Relazione controllo delle prestazioni di una colonna cromatografica, Chimica

PROCEDIMENTO:

L’esperienza consiste nell’effettuare la cromatografia liquida di una soluzione contenente toluene e

benzene, utilizzando un eluente costituito da una miscela di metanolo ed acqua.

Prima di iniziare l’analisi occorre preparare il cromatografo, impostando i valori che occorrono per

l’esperienza: flusso dell’eluente, composizione dell’eluente, sensibilità della rilevazione, lunghezza

d’onda dell’analisi spettrofotometrica finale.

L’analisi effettuata risulta prettamente di tipo qualitativo; infatti lo scopo è quello di gestire i valori

impostati nel cromatografo in modo da osservare come varia il cromatogramma finale al variare dei

valori impostati.

Per la fase mobile sono presenti due contenitori in vetro aventi uno metanolo puro e nell’altro acqua

distillata; dei tubicini pescano all’interno di questi contenitori portando le sostanze separatamente

all’interno del cromatografo in modo da gestire come si vuole la composizione dell’eluente.

Prima di iniziare ad iniettare la soluzione con toluene e benzene occorre impostare al cromatografo

la modalità di preparazione dell’analisi: la pompa di pescaggio dell’eluente aspira velocemente dai

contenitori ed effettua lo spurgo di tutti i condotti in modo da evitare la presenza di bolle d’aria che

comprometterebbero l’analisi; a questo punto è possibile impostare la composizione della fase

mobile e il flusso della stessa. Come composizione iniziale è stato utilizzato un rapporto di 90:10 di

metanolo e acqua e il flusso è stato impostato su 0.80 ml/min. Durante tutta l’esperienza la

lunghezza d’onda (λ) è stata impostata con il valore di: 254 nm (ultravioletto) mentre la sensibilità è

stata regolata a 0.001.

ELABORAZIONE DATI:

Una volta ottenuti i cromatogrammi è possibile effettuare le misurazioni che ci consentono di

calcolare i valori richiesti.

Scelta della fase mobile ottimale:

Le misure a flusso costante di 0.80 ml/min e composizione della fase mobile variabile sono state

riportate in tabella: 1

Leonardo Calabresi Relazioni chimica analitica 2 26/01/2014

f.mobile h. picchi dist. da 0 t ritenz. dist Vm tm L.base

(cm) (cm) (min) (cm) (min) (cm)

90/10 I 13.30 2.90 2’54’’ 1.9 1’54’’ 0.3

II 14.00 3.10 3’60’’ 0.3

80/20 I 5.90 1.00 3’00’’ 0.9 2’42’’ 0.2

II 5.8 1.20 3’36’’ 0.2

70/30 I 4.5 1.50 4’30’’ 0.6 1’48’’ 0.3

II 4.1 1.90 5’42’’ 0.3

I dati ottenuti dalle misure effettuate sui cromatogrammi ci consentono di determinare per ogni

picco dei parametri che permettono di conoscere le prestazioni della colonna cromatografica

utilizzata nell’esperienza.

Fattore di selettività:

'

t R2

α = =¿

'

t R1

Risoluzione:

W

1+W

¿

(¿ )/2=¿

2

t −t

R2 R1

Rs= ¿

Numero piatti teorici:

t 2

R/ W

(¿¿ ) =¿

N=16 ¿

Altezza piatti teorici:

L

HETP= =¿

N

f.mobile h. picchi f. selettività Risoluz. N° p. teorici HETP (cm)

(s/cm) -2

90/10 I 13.30 1.2 40 1147 1.31*10 -3

II 14.00 2304 6.51*10 -3

80/20 I 5.90 1.49 190 3600 4.17*10 -3

II 5.8 4570 3.28*10 -3

70/30 I 4.5 1.47 253 3287 4.56*10

2

Leonardo Calabresi Relazioni chimica analitica 2 26/01/2014

-3

II 4.1 5300 2.83*10

Scelta del flusso ottimale:

Una volta determinata la composizione della fase mobile più prestazionale per l’analisi (risoluzione

e numero dei piatti teorici più elevati) è possibile mantenerla costante per determinare il valore di

flusso ottimale che ci consenta di ottenere un’ altezza dei piatti teorici minore.

I dati riportati in tabella sono stati ricavati dal cromatogramma eseguito a f. mobile di 70/30.

Flusso(ml/min h.picchi Dist da 0 t ritenzione Dist Vm tm Larg base

)

0.50 I 6.1 2.2 6’36’’ 1.1 3’18’’ 0.4

II 3.9 3.0 9’00’’ 0.4

0.60 I 4.2 1.9 5’42’’ 0.65 2’05’’ 0.4

II 3.7 2.5 7’30’’ 0.4

1.00 I 3.4 1.1 3’18’’ 0.55 1’39’’ 0.2

II 2.9 1.5 4’30’’ 0.2

Una volta ricavati i dati, è possibile procedere analogamente alla scelta della fase mobile

determinando il valore di velocità di flusso ottimale, corrispondente al numero di piatti teorici

maggiore (N) e maggiore efficienza.

Flusso(ml/min h.picchi f.selettività Risoluz. N° p. teorici HETP (cm)

) (s/cm) -3

0.50 I 6.1 1.73 5.75 4369 3.43*10 -3

II 3.9 8100 1.85*10 -3

0.60 I 4.2 1.5 4.5 3249 4.61*10 -3

II 3.7 5625 2.66*10 -3

1.00 I 3.4 1.67 5.97 4489 3.34*10 -3

II 2.9 8100 1.85*10

CONCLUSIONI:

Nella scelta della fase mobile, dalle analisi effettuate, si trova che il migliore rapporto di diluizione

risulta essere metanolo/acqua = 73:30. Questo perché l’efficienza di una colonna è tanto maggiore

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