Materie & Energie

Chromatographie - Elutionschromatographie

Elutionschromatographie

Diese Methode, die bei Säulen angewendet wird, umfasst die Migration gelöster Stoffe durch das gesamte System und die Detektion gelöster Stoffe, wenn diese aus der Säule austritt. Der Detektor überwacht kontinuierlich die Menge an gelöstem Stoff im entstehenden Strom der mobilen Phase - demeluieren - und wandelt das Signal meistens in eine Spannung um, die als a registriert ist Spitze auf einemStreifenschreiber . Die Rekorderspur, bei der kein gelöster Stoff vorhanden ist, ist die Basislinie. Eine Auftragung der Konzentration gelöster Stoffe entlang der Migrationskoordinate von Entwicklungschromatogrammen ergibt einen ähnlichen Peak gelöster Stoffe. Zusammengenommen sind die Diagramme die Konzentrationsprofile; Idealerweise sind sie Gaußsch ( Normal- , Glocken- oder Fehlerkurven). Die Signalintensität kann auch digitalisiert und in einem Computerspeicher zum späteren Abrufen gespeichert werden . Das Verhalten gelöster Stoffe wird in Bezug auf dieDie Retentionszeit ist die Zeit, die ein gelöster Stoff benötigt, um von der Säule zu wandern oder zu eluieren, gemessen ab dem Zeitpunkt, an dem die Probe in den Strom der mobilen Phase injiziert wird, bis zu dem Punkt, an dem das Peakmaximum auftritt. Die eingestellte Retentionszeit wird anhand des Auftretens eines nicht zurückgehaltenen gelösten Stoffes am Auslass gemessen. Die Abhängigkeit dieser Zeiten von der Durchflussrate wird durch die Meldung derRetentionsvolumina, die als Retentionszeiten multipliziert mit dem Volumenstrom der mobilen Phase berechnet werden.

pH-Papier
Lesen Sie mehr zu diesem Thema
chemische Analyse: Chromatographie
Die Chromatographie besteht aus einer großen Gruppe von Trennmethoden, bei denen die Bestandteile eines Gemisches durch ...

Die Flecken auf dem entwickelten planaren Bett, die Reihe von Peaks auf dem vom Rekorder erzeugten Papier oder der Ausdruck der Computerdaten sind verschiedene Formen von Chromatogrammen.

Retentionsmechanismus

Die Klassifizierung hinsichtlich des Retentionsmechanismus ist ungefähr, da die Retention tatsächlich eine Mischung von Mechanismen ist. Wenn der Verteilungskoeffizient konstant ist, wenn die Menge an gelöstem Stoff variiert wird, wird die Trennung als lineare Chromatographie bezeichnet. Diese Bedingung ist sehr wünschenswert, da sich gelöste Zonen symmetrischen Gaußschen Verteilungen nähern. Wenn das System nichtlinear ist, sind gelöste Zonen asymmetrisch. Im häufigsten asymmetrischen Fall „schwankt“ eine Zone in eine folgende Zone gelöster Stoffe, um sie zu kontaminieren.

Im Gelöste Moleküle der Adsorptionschromatographie binden direkt an die Oberfläche der stationären Phase . Stationäre Phasen können eine Vielzahl von Adsorptionsstellen enthalten , die sich in der Zähigkeit, mit der sie die Moleküle binden, und in ihrer relativen Häufigkeit unterscheiden. Der Nettoeffekt bestimmt die Adsorbensaktivität.Die Partitionschromatographie verwendet ein Trägermaterial, das mit einer Flüssigkeit der stationären Phase beschichtet ist. Beispiele sind (1) Wasser, das von Cellulose , Papier oder Siliciumdioxid gehalten wird, oder (2) ein dünner Film, der mit einem Feststoff beschichtet oder verbunden ist . Der feste Träger ist idealerweise inaktiv bei der Rückhaltung von gelösten Stoffen, ist es aber tatsächlich nicht; Die Retention ist hauptsächlich auf die gelöste Lösung in der stationären flüssigen Phase zurückzuführen.

Wie oben erwähnt, besteht die stationäre Phase bei der Größenausschlusschromatographie aus Molekülen der mobilen Phase, die in der porösen Struktur eines Feststoffs eingeschlossen sind. Gelöste Moleküle bleiben erhalten, wenn sie in diese Poren hinein und aus diesen heraus diffundieren. Die Zeit, die sie in den Poren verbleiben, hängt von ihrer Größe ab, die die Eindringtiefe bestimmt. Es gibt eine bestimmte Molekülgröße, die den "gerade ausgeschlossenen" Fall darstellt. Moleküle dieser Größe und größer sind von den Poren ausgeschlossen und werden nicht getrennt. Sie erscheinen zuerst in der Elutionschromatographie. Am anderen Ende des Größenspektrums befindet sich eine bestimmte Größe, bei der alle Moleküle dieser Größenordnung und kleiner alle Poren durchdringen. Diese Moleküle sind auch nicht getrennt; sie eluieren zuletzt.Gelfiltrationschromatographie bezieht sich auf Größenausschlussverfahren, bei denen Wasser als mobile Phase verwendet wird; Bei der Gelpermeationschromatographie wird eine organische mobile Phase verwendet.

Sehr spezifische intermolekulare Wechselwirkungen “Schloss und Schlüssel “sind in der Biochemie bekannt . Beispiele umfassen enzym Protein , Antigen - Antikörper , und Hormon - Rezeptor binden. Ein Strukturmerkmal eines Enzyms wird an ein spezifisches Strukturmerkmal eines Proteins gebunden.Die Affinitätschromatographie nutzt dieses Merkmal aus, indem sie a bindetLigand mit der gewünschten interaktiven Fähigkeit zu einem Träger wie einem in der Gelfiltrationschromatographie verwendeten Gel. Der Ligand verzögert einen gelösten Stoff mit dem kompatiblen Strukturmerkmal und leitet alle anderen gelösten Stoffe in der Mischung weiter. Der gelöste Stoff wird dann durch eine Änderung der mobilen Phase eluiert, beispielsweise durch Einbau eines konkurrierenden gelösten Stoffes, Änderung der Säure oder Änderung der Ionenstärke des Elutionsmittels.

Es gibt keine stationäre Phase bei der Feldflussfraktionierung; Die Ströme oder Schichten unterschiedlicher Geschwindigkeit der mobilen Phase mit dem zwischen ihnen verteilten gelösten Stoff erzeugen die Trennung.

Phasen

Gaschromatographie

Die Klassifizierung nach Phasen gibt den physikalischen Zustand der mobilen Phase an, gefolgt vom Zustand der stationären Phase. Gaschromatographie unter Verwendung einer gasförmigen Flüssigkeit als mobile Phase, genanntTrägergas, ist unterteilt in Gas-Feststoff-Chromatographie undgas-liquid chromatography. The carrier gases used, such as helium, hydrogen, and nitrogen, have very weak intermolecular interactions with solutes. Molecular sieves are used in gas size-exclusion chromatography applied to gases of low molecular weight. Adsorption on solids tends to give nonlinear systems. Gas-liquid chromatography employs a liquid stationary phase where solution forces provide retention. At ordinary pressures the solutes in the gas phase behave as a mixture of ideal gases. All interactions responsible for selective retention occur in the stationary phase. Thus, a wide variety of liquid stationary phases have been employed; hundreds have been reported.

A basic rule in organic chemistry is that “like dissolves like.” Thus, the polar solvent water dissolves the polar solute ethanol but not the hydrocarbon octane. The nonpolar solvent benzene will dissolve octane but not ethanol. Polar stationary phases will retain polar solutes and pass those that are nonpolar. The order of emergence is reversed with nonpolar stationary phases. Lutz Rohrschneider of Germany initiated studies that led to a standard set of solute species, solvent probes, which helped order stationary phases in terms of polarity and intermolecular interactions present.

In gas chromatography the retention of solutes is most often referred to the behaviour of the straight-chain hydrocarbons; i.e., relative retention volumes are used. On a logarithmic scale this becomes the retention index (RI) introduced by the Swiss chemist Ervin sz. Kováts. The RI values of the solvent probes serve as the basis for the classification method introduced by Rohrschneider. Similar schemes have been suggested for liquid systems.

Gas-phase intermolecular interactions occur and are exploited in supercritical-fluid chromatography. Examples of interactive gases used at high pressure are carbon dioxide, nitrous oxide, ammonia, hydrocarbons, sulfur hexafluoride, and halogenated methanes.

Mixtures of solutes that have a wide boiling point or polarity range or have a large variety of functional groups pose a particular problem. At low column-operating temperatures, the solutes with high volatility (or, more precisely, solutes with a large numerical value for the liquid solution activity coefficient) appear early on the chromatogram as well-resolved peaks. Solutes with low volatility progress slowly through the column, with ample opportunity for the peak broadening. These solutes appear as very low, broad peaks that may be overlooked. An increase in column temperature increases the concentration of the solutes in the gas phase. The solutes of high volatility, however, now spending most of their time in the mobile-gas phase, migrate rapidly through the column to appear as unresolved peaks. The succeeding solutes are adequately resolved. This is termed the allgemeines Elutionsproblem. Eine einfache Lösung besteht darin, die Säulentemperatur im Verlauf der Trennung zu erhöhen. Die gut aufgelösten, leicht flüchtigen gelösten Stoffe werden bei niedrigeren Temperaturen von der Säule entfernt, bevor die leicht flüchtigen gelösten Stoffe den Ursprung am Säuleneinlass verlassen. Diese Technik wird als bezeichnettemperaturprogrammierte Gaschromatographie.