Cromatografia

Cromatografia

Colonne cilindriche

• 1903 - Mikhail Tswett botanico russo
• 1952 - sviluppo metodo PREMIO NOBEL
• 1937-2000 15 premi Nobel riguardo la cromatografia

Cromatografia: biologia, farmacologia, agraria, SCIENZE

Fase mobile (eluente)(soluzione contenente gli analiti di interesse)

Gli analiti scorrono lungo la colonna cromatografica in funzione della interazione che hanno con o nei confronti delle fase stazionaria.

Gli analiti che non hanno molte interazioni con la fase stazionaria scorreranno più presto, basta scorrarenno la colonna stazionaria molte interazioni.

Cromatografia

Ve ne sono molti tipi ma le più usate sono: LIQUIDA e GASSOSA

• Fase mobile liquida:
  • Assorbimento liquido/solido
  • Ripartizione liquido/liquido
  • Scambio ionico liquido/solido
• Fase mobile gassosa:
  • Assorbimento gas/solido
  • Nebulizzazione gas/liquido

Assorbimento

Accodamento di molecole non gassivate alle superficidel solido dovuto alle forze attrattive che la fasesolida esercita sulle molecole di gas (intermolecolare)forze chimica secondaria.

X = a pⁿ

a, n, m dipendono dalla natura del gas e del solido e dalla temperatura

Attratto molecole solido - Attratto molec. di gas

Viaggeranno più lentamente

Viaggeranno più velocemente

Ripartizione: quando un soluto si trova a contatto con due solventi differenti, esso si distribuisce tra i due secondo un rapporto costante che dipende dalla solubilità dei due. Esempio: zucchero in H₂O eolio

Legge di ripartizione di Nernst K = C_x/C_y

C_x = concentrazione soluto nel solvente x C_y = concentrazione soluto nel solvente y

Cromatografia su carta Cromatografia su colonna (per diffusione)

Gas cromatografo

Bombola gas di trasporto

Regolatore di flusso Caricatore camera di iniezione del campione

Colonna Rivelatore Rivelatore Misuratore di flusso

Display Acquisizione dati

Forno Termostato

In molti gas cromatografici le colonne sono molto lunghe, quindi per evitare queste enormi grandezze, si sviluppano le colonne su sé stesse per ridurre lo spazio.

Risoluzione cromatogramma

tempo di retentione analisi qualitativa analisi quantitativa

Tempo di retentione* picco cromatografico

*tr: tempo di transizione di una sostanza che non ha peso alcuno definiito con un massimo intervento.

I picchi sono diversi perchè il numero di interazioni è diverso.

Velocità del flusso

Il flusso regola: Tempo di permanenza delle specie in esame in colonna

Altezza piatto teorico

Equazione di Van Deemter

Relazione che regola l’efficienza del piatto teorico con la velocità del flusso

H = A + _B/_u + C_su + C_Mu

• A: coeff. diffusione di Eddy
• B: proporzionale
• C_su: trasferimenti di masse nelle fase stazionaria
• C_Mu: " " " " mobile
• u: velocità lineare

_B/_u = _2lK0DM/_w

C_su = qK'_td_s²u / (1+k')D_s

C_Mu = g (d_p², d_c², u) u

D_M: coeff di diff. fase mobile

D_s: " " " " stazionaria

K': " ripartizione

l: diametro

d: " delle particelle

F₀ = portata fluida

C = colonna

BASSA VELOCITÀ DI FLUSSOH = _B/_u + C_su + C_Mu

ALTA VELOCITÀ DI FLUSSOH = A + _B/_u + C_su

Colonna in GC

Parete esterna

Fase stazionaria

Flusso

0,4 - 0,53 diametro interno

WCOT = muro tubolare aperto rivestito: la fase stazionaria viene

addossa alle parti del muro

Cromatografia di ripartizione: quando la fase stazionaria è un liquido che impregna

un solido (in genere non modifica le sezioni), ma con la miscela diversa

sostanze da separare si solubilizzano

La risoluzione indica il grado di separazione di due specie

conseguenza ottenuta di rilevatori

Confronto tra rivelatori

Rivelatore FID

(specifico)

FPD (specifico)

Tempi di ritenzione

→ Analisi qualitativa

Misura aree o altezza picchi cromatografica

→ Analisi quantitativa

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Una pompa reciprocante funziona con:

• Motore
• Pistone (che reciproca e sposta il liquido a seconda della posizione del pistone)
• Valvole di controllo a sfera

- Compressione: una valvola che collega il cilindro al solvente (fase mobile)nella fase di compressione, la valvola di sotto è chiusa mentrequella sopra è aperta, così che il liquido compresso esce per forza (spinge)

- Aspirazione: nella fase di aspirazione, invece, si chiude la valvola sopra e si apre la valvola di sotto, quindi l'aspirazione avviene con l'abbassamento della molla.

Smorzatore di impulsi: sistema che permette di minimizzare la differenzadi pressione che c'è tra le 2 fasi (compressione e aspirazione)

Campionatore (sistema di iniezione del campione)

1. Caricamento del campione

Campionatore (loop)

• Alla colonna
• Dalla pompa
• Allo scarico

2. Iniezione del campione

Campionatore (loop)

• Alla colonna
• Dalla pompa
• Allo scarico

Fase di caricamento e fase di iniezione.

La pompa fa sì che la pressione del liquido salga a 200-300 A, quindi non possiamo iniettare una miscela attraverso una siringa in un sistema con una pressione così alta.Questo è uno schema che permette di cercare l'entrata in 2 fasi differenti.

Fase di caricamento: la siringa è separata dal sistema a pressione

Fase di iniezione: quello che è stato caricato all'interno dell'iniettore passa a pressioni molto elevate e viene iniettato all'interno della colonna

L'iniettore è composto da due cilindri che possono muoversi di 60° rispetto all'altro, rimanendo contro l'asse centrale.

Cilindro esterno = 6 buchiCilindro interno = vi sono sistemi di connessione tra i buchi

Eluzione Isocratica

Metodo nel quale viene impiegato come fase mobile un singolo solvente di composizione costante.

Eluzione a gradiente: più rapida dell'Eluzione Isocratica a parità di efficienza di separazione.

Cromatografia Ionica

I sostituenti non sono polari o apolari, bensì sono ionici.

• Cromatografia dei cationi

Cromatografia degli Anioni

• SiO₃^2- 2 ppm
• F^- 0.4 ppm
• Formiato 1 ppm
• Cl^- 2 ppm
• NO₂^- 2 ppm
• Br^- 2 ppm
• NO₃^- 4 ppm

La cromatografia dei cationi e la cromatografia degli anioni viene utilizzata per individuare cationi ed anioni nelle analisi delle acque.