Chimica analitica

I MECCANISMI DI SEPARAZIONE :

Sono presenti 2 meccanismi principali ovvero la Ripartizione e Adsorbimento.

Ripartizione → quando la fase stazionaria è liquida

Adsorbimento → quando la fase stazionaria è solida

La Gascromatografia Solida :

- Poco utilizzata.

- Picchi scodati a causa del carattere non lineare dei processi di

adsorbimento.

La Gascromatografia Liquida :

- Molto più utilizzata.

SCHEMA A BLOCCHI DI UN GC :

La Risoluzione o separazione dei picchi cromatografici dipende da:

- Scelta fase stazionaria

- Scelta fase mobile

- Temperatura

- Lunghezza colonna

RISOLUZIONE “R”

→ picchi risolti (separati) alla linea di base. è un buon valore

se è 1,5 (cioè se i picchi sono vicini ma separati). dipende invece da:

L’Efficienza (H) o allargamento dei picchi cromatografici

- Fattori costruttivi (geometria)

- Riempimento della colonna

- Velocità fase mobile

Attenzione:

● L’analisi cromatografica dura circa 30 min.

● All’aumentare di R aumenta anche il tempo di migrazione.

GAS CARRIER :

(gas di trasporto)

- Deve essere un gas nobile (Elio ecc..)

- Deve avere un elevato grado di purezza (non deve risentire dell’umidità,

dell’ossigeno ecc..)

- Deve essere compatibile con il rilevatore.

- Non deve essere pericoloso per l’operatore che utilizza la macchina.

CAMERA TERMOSTATICA :

- Le colonne sono alloggiate in una camera

termostatica, in genere a circolazione di

aria calda, dove con questo sistema viene

assicurata una buona stabilità di

temperatura.

- La temperatura della camera termostatica

può essere mantenuta costante per tutta la

durata dell’analisi (isoterma) oppure fatta

variare (programmata)

la temperatura della

- In gascromatografia

colonna rappresenta un parametro

fondamentale per ottenere una buona

separazione dei picchi.

- Le colonne vanno quindi termostatate in

apposite camere entro le quali la

temperatura resti il più possibile costante.

- Nel caso contrario la riproducibilità

dell’analisi viene sensibilmente alterata.

Colonna → è lunga 30-60 metri. Più è lunga la colonna e più sarà lungo il

tempo che impiegherà la colonna a percorrere. La ventola dietro la colonna è

un sistema di refrigerazione che permette tra un’analisi e l’altra di aspettare e

raffreddare il sistema. Difatti per passare da un’analisi ad un’altra si deve

riportare sempre la temperatura a 0 gradi.

- Il più diffuso tipo di camera termostatica è quello a circolazione d’aria

calda. La temperatura massima raggiungibile è di 400°C.

- L’uniformità della temperatura in ogni punto della camera viene

garantita da una ventola posta al di sotto di un fondo forato. Durante la

termostatazione la camera non andrebbe mai aperta.

PROGRAMMA DI TEMPERATURA : - Programma classico:

Si inizia da una temperatura

bassa che si fa stare per un

determinato tempo, c’è poi una

rampa e dopo un pò si

raggiunge una temp. massima

fino alla fine

che si mantiene

dell’analisi.

Io scelgo il mio programma di

temperatura a seconda degli

analiti che devo analizzare.

esempio: - Se io faccio

l’analisi a 45 gradi

(isoterma) in tutta

l’analisi mantengo i 45

gradi.

- Oppure faccio

sempre 145 gradi.

- In entrambi i casi

non ho mai un buon

risultato.

- Se io faccio una

Temperatura

programmata che da 30

si va a 180 nello stesso

lasso di tempo delle due analisi precedenti invece ottengo una buona

separazione.

- Questo dimostra come il programma di temperatura:

aumenta l’efficienza, è un elemento importante di riuscita dell'analisi,

buona separazione, tempo minore di analisi.

COLONNE :

Le colonne sono il cuore del processo di separazione gas-cromatografico.

Le colonne sono composte da capillari (lunghi dai 30 ai 60 metri), più

aumentano i metri più aumentano i tempi di analisi.

è misurato in mm, se si riducono

Il diametro delle colonne gascromatografiche

i mm l’efficienza migliore. a 100 m) è di silice diffusa. Al suo interno avviene la

La colonna capillare (fino

separazione degli analiti. - Questi possono essere

colonne rivestite a seconda di

quello che l’operatore ci mette

dentro può creare delle

interazioni con gli analiti.

- I tipi di colonna hanno

diametri differenti.

Sistema di iniezione del campione :

Può essere una siringa in cui io inietto un campione di solitamente liquido.

Questo sistema è un campione : riproducibile, veloce, di piccola entità ed

effettuato con sistemi a basso volume morto.

Sennò ci sono gli autocampionatori e difatti si parla di valvole di

campionamento.

RILEVATORI : - I rilevatori che possono

essere accoppiati alla

possono

gascromatografia fiamma,

essere : Ionizzazione di

Conducibilità termica, Micro

cattura di elettroni.

- Lo spettrometro di massa

è il rilevatore per questa tecnica.

- Il rilevatore (detector) è un

dispositivo posto subito dopo il

termine della colonna con la

funzione di indicare la presenza del componente all’uscita della

colonna, e di fornire la misura della concentrazione di esso nel gas di

trasporto.

- Il rilevatore traduce il segnale in un segnale analitico e a seconda del

rapporto tra il segnale e l'analita avrò la sensibilità del metodo e riuscirò

fine oppure no.

a dire se la mia analisi è andata a buon

VIDEO YOUTUBE : Gas Chromatography - Flame Ionization Detector Animation

(Biology with animation)

Varie tipologie di rilevatori :

TCD (Termoconducibilità) filamenti riscaldati

→ è costituito da due

elettricamente e mantenuti a temperatura costante. Su uno scorre il gas di

trasporto puro, sull'altro scorre il gas in uscita dalla colonna. Quando una

sostanza viene eluita, il secondo filamento subirà un raffreddamento. Tale

variazione di temperatura si riflette in una variazione di resistenza, che viene

e rappresenta il segnale del rilevatore.

amplificata fiamma)

FID ((rivelatore a ionizzazione di → è uno strumento scientifico

utilizzato per identificare e misurare la quantità di sostanze organiche (cioè

composti contenenti carbonio) in un campione.

Chimica Analitica:

SPETTROFOTOMETRIA :

Lo Spettrofotometro è uno strumento “da banco” che si usa molto nei

laboratori didattici.

L’Applicazione di questo strumento è molto famosa per le analisi chimiche

dell’olio.

Video Jove :

Introduzione:

Lo spettrofotometro è uno strumento di uso comune nella ricerca scientifica.

La spettrofotometria è la misurazione quantitativa di quanto una sostanza chimica

assorbe la luce facendo passare un fascio di luce attraverso il campione utilizzando

uno spettrofotometro. I concetti di base della spettrofotometria sono la trasmittanza,

assorbanza e la legge di Beer-Lambert, oltre ai componenti dello spettrofotometro.

Questi concetti forniscono una base su come determinare la concentrazione di un

soluto in soluzione in grado di assorbire la luce nell'intervallo ultravioletto e visibile.

Procedura:

Lo spettrofotometro è uno strumento ampiamente utilizzato nella ricerca biologica,

chimica, clinica e ambientale.

La spettrofotometria è la misurazione quantitativa della quantità di luce che una

sostanza chimica assorbe facendo passare un fascio di luce attraverso il campione

mediante uno spettrofotometro.

Misurando l'intensità della luce rilevata, questo metodo può essere utilizzato per

determinare la concentrazione di soluto nel campione. flusso di fotoni.

Il fascio di luce irradiato verso il campione è costituito da un

Quando i fotoni incontrano le molecole del campione, queste possono assorbire

alcune, riducendo il numero di fotoni nel fascio di luce e diminuendo l'intensità del

segnale rilevato. come

La trasmittanza è la frazione di luce che attraversa il campione ed è definita

l'intensità della luce che attraversa il campione rispetto all'intensità della luce

incidente.

L'assorbanza è il logaritmo inverso della trasmittanza ed è la quantità che il tuo

spettrofotometro misurerà.

Dall'assorbanza, la concentrazione della soluzione campione può essere

determinata dalla legge di Beer-Lambert, che afferma che esiste una relazione

lineare tra l'assorbanza e la concentrazione di un campione.

Secondo la legge di Beer-Lambert, l'assorbanza è il prodotto del coefficiente di

estinzione, una misura di quanto fortemente un soluto assorbe la luce a una data

lunghezza d'onda, la lunghezza che la luce attraversa il campione, o lunghezza del

percorso, e la concentrazione del soluto.

Spesso, l'obiettivo delle misurazioni dell'assorbanza è misurare la concentrazione di

un campione.

Ogni spettrofotometro include una sorgente luminosa, un collimatore, che è una

lente o un dispositivo di messa a fuoco che trasmette un intenso fascio di luce dritto,

un monocromatore per separare il fascio di luce nelle sue lunghezze d'onda

componenti e un selettore di lunghezza d'onda, o fessura, per selezionare la

lunghezza d'onda desiderata. Le lunghezze d'onda della luce utilizzate negli

spettrofotometri sono nell'intervallo ultravioletto e visibile.

Lo spettrofotometro include anche una sorta di portacampione, un rilevatore

fotoelettrico, che rileva la quantità di fotoni che vengono assorbiti, e uno schermo

per visualizzare l'output del rilevatore.

Gli spettrofotometri più recenti sono collegati direttamente a un computer, dove è

possibile controllare i parametri dell'esperimento e visualizzare i risultati.

Quando si esegue la spettrofotometria, assicurarsi di adottare le dovute precauzioni,

come indossare guanti, a seconda del tipo di soluzioni biologiche o chimiche con cui

si sta lavorando.

Prima di misurare lo spettro UV-visibile di un campione, accendere la macchina e

lasciare che le lampade e i componenti elettronici si riscaldino.

Preparare un campione vuoto della stessa soluzione, ma senza l'analita, con lo

stesso pH e una forza ionica simile; un passaggio necessario poiché la cella e il

solvente possono disperdere parte della luce.

I portacampioni tradizionali dello spettrofotometro sono progettati per contenere

cuvette di plastica e di quarzo.

Procedere a pipettare la soluzione vuota nella cuvetta.

Dopo aver rimosso eventuali impronte digitali e perdite dall'esterno