Analisi chimiche - Appunti delle lezioni

ESTRAZIONE ASSISTITA DA MICROONDE MASES

La tecnica di estrazione assistita da microonde MASES sfrutta la capacità delle microonde di attivare le molecole del solvente a base acquosa e aumentare l'energia del sistema per facilitare la rottura dei legami analita-matrice. Questo metodo non comporta un aumento della temperatura del solvente e non presenta i limiti legati al raggiungimento della temperatura di ebollizione.

Il vantaggio principale di questa tecnica è l'accelerazione dei tempi di estrazione, che favorisce il raggiungimento dell'equilibrio in un tempo minore. Inoltre, migliora la cinetica di estrazione senza modificare la capacità del solvente di estrarre gli analiti. Questa tecnica può essere utilizzata per analizzare sia analiti organici che inorganici.

Un aspetto importante legato all'analisi dei metalli è la digestione umida, che comprende tecniche volte a disgregare la matrice organica del campione e trasformarla da organica a inorganica. Questo processo consente di liberare le specie ioniche dalle condizioni di complessazione che non le renderebbero disponibili per le tecniche di analisi. La mineralizzazione del campione viene effettuata utilizzando reagenti reattivi.

essere introdotti e il campione sono allo stato liquido. Questo materiale solido agisce da filtro chimico, trattiene con interazioni deboli molecole che abbiano affinità per questi gruppi funzionali. Al di sopra della fase estraente i campioni e i solventi usati sono caricati allo stato liquido.

Abbiamo una colonna di liquido che deve passare attraverso le particelle solide che offriranno resistenza che dipenderà dall'impaccamento della fase, sarà maggiore quanto minore sono le dimensioni delle particelle (perché gli spazi tra una particella e l'altra sono più piccoli e offriranno più resistenza al passaggio). Quindi il campione spesso è diluito per diminuire la viscosità e vincere la resistenza offerta dal materiale di impaccamento.

La velocità di eluizione deve essere costante per evitare la fuoriuscita di interferenti o analita (in base a cosa sto ritenendo). Devono avvenire meccanismi di trasferimento di massa.

dell'analita dalla soluzione all'interfaccia, poi dall'interfaccia al contatto con i gruppi funzionali della colonna. È necessario avere tempi costanti e ripetibili di eluizione anche perché è necessario avere ripetibilità dell'operazione e maggiore precisione, questo lo faccio controllando la velocità di flusso quindi mantenendo una pressione costante.

Le tecniche spe sono particolarmente utili perché garantiscono di fare estrazioni di analiti di chimica diversa fra di loro con procedure simili tra di loro. A seconda del tipo di struttura chimica dei gruppi funzionali presenti nelle colonne, la stessa colonna può essere usata per sostanze polari o apolari.

Sono usate per analisi di additivi, sostanze nutritive... L'estrazione spe è largamente usata negli alimenti perché innanzitutto si usa molto meno solvente rispetto la liquido-liquido; il materiale di estrazione è estremamente versatile.

devono essere rotte (simile scioglie simile). Identifico la forza di un solvente con quel solvente che ha caratteristiche vicine alle interazioni trafase solida e analita.

Fasi inverse: Quando abbiamo colonne apolari si dice estrazione in fasi inverse dove isolventi usati saranno inizialmente polari e poi andremo ad aumentare la forza solvente aumentando l'apolarità e riesco a frazionare il materiale all'interno della colonna andando ad allontanare le sostanze più affini alla colonna. Quindi ho fase solida apolare e solvente polare e poi vado via via su solventi apolari. Nelle fasi inverse abbiamo catene alchiliche c18.

Fase normale: quando ho fase solida polare e andrò ad usare solventi apolari e aumenterò la forza del solvente diminuendo la apolarità di questi, utilizzando solventi polari.

Scambio ionico: abbiamo fasi cationiche e fasi anioniche, le cationiche sono in grado di trattenere specie cariche + (quindi hanno

cariche - ), le anioniche trattengono cariche –(quindi hanno cariche +). La forza in grado di rompere queste interazioni la identifichiamo con solvente che abbia eccesso di cariche – in cui vogliamo spostare anioni legate ad una fase anionica e eccesso di cariche + in cui vogliamo spostare cationi legati ad una fase cationica. La forza la determino con il pH della soluzione, maggiore è maggiore rimuove le sostanze anioniche (cariche positivamente); minore è il pH maggiore rimuove sostanze dalle colonne cationiche (perché sono cariche negativamente)Si lavora sempre in senso di forza solvente crescente. (non si parte da un solvente più forte altrimenti romperebbe i legami più forti). 15Meccanismo di estrazione in fase inversa: le fasi non polari sono le più usate. In particolare la c18Il meccanismo di estrazione polare (detto anche estrazione in fase normale/diretta): la fase solida ha funzionalità cariche e si vanno a formare

interazioni elettrostatiche dipolo-dipolo. Inizial'eluizione con i solventi più deboli apolari. Le colonne polari (cianopropil, diol, amminopropil) sono usate per interagire con composti polaridissolti in solvente organico non polare (etilacetato ecc). Del resto, l'omogeneizzazione dellamatrice e la sua estrazione con solvente organico sono condizioni spesso ricorrenti, e che già predispongono l'analita al meccanismo di estrazione polare. Le fasi polari offrono possibilità di ritenzioni selettive quali legami di tipo dipolo-dipolo o ponti di idrogeno ed anche una riproducibilità nella qualità di queste interazioni.

Frazionamento: andare ad allontanare dalla fase solida, in grado di ritenere la maggior parte di molecole presenti nell'estratto, le molecole.

Estrazione a scambio ionico: ho due tipi di resine o scambio cationico (per specie cariche positive), resine di scambio anionico (per specie cariche negative). Lo scambio ionico ha

grande selettività e quindi elevata pulizia degli estratti. Si possono perciò estrarre composti basici e composti acidi sia da matrici acquose ma anche da solventi organici. La colonna C18OH contiene gruppi OH, questi gruppi vanno mascherati se voglio avere una colonna con apolarità maggiore. Il condizionamento della colonna è un'operazione che prevede l'aggiunta di uno o più solventi freschi (senza altre sostanze) sulla fase solida. Quando il solvente va a contatto con il materiale solido va a solvatare (circonda le catene presenti nella fase solida verso le quali ha capacità solvente). Durante questo si va a creare uno strato di liquido adeso alle singole catene funzionali attivi e si crea uno strato che diventa uno strato di diffusione (uno strato di solvente che come va a contatto con la soluzione a concentrazione di soluto diversa da 0 funziona da strato di diffusione, con porzione esterna data dall'interfaccia

Riesce a trattenere una certa quantità di massa di analita. È importante saperlo perché riesco a modificare il volume di fase solida da usare preconoscendo il volume teorico dell'analita.

Le due modalità con cui possiamo effettuare un'estrazione sono:

• Ritenzione di interferenti, carico il campione e gli analiti li ritrovo nel caricato. Trattengo ciò che non mi interessa, eluisco ciò che mi interessa.
• Ritenzione di analita: trattengo ciò che è presente in quantità minore e lavo via ciò che è presente in quantità maggiore.

La scelta nasce da considerazioni di tipo quantitativo, dobbiamo sempre ritenere in colonna i composti presenti nella soluzione campione perché ci garantisce di non avere fenomeni di sovraccarico nella colonna. Quindi la scelta viene fatta scegliendo di trattenere le specie presenti in MINORE quantità.

Per una certa massa di fase solida ho un numero finito di siti.

di legame che una volta che sono terminati gli analiti presenti non saranno trattenuti ma saranno persi.

GEOMETRIA COLONNA/FASE SOLIDA