بودن گونه در دماي مورد نظر براي تجزيه مناسب براي تجزيه و شناسايي ترکيبات با وزن مولکولي متوسط

اسلاید 12: قسمت هاي اصلي GC گاز حامل( Carrier gas ) ستون( Column ) محفظه تزريق( Injection port ) آشکار ساز( Detector )

اسلاید 13: گاز حاملH2, N2,He سرعت جريان = 25-150 ml/min ستون های پر شده سرعت جريان = 1-25 ml/min ستون های موينه

اسلاید 14: ستون های GCستون های پر شدهستون های موينه

اسلاید 15: ستون های پر شدهGC براساس ماهيت فاز ساکن : کروماتوگرافي گاز- جامد (GSC): فاز ساکن شامل يک ماده جامد مانند سيليس، آلومين يا ذغال دانه‌اي فرآيند جداسازي براساس جذب سطحي روي سطح يک جامد مناسب برای جداسازي گازهاي پايدار و هيدروکربن هاي با دماي جوش پايين کروماتوگرافي گاز- مايع (GLC) : فاز ساکن يک مايع غير فرار پوشش مايع روي سطح يک جامد به صورت لايه نازک متداول ترين سطح بستر خاک دياتومه بنام اندازه ذره نسبتا يکنواخت و ريز ذرات جامد متخلخل يا بدون تخلخل پوشش داده شده با فيلم مايع با ضخامت 1 m قطر داخلی 1-8 mm طول 1-10 m

اسلاید 16: ستون های مويينه از جنس سيليلکای گداخته شده روکش پلی ايميد برای انعطاف پذيری فاز مايع بصورت پوشش داده شده يا پيوند شده درون لوله مويين قطر داخلی 0.1-5 mm طول 10-100 m ضخامت فيلم مايع 0.1-1.5 μm

اسلاید 17: انواع ستون های موينه

اسلاید 18: فازهای ساکن در ستون های مويينه

اسلاید 19: مقايسه ستون های مويين GC

اسلاید 20: دمای ثابت ( Isothermal) برنامه ريزی دمايی (Programmed temperature )دمای ستون برای جداسازی- افزايش دمای ستون با زمان- کاهش زمان بازداری- پيک های تيزتر

اسلاید 21: تزريق نمونه با استفاده از: شير(Valve) سرنگ(syringe)

اسلاید 22: تزريق در GCبرای تزريق نمونه سرنگ بايد از سپتوم(Septum) عبور کند: - محافظت از ستون در برابر اکسيژن هوا - حفظ فشار گاز حامل در ابتدای ستونتزريق از طريق يک لوله شيشه ای (Liner): - جلوگيری از واکنش ميان فلز محفظه تزريق و نمونه - قابليت تميز شدن و جايگزين شدن

اسلاید 23: انواع محفظه تزريق انشعابی ( Split ) انشعابی / غير انشعابی( Split / splitless ) سرستونی( On-column )

اسلاید 24: محفظه تزريق انشعابی

اسلاید 25: محفظه تزريق انشعابی / غير انشعابی

اسلاید 26: محفظه تزريق سرستونی

اسلاید 27: آشکارساز هدايت گرمايی Thermal conductivity (TCD) آشکارساز يونش شعله ای Flame ionization (FID) آشکارساز تسخيرالکترونی Electron capture (ECD) آشکارساز نشر اتمی Atomic emission detector (AED) آشکار ساز نورسنج شعله ای Flame photometric detector (FPD) آشکارساز نيتروژن – فسفرNitrogen-phosphorus detector (NPD) طيف سنج جرمی Mass spectrometry (MS) آشکارسازهای GC

اسلاید 28: تغيير هدايت گرمايی گاز عبوری از مقابل آشکارساز - تفاوت بين گاز حامل و گونه - هدايت گرمايی بسيار بزرگ هليم و هيدروژن در مقايسه با مواد آلی تغيير مقاومت رشته سيم ها در اثر تغيير دما وضعيت نامتوازن الکتريکی در پل وتسون ثبت تغييرات الکتريکی پل وتسونگازهدايت گرماييH25/44He0/36Ne6/11CH418/8O235/6N224/6CO296/3CH3OH68/3گازهاي آلي4-1آشکارسازهدايت گرمايی

اسلاید 29: حساس (10-13 g/s) گستره خطی وسيع پاسخ به مقدار کربن های موجود در ترکيب آلی بستگی دارد : حساس به جرم حساسيت کم برای : کربونيل، آمين و الکل غير حساس در برابر : H2O, CO2, SO2, NOx تخريبیآشکارساز يونش شعله ای

اسلاید 30: راديواکتيو مناسب برای ترکيبات هالوژن دار، نيترو (-NO2) و اشباع نشدهe-+ AB AB-e-+ AB A . + B-آشکارساز تسخيرالکترونی

اسلاید 31: آشکارساز تسخيرالکترونی

اسلاید 32: مقايسه حد تشخيص و گستره خطی بودن پاسخ آشکار سازها