Πώς λειτουργεί η αέρια χρωματογραφία

Η αέρια χρωματογραφία είναι μια αναλυτική τεχνική διαχωρισμού που χρησιμοποιείται στον διαχωρισμό και την ανάλυση δειγμάτων. Ο διαχωρισμός γίνεται μεταξύ μιας αέριας κινητής φάσης και μιας υγρής στατικής φάσης. Το δείγμα που χρησιμοποιείται στην αέρια χρωματογραφία θα πρέπει να μπορεί να εξατμίζεται χωρίς θερμική αποσύνθεση. Το δείγμα ανησυχίας αναμιγνύεται με την κινητή φάση και εγχέεται στον αέριο χρωματογράφο. Μετά την εξάτμιση με θέρμανση, το δείγμα εισέρχεται στη στήλη με μια υγρή στατική φάση. Στο τέλος της στήλης, οι ανιχνευτές παράγουν ένα χρωματογράφημα προσδιορίζοντας τις ενώσεις που προχωρούν στη στήλη.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η Αέρια Χρωματογραφία
      – Ορισμός, Αρχή, Εφαρμογές
2. Πώς λειτουργεί η αέρια χρωματογραφία
     – Διαδικασία Αέριας Χρωματογραφίας

Βασικοί όροι:Σημείο βρασμού, Ανιχνευτής, Αέρια Χρωματογραφία, Κινητή Φάση, Στατική Φάση

Τι είναι η Αέρια Χρωματογραφία

Η αέρια χρωματογραφία είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται στον διαχωρισμό ενός μείγματος πτητικών ενώσεων με βάση την κινητικότητά τους σε μια στατική φάση. Χρησιμοποιεί μια αέρια κινητή φάση και μια υγρή στατική φάση. Η κινητή φάση μπορεί να είναι αδρανή αέρια όπως αργό, ήλιο ή υδρογόνο. Ένα λεπτό στρώμα υγρής στατικής φάσης επικαλύπτει την εσωτερική πλευρά της στήλης που χρησιμοποιείται στην αέρια χρωματογραφία. Η αέρια χρωματογραφία χρησιμοποιείται κυρίως για ποιοτική και ποσοτική ανάλυση μορίων σε ένα μείγμα.

Πώς λειτουργεί η αέρια χρωματογραφία

Το μείγμα του δείγματος θα πρέπει να μπορεί να εξατμίζεται στην αέρια χρωματογραφία για να κινείται μαζί με την αέρια κινητή φάση. Τα μόρια του μείγματος αλληλεπιδρούν με τη στατική φάση μέσα στη στήλη. Τα μόρια με λιγότερες αλληλεπιδράσεις με τη στατική φάση κινούνται πιο γρήγορα μέσα από αυτήν ενώ τα μόρια με υψηλότερη αλληλεπίδραση με τη στατική φάση κινούνται πιο αργά μέσα από αυτήν. Γενικά, η κινητή φάση είναι αδρανής και μη πολική. Οι ενώσεις που έχουν χαμηλά σημεία βρασμού και χαμηλά μοριακά βάρη αλληλεπιδρούν περισσότερο με την αέρια κινητή φάση. Οι ενώσεις που έχουν υψηλά σημεία βρασμού και υψηλά μοριακά βάρη αλληλεπιδρούν περισσότερο με την υγρή στατική φάση. Τα όργανα της αέριας χρωματογραφίας παρουσιάζονται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Αέρια Χρωματογραφία

Η πολικότητα και η θερμοκρασία της στήλης είναι οι άλλοι παράγοντες που ευθύνονται για τη σχετική κινητικότητα των μορίων μέσω της στήλης. Εάν η πολικότητα των ενώσεων στο μείγμα είναι υψηλή, τείνουν να παραμένουν στη στατική φάση. Ως εκ τούτου, οι μη πολικές ενώσεις απομακρύνονται πρώτα από τη στήλη. Εάν η θερμοκρασία της στήλης είναι υψηλή, η εξάτμιση των ενώσεων στο μείγμα γίνεται πιο γρήγορα. Επομένως, βγαίνουν γρήγορα από τη στήλη.

Ο αέριος χρωματογράφος χρησιμοποιεί διάφορους τύπους ανιχνευτών, όπως φασματομετρία μάζας, ανιχνευτή ιονισμού φλόγας, ανιχνευτή θερμικής αγωγιμότητας, ανιχνευτή σύλληψης ηλεκτρονίων κ.λπ. Ο ανιχνευτής στο τέλος της στήλης αναγνωρίζει τα μόρια που βγαίνουν από τη στήλη και παράγουν ένα χρωματογράφημα σε σχέση με το χρόνο που απαιτείται για την έκλουση, τη διαδικασία αφαίρεσης ενός προσροφημένου υλικού (προσροφητικού υλικού) από ένα προσροφητικό με ένα υγρό.

Όταν ένας συγκεκριμένος τύπος συστατικού του μείγματος βγαίνει από τη στήλη, εμφανίζεται ως κορυφή στο χρωματογράφημα. Ο χρόνος που απαιτείται για την έκλουση ενός συγκεκριμένου συστατικού χρησιμοποιείται για την αναγνώριση του συστατικού κάτω από ένα καθορισμένο σύνολο συνθηκών.

Το μέγεθος της κορυφής είναι ευθέως ανάλογο με την ποσότητα της συγκεκριμένης ένωσης που υπάρχει στο δείγμα. Η πρώτη κορυφή οφείλεται στο εσωτερικό φέρον αέριο, το οποίο εξέρχεται πρώτο από τη στήλη. Ο διαλύτης που χρησιμοποιείται στην παρασκευή του δείγματος εκλούεται δεύτερον.

Συμπέρασμα

Η αέρια χρωματογραφία είναι μια αναλυτική τεχνική που χρησιμοποιείται στον διαχωρισμό ενός μείγματος πτητικών ενώσεων. Χρησιμοποιεί μια αέρια κινητή φάση και μια υγρή στατική φάση. Οι απλούστερες και πιο αδρανείς ενώσεις βγαίνουν γρήγορα από τη στήλη, ενώ οι βαρύτερες και πολικές ενώσεις χρειάζονται λίγο χρόνο για την έκλουση.

Αναφορά:

1. «Αέρια Χρωματογραφία». Chemistry LibreTexts , Libretexts, 21 Ιουλίου 2016, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Gas chromatograph-vector» By Offnfopt – Δική του εργασία που δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας το File:Gas chromatograph.png ως αναφορά. (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia