cromatografia
Quali sono i principi generali su cui si basa la cromatografia?
La cromatografia è una tecnica di separazione che si basa sulla diversa affinità tra le molecole di fasi diverse, una stazionaria e una mobile chiamata eluente. Il campione scorre grazie all'eluente sulla fase stazionaria.
La separazione avviene secondo l'estrazione e il successivo trascinamento
Cosa dice Twsett?
Twsett fu il primo a parlare di affinità fra le sostanze, cioè che la separazione delle sostanze dipende dal grado di assorbimento tra loro.
Cos'è l'esperimento fondamentale?
Si utilizza una colonna impaccata con la dase stazionaria in granuli immersa nella fase mobile. La miscela da separare viene depositata in testa e viene aggiuntabla fase mobile in modo continuino a formare delle bande.
Cos'è il Volume di ritenzione?
Il volume di ritenzione VR è il volume di eluente necessario a far uscire ciascun componente dalla colonna.
Cosa dice la legge di Nerst?
La legge di Nerst dice che a temperatura costante, il rapporto tra la concentrazione della fase stazionaria e della fase mobile rispetto alla sostanza che vogliamo analizzare è costante
Kc=Cs/Cm
Kc è quindi il coefficiente di ripartizione, più sono diversi tra le fasi della sostanza da analizzare, più sono facili da separare
Dipende dalla natura delle fasi e dalle variabili termodinamiche
Descrivi il meccanismo di Adsorbimento
L'adsorbimento avviene quando la fase stazionaria è in polvere. la superficie di questa polvere stabilisce dei legami deboli con la sostanza che voglio separare. Questo meccanismo si trova nella gas cromatografia gas solida e nella cromatografia liquido solido
Descrivi il meccanismo di Ripartizione
Nella ripartizione la fase stazionaria è un liquido in cui la sostanza da analizzare si solubilizza e si ripartisce in bande in un eluente immiscibile. Questo meccanismo viene usato soprattutto nella gas cromatografia gas liquido e nella cromatografia liquido liquido
Descrivi il meccanismo di Esclusione
Il meccanismo di Esclusione si attua quando la fase stazionaria è un gel poroso. All'interno dei pori si va a depositare il nostro analita disciolto nell'eluente. Questo meccanismo viene usato nella cromatografia di esclusione.
Descrivi il meccanismo di scambio ionico
Lo scambio ionico avviene quando come fase stazionaria è presente una resina a scambio ionico, l'eluente assieme alla miscela da separare, scambia i controioni della resina coi suoi. Questo meccanismo viene usato nelle cromatografie ioniche e a scambio ionico
Descrivi il meccanismo di Affinità
Il meccanismo di Affinità avviene quando utilizziamo delle reazioni biochimiche per separare il nostro analita. Questo meccanismo viene usato nella cromatografia di affinità
Descrivi i vari tipi di cromatografia
- Planare: può essere su strato sottile o su carta, la fase stazionaria è un supporto piano e il campione si sposta sulla fase stazionaria per capillarità
- A bassa pressione: utilizzata soprattutto nell'industria farmaceutica e nella ricerca, viene utilizzata quando abbiamo bisogno di grandi quantità di sostanza
- HPLC: l'eluente fluisce in modo continuo e riproducibile in una colonna di acciaio
- Gascromatografia: la fase mobile è un gas che scorre attraverso una colonna impaccata con un liquido o un solido poroso
- In fase supercritica: si una una fase mobile che si trova leggermente sopra il suo punto supercritico
Cos'è il Cromatogramma?
Il cromatogramma è un tracciato che descrive l'andamento del segnale del rivelatore, il tracciato ne costituisce i picchi. L'eluente deve essere una sostanza che non deve dare una risposta o deve dare una risposta costante che può essere quindi eliminata.
Quali sono le componenti di un picco?
h: l'altezza del picco, tra il punto di massimo e la base
wb: larghezza alla base del picco
wh: larghezza alla metà dell'altezza
area totale: è l'area sottostante al picco che è proporzionale alla concentrazione della sostanza che ci comporta il picco nel grafico
Cos'è il tempo di ritenzione?
Il tempo di ritenzione tR è il tempo impiegato da una sostanza per scorrere in colonna
Cos'è il tempo morto?
Il tempo morto tM è il tempo di ritenzione di una sostanza che non viene trattenuta nella fase stazionaria
Cos'è il tempo di ritenzione corretto?
Il tempo di ritenzione corretto t'R è il tempo che la sostanza impiega ad interagire con la fase stazionaria.
t'R=tR-tM
Cos'è il volume di ritenzione corretto?
Il volume di ritenzione corretto è il volume di eluente necessario a far interagire la sostanza da separare con la fase stazionaria.
V'R=Vr-Vm
V'R=tR • Fc
Fc è il flusso della fase mobile che assumiamo come costante
Cos'è il volume morto?
Il volume Morto VM è la quantità di eluente necessario a far uscire il primo componente dalla colonna
Cos'è l'equazione fondamentale della cromatografia?
VR=VM+(Kc • Vs)
volume di ritenzione = volume morto + (coefficiente di ripartizione • volume della fase stazionaria)
Cos'è il Fattore di ritenzione?
K=nmoli S/ nmoli M
K=Vs/Vm • Kc
caratterizza il comportamente di quelle specifiche fasi in quella specifica colonna
Cos'è la Selettività?
La selettività indica la capacità di eluire specie chimiche diverse con tempi il più possibile diversi fra loro. Dipende dal meccansimo di separazione usato nell'analisi. La selettività viene calcolata con il fattore di separazione
alfa=t'R2/t'R1
alfa=K2/K1
alfa=Kc2/Kc1
Cos'è l'efficienza?
L'efficienza è la capacità di eluire tutte le particelle di una componente alla stessa velocita per formare bande e/o picchi molto stretti. Viene espressa con il numero dei piatti teorici
N=16(tR/wb)²
se utilizziamo il tempo di ritenzione corretto otteniamo il numero di piatti effettivi
N=16(t'R/wb)
L'efficienza può essere calcolata anche con l'altezza del piatto teorico H
H=L/N
Ne derivi l'equazione di Van Deemter, che calcola l'altezza del piatto teorico in funzione della velocità lineare media della fase mobile
H=A+(B/v)+(C•v)
v: velocità lineare della fase mobile
A: diffusione microvorticosa
B: diffusione molecolare longitudinale
C: resistenza al trasferimento di massa
Cos'è la Risoluzione?
La risoluzione è la capacità di separare i vari picchi
Rs=(tR1 - tR2)/[(w1+w2) ÷2]
Quali sono le deformazioni che formano un picco?
-Tailing: allungamento della coda
-Fronting: salita lenta e discesa rapida
le deformazioni si calcolano facendo il rapporto tra le distanze dalla verticale del picco
Cos'è la capacità di carico?
La capacità di carico è la quantità di campione che la fase stazionaria può trattenere senza perdere efficienza, essa è influenzata dalle dimensioni della colonna e dalla quantità di campione
Quali sono le caratteristiche delle sostanze utilizzabili nella gas cromatografia?
Devono essere sostanze vaporizzabili senza degradarsi e devono avere una temperatura di ebollizione inferiore a 300°C
Quali sono le caratteristiche della GLC?
-supporto inerte solido
-utilizzo di un liquido non volatile che forma legami covalenti
-viene usato il meccanismo di ripartizione
Quali sono le caratteristiche del GSC?
-la fase stazionaria è fatta da allumina, silice o carbone
-viene usato l'adsorbimento
-possono essere separati gas permanenti e idrocarburi con basse teb
Schema a blocchi della gas cromatografia
carrier
iniettore (split)
colonna
rivelatore(fid)
computer