מבוא לכרומטוגרפיה של גז וכיצד זה עובד

כרומטוגרפיה של גז (GC) היא טכניקה אנליטית המשמשת להפרדה וניתוח של דגימות הניתנות לאידוי ללא פירוק תרמי. לעיתים מכונה כרומטוגרפיה של גז כרומטוגרפיה של חלוקת נוזל גז (GLPC) או כרומטוגרפיה של אדי פאזה (VPC). מבחינה טכנית, GPLC הוא המונח הנכון ביותר, שכן הפרדת רכיבים בכרומטוגרפיה מסוג זה מסתמכת על הבדלי התנהגות בין נייד זורם. שלב הגז ונייח שלב נוזלי.

המכשיר שמבצע כרומטוגרפיה של גז נקרא א כרומטוגרף גז. הגרף המתקבל המציג את הנתונים נקרא א כרומטוגרמת גז.

GC משמש כבדיקה אחת כדי לסייע בזיהוי רכיבים של תערובת נוזלית ולקביעתם הריכוז היחסי שלהם. ניתן להשתמש בו גם כדי להפריד ולטהר רכיבים של א תערובת. בנוסף, ניתן להשתמש בכרומטוגרפיה של גז לחץ אדים, חום הפתרון ומקדמי פעילות. תעשיות משתמשות בו לעתים קרובות כדי לפקח על תהליכים לבדיקת זיהום או להבטיח שתהליך יתנהל כמתוכנן. כרומטוגרפיה יכולה לבדוק אלכוהול בדם, טוהר התרופות, טוהר המזון ואיכות שמן אתרים. ניתן להשתמש ב- GC באנליטים אורגניים או אנאורגניים, אך על המדגם לעשות זאת להיות תנודתי. באופן אידיאלי, למרכיבי הדגימה יהיו נקודות רתיחה שונות.

ראשית, מכינים דגימה נוזלית. המדגם מעורבב עם ממס ומוזרק לכרומטוגרף הגז. בדרך כלל גודל המדגם קטן - בתחום המיקרוליטרים. למרות שהמדגם מתחיל כנוזל, זה מאדה לשלב הגז. גז נשא אינרטי זורם גם דרך הכרומטוגרף. הגז הזה לא אמור להגיב עם רכיבים כלשהם בתערובת. גזים נשאים נפוצים כוללים ארגון, הליום, ולעיתים מימן. הדגימה וגז הנשא מחוממים ונכנסים לצינור ארוך, אשר בדרך כלל מפותל בכדי לשמור על גודל הכרומטוגרף. הצינור עשוי להיות פתוח (נקרא צינורי או נימי) או מלא בחומר תמיכה אינרטי מחולק (עמוד ארוז). הצינור ארוך כדי לאפשר הפרדה טובה יותר של רכיבים. בסוף הצינור נמצא הגלאי, שרושם את כמות הדגימה שפוגעת בו. במקרים מסוימים, המדגם עשוי להתאושש בסוף הטור. האותות מהגלאי משמשים לייצור גרף, הכרומטוגרמה, המציגה את כמות הדגימה המגיעה אל גלאי בציר Y ובאופן כללי כמה מהר הוא הגיע לגלאי בציר ה- x (תלוי מה בדיוק הגלאי מגלה). הכרומטוגרמה מציגה סדרת פסגות. גודל הפסגות פרופורציונאליות ישירות לכמות של כל מרכיב, אם כי לא ניתן להשתמש בהן בכדי לכמת את מספר המולקולות במדגם. בדרך כלל השיא הראשון הוא מגז המוביל האינרטי והשיא הבא הוא הממס המשמש לייצור הדגימה. הפסגות העוקבות מייצגות תרכובות בתערובת. על מנת לזהות את הפסגות על כרומטוגרמת גז, יש להשוות את הגרף לכרומטוגרמה מתערובת סטנדרטית (ידועה), כדי לראות היכן מתרחשות הפסגות.

בשלב זה אולי תוהה מדוע רכיבי התערובת נפרדים בזמן שהם נדחפים לאורך הצינור. החלק הפנימי של הצינור מצופה בשכבה דקה של נוזל (השלב ​​הנייח). גז או אדים בחלק הפנימי של הצינור (שלב האדי) עוברים במהירות רבה יותר ממולקולות הקיימות אינטראקציה עם שלב הנוזל. תרכובות שקיימות אינטראקציה טובה יותר עם שלב הגז נוטות להיות בנקודות רתיחה נמוכות יותר (הן נדיפות) ונמוכות משקולות מולקולריות, בעוד שתרכובות שמעדיפות את השלב הנייח נוטות להיות בעלות נקודות רתיחה גבוהות יותר או שיש כבד יותר. גורמים נוספים המשפיעים על הקצב בו מתחם מתקדם במורד העמוד (נקרא זמן ההתרחשות) כוללים קוטביות וטמפרטורת העמודה. מכיוון שהטמפרטורה כה חשובה, היא בדרך כלל נשלטת בעשיריות מעלות ונבחרת על בסיס נקודת הרתיחה של התערובת.

ישנם סוגים רבים של גלאים שניתן להשתמש בהם כדי לייצר כרומטוגרמה. באופן כללי, הם עשויים להיות מסווגים כ לא סלקטיבימה שאומר שהם מגיבים לכולם תרכובות מלבד גז הנשא, סלקטיבית, המגיבים למגוון תרכובות בעלות תכונות משותפות, ו ספציפי, המגיבים רק למתחם מסוים. גלאים שונים משתמשים בגזי תמיכה מסוימים ובעלי דרגות רגישות שונות. כמה סוגים נפוצים של גלאים כוללים:

כשגז התמיכה נקרא "איפור גז", המשמעות היא שגז משמש למזעור התרחבות הפס. עבור FID, למשל, גז חנקן (N₂) משמש לעתים קרובות. במדריך למשתמש המלווה כרומטוגרף גז מופיע הגזים בהם ניתן להשתמש בו ופרטים נוספים.

• פאביה, דונלד ל., גארי מ. למפמן, ג'ורג 'ס. קריץ, רנדל ג. אנגל (2006). מבוא לטכניקות מעבדה אורגניות (מהדורה רביעית). תומסון ברוקס / קול. עמ '. 797–817.
• גרוב, רוברט ל.; בארי, יוג'ין פ. (2004). תרגול מודרני של כרומטוגרפיה בגז (המהדורה הרביעית). ג'ון וויילי ובניו.
• האריס, דניאל סי. (1999). "24. כרומטוגרפיה של גז ". ניתוח כימי כמותי (מהדורה חמישית). וו. ח. פרימן וחברה. עמ '. 675–712. ISBN 0-7167-2881-8.
• היגסון, ש. (2004). כימיה אנליטית. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד. ISBN 978-0-19-850289-0