Chimica analitica - tutte le lezioni

Aspetto quantitativo nella cromatografia

Il aspetto quantitativo si basa sulla misura dell'area sottesa alla gaussiana. Più elevata è la concentrazione, più mi aspetto che la risposta sia alta, perché allora non misurare l'altezza ma l'area? La forma del picco è influenzata da fenomeni diffusivi, a seconda della diffusione posso avere un picco più alto e stretto o più schiacciato e largo, l'altezza ne risente di più rispetto all'area. Se faccio la triangolazione del picco, la base è un po' più stretta ma l'altezza un po' più estesa, la perdita di area viene compensata. Sperimentalmente le due aree si compensano, quindi posso triangolare il picco per l'area, oppure il software di gestione del cromatografo è in grado di darmi un numero accurato dell'area sottesa, integrando bene il picco.

Quindi, stiamo concludendo la parte generale della cromatografia, quasi quella liquida, dopo aver descritto i vari parametri cromatografici arriviamo a dire cosa ci fornisce informazioni qualitative e cosa quantitative. La qualitativa è detta t ritenzione, ecc., e la quantitativa non si basa sull'altezza ma sull'area, più correlabile alla concentrazione. Ma, come...

Misuriamo l'area? Gaussiana che può essere calcolato con un sistema automatico, ma volendo, se avessi un cromatogramma cartaceo, posso integrare in modo semplice i picchi. Triangolo il picco, si tracciano le tangenti al flesso a metà altezza del picco, intersecano la base e si forma un triangolo. Non include due piccole aree, ma recuperiamo all'esterno del picco un'area che è abbastanza ben proporzionata alla somma delle due aree perse. Dopodiché, cosa facciamo di questa area? Curva di taratura, almeno tre standard a concentrazioni crescenti. Li analizzo e conosco la concentrazione standard. La cosa tipica è il valore che riporto in ordinata, ossia la misura che faccio per stimare la concentrazione, ossia l'area del picco. Se stabilisco il naftalene con un tempo di ritenzione di 1,5 minuti, mi preparo uno standard di naftalene, misuro l'area dei picchi e trovo punti che interpolo con una retta. Ora posso analizzare campioni reali, misuro l'area del picco che esce dal naftalene e con una certa area vado a interpolare e ricavare la concentrazione. Bene, classificazione metodi cromatografici, cromatografia liquida.

LC, che elemento ci fa dire se è LC o GC? La fase mobile, se liquida abbiamo la cromatografia liquida, se invece fase mobile gassosa abbiamo la gas cromatografia. Vediamo come nelle famiglie differenziamo le tecniche in diversi tipi, in LC abbiamo LCS di assorbimento liquido solido, la secondo letera mi dice come è la fase stazionaria, quindi solida qui, poi ce LLC vuol dire entrambi le fasi sono liquide. La seconda famiglia si chiama tecnica di ripartizione liquido liquido, assomigia a estrazione liquido liquido, sono immiscibili e liquide, poi terza famiglia IEC, non ce la lettera L, IE indica ionic excange, cromatografica di scambio ionico, acronimo non ci dice le fasi, la mobile liquido ok, ma stazionaria? Solido, resina scambiatrice. Poi ancora SEC esclusione dimensionale, sigla è size eclusion cromatografi, tecnica di cromatografia liquida un po' particolare perché di fatto separa molecole in base al loro ingombro sterico, non vera competizione fasi, la fase stazionaria.

è fatta di solidoporoso. Ricapitolando abbaimo 4 tecniche di cromatografica liquida, esse hanno tutteuna fase mobile liquida e una sola usa riempimento che non è solida, tutte liquidosolido tranne una LLC. La GC è un po piu semplice da dividere infatti abbiamo la GLCquindi ripartizione gas liquido, fase riempimento liquido, competizione gas liquido,ovviamente abiamo anche una cromatografia di adsormimento su solido GSC , solidala fase stazionaria, è piu importante la prima. che analiti possiamo analizzare?Comanda la fase mobile, è il vettore del nostro analita, allora se ho a che fare con fasemobile gassosa analiti gassosi, se non lo sono a t amb importante è che lo possanodiventare a t ragionevole, qualche 100 di gradi. la LC ha maggiore impiego, unicovincolo che abbiamo in teoria è che analita sia solubile in fase mobile. Tericomanete laliquida per tutto, anche emivolativi, ma non volatili se no GC. Vediamo lacromatografia liquida,

prima tecnica, cromatografia di adsorbimento liquido solido, LSC, come avviene lo scambio analita tra le 2 fasi? Fase stazionaria solida, e questo solido rallenta analita, interazione elettrostatica, cioè il solido di fase stazionaria interagisce elettreostaticamente con analita, es interazione dipolo dipolo, dipolo ione. Ci sarà anche competizione tra analita fase stazionaria e la solubilità che analita mostra in fase mobile, che continuiamo ad aggiungere, eluente fresco, solubilizza era analita trattenuta e passa al piatto teorico successivo sino a eluizione. Esempio di solido è la silice. chi interagisce di meno fa più veloce. Non sappiamo quanti gruppi funzionali della particella solida, trova gruppo si erma e poi arriva a eluente e procede, am non è così, perché su ogni molecola n gruppi funzionali, analita magari prima di abbandonare la rpima particella stazionaria viene rilasciato e ripreso n volte, ma per noi piatto teorico h corrisponde alla fettina di colonna con un

equilibrio non possiamo associare altezza con la dimensione della particella. Specie chimiche coinvolte nell'acromatografia, fase stazionaria, particelle normalmente sono porose, perché devono avere alta area superficiale, numerose interazioni dipolo-dipolo, ciascuna particella interagisce più volte con l'analita, e quello che rimane attaccato alla fase stazionaria viene scalzato per passare ad un'altra interazione grazie all'eluente, una delle due fasi è silice, gel di silice, SiO2, si può usare anche alumina, Al2SO3. Per la fase mobile, dobbiamo introdurre una cosa, perché se ho scelto alumina ad esempio, come fase mobile scelgo A, introduco analita standard, e vedo che l'interazione con la fase stazionaria è molto forte, competizione solubilità in fase mobile e dipolo-dipolo consolida, e con alumina molto forte, allora eluisce molto lentamente, tante temporitenzione, e tendenza diffusione prevale, quindi slargamento importante, magari eluisce ma ci impiega 5 minuti, non è sfruttabile.

Parte dalla polarità dei solventi. La forza eluente, misurata con il coefficiente epsilon 0 chiamato coefficiente di eluizione elutropico, più grande è il solvente più veloce è l'analita. I valori di diversi solventi hanno valori piccoli per solventi poco polari, ad esempio il metanolo ha un valore di 0,75 (numeri approssimativi). Come sono stati ottenuti questi valori? Per via sperimentale è stato osservato il comportamento di diversi solventi e la loro capacità di eluire in una colonna riempita di silice. Quindi è un dato sperimentale che è stato normalizzato su valori estremi di 0 e 1. Quindi, se la capacità del mio solvente è nulla di eluire l'analita, il valore è 0, mentre se il solvente è un eluente così forte da non far interagire l'analita con la fase stazionaria, l'analita esce con la stessa velocità della fase mobile e gli attribuisco il valore 1. Inizialmente, il valore 1 era assegnato all'acqua, ma poi è stato cambiato e non lo misuriamo. C'è una certa proporzionalità con la polarità, ovviamente perché più il solvente è polare, più compete con la fase stazionaria nel recuperare l'analita.

Interazione polare-dipolo-dipolo tra solvente e fase stazionaria. Se l'eluente non è tanto affine con l'analita, questo sarà attratto dal solvente idoneo. Un solvente affine all'analita sarà quindi un solvente nel quale l'analita è solubile. Al contrario, se l'analita fa interazione elettrostatica è polare, e polare è solubile in solvente polare, allora ci aspettiamo questo andamento. Il parametro polarità non è sufficiente a spiegare il vero comportamento come eluente dei solventi, ecco perché questo nuovo parametro sperimentale epsilon 0. Esempio per la preparazione di una cromatografia così. Un ipotetico analista di laboratorio è stata data una miscela e cerca di vedere quanti picchi ci sono. Ha una colonna per LSC alumina e come solvente decide di usare il benzene, ma il benzene è cancerogeno, non si usa più, toluene è meglio, ma vabbè, ottiene un risultato, cosa vediamo, 4 analiti? Il picco del solvente sappiamo che non lo è, cosa ci dice la forma, i primi 2 picchi sembrano efficienti, abbiamo scelto la coppia di fasi giusta?

liquida è molto complessa, natura chimica stazionaria, mobile e analitica, diversa in miscela, devo giocare su tutte le interazioni per ottimizzare la separazione, allora cosa fa, varia la composizione fase mobile nel corso dell'analisi, allora anziché lavorare in modalità isocratica, ossia mantenere la stessa forza eluente da inizio alla fine della corsa, uso la modalità in gradiente, di concentrazione, ossia? Variare progressivamente la composizione della fase mobile, in che modo, partendo da solvente più debole e via via incrementando al % di solvente con maggior forza. Dopo un po' aggiungo solvente forte, da 100% benzene passo da 90% e 10% nitrile, e piano piano vario fino a 50 o 80 o 100% solvente forte? Dipende. Bene allora cominciamo a introdurre seconda tecnica, LLC, tecnica che più si avvicina a estrazione con solvente, quella che ancora oggi facciamo quando l'analita come idrocarburo in acqua lo estraiamo in solvente organico. Stessa tecnica realizza in modo dinamico come ripetendo estrazione più volte,

Perché erascomodo, allora ripartizione in una colonna, ogni piatto teorico lo immaginaimo comeequili