CENNI DI GASCROMATOGRAFIA GASCROMATOGRAFIA

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1 CENNI DI GASCROMATOGRAFIA GASCROMATOGRAFIA tecnica analitica il cui principio di base è quello secondo il quale, realizzata la vaporizzazione dei componenti di una miscela, se ne provoca la risoluzione per ripartizione fra una fase mobile (gassosa) ed una stazionaria (solida) SCHEMA E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 51

2 SISTEMI DI INIEZIONE INIETTORE SPLIT-SPLITLESS E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 52

3 SISTEMI DI INIEZIONE INIETTORE ON COLUMN E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 53

4 PARAMETRI CARATTERIZZANTI UNA COLONNA CAPILLARE fase stazionaria lunghezza della colonna diametro interno spessore del film FASE STAZIONARIA E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 54

5 FASE STAZIONARIA PER COLONNE CHIRALI α, β, γ ciclodestrine n = 6,7, 8 E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 55

6 COMPOSTI CHIRALI ISOMERI composti diversi ma aventi stessa formula bruta STEREOISOMERI composti i cui atomi costitutivi differiscono solo per la posizione spaziale pur essendo uguale la sequenza dei legami fra gli atomi ENANTIOMERI stereoisomeri che sono uno l immagine speculare dell altro DIASTEREOISOMERI Isomeri che NON sono l uno l immagine speculare dell altro. Proprietà fisiche DIVERSE Proprietà chimiche SIMILI ENANTIOMERI Condizione necessaria e sufficiente per l esistenza di enantiomeri è la presenza di un CENTRO CHIRALE atomo di carbonio al quale sono legati 4 gruppi sostituenti diversi E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 56

7 CARATTERISTICHE DEGLI ENANTIOMERI UGUALI PROPRIETA FISICHE AD ECCEZIONE DEL SENSO DI ROTAZIONE DELLA LUCE POLARIZZATA UGUALI PROPRIETA CHIMICHE AD ECCEZIONE DELLA REATTIVITA VERSO REAGENTI OTTICAMENTE ATTIVI PERCHE E IMPORTANTE LO STUDIO DEGLI ENANTIOMERI 1) Hanno proprietà organolettiche diverse e quindi condizionano in principio le proprietà organolettiche del formulato in cui si usi un racemo o una miscela naturale. 2) Possiedono differente attività biologica 3) In natura sono caratterizzati da definite distribuzioni enantiomeriche a) deduzione di informazioni sull origine di componenti di materie prime e/o di formulazioni aromatiche b) identificazione della presenza di composti racemici di sintesi di materie prime e/o formulati aromatizzanti E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 57

8 E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 58

9 intervallo di variabilità linalolo R(-) S(+) arancia dolce arancia amara SISTEMI DI RIVELAZIONE E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 59

10 F.I.D. Flame Ionization Detector E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 60

11 Metodi di analisi quantitativa 1) normalizzazione interna non determina la quantità assoluta ma il rapporto percentuale di più componenti di una miscela 2) standardizzazione esterna standard esterno costruzione di una curva di taratura attraverso l iniezione in colonna di uno standard a diverse concentrazioni (note) del composto di cui si vuole eseguire la determinazione quantitativa nella miscela in analisi. E necessario iniettare in colonna volumi uguali dello standard a diverse concentrazioni (note) ed anche uno stesso volume della soluzione in analisi 3) standardizzazione interna standard interno aggiunta alla miscela da analizzare di una quantità nota di un componente diverso da quelli contenuti nella miscela stessa. E necessario calcolare prima il fattore di risposta del componente (o dei componenti) della miscela da cromatografare, attraverso la seguente espressione: K = Cst Ax / Cx Ast E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 61

12 Cst Ast Cx Ax concentrazione dello standard interno area del picco cromatografico prodotto dallo standard interno concentrazione del componente x area del picco cromatografico prodotto dal componente Alla soluzione in analisi, contenente una concentrazione incognita del componente x, si addiziona una quantità nota di standard interno in modo tale che risulti possibile calcolare la sua concentrazione. Eseguita la cromatografia della soluzione in analisi (di cui è nota la sola concentrazione dello standard interno, oltre al fattore di risposta K preventivamente calcolato), si applica la seguente espressione: Cx = Cst Ax / K Ast Questo metodo non è condizionato dall introduzione in colonna di quantità ben definite, risultando il calcolo dipendente da un rapporto fra aree. 4) metodo delle aggiunte - si prepara una soluzione standard del componente di cui si vuol determinare la concentrazione nella soluzione in analisi; - si trasferiscono in vari matracci di uguale capacità, aliquote uguali della soluzione a concentrazione incognita; - si addizionano, nei vari matracci, volumi definiti di standard, preparando in tal modo soluzioni a concentrazione crescente di standard aggiunto - si diluiscono tutti i matracci ad ugual volume - si cromatografano le soluzioni arricchite e la soluzione in analisi diluita allo stesso volume curando di iniettare quantità uguali delle soluzioni; dai cromatogrammi ottenuti si calcolano le aree dei picchi relativi al componente in esame; in un sistema di assi cartesiani si riportano i valori delle aree (in ordinata) in corrispondenza dei valori di concentrazione aggiunta (in ascissa). determinazione della concentrazione dell analita Cx con il metodo delle aggiunte tarate E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 62

13 PRINCIPALI ERRORI - uso di uno standard interno che si sovrappone ad altri picchi della miscela in analisi - uso di uno standard di non noto grado di purezza - uso di valori errati del fattore di risposta - uso di valori del fattore di risposta calcolati in condizioni diverse da quelle di analisi SPETTROMETRIA DI MASSA fornisce informazioni di massa SPETTROMETRO DI MASSA frammenta le sostanze produce ioni positivi o negativi Principio di funzionamento Riproducibilità del fenomeno di frammentazione delle molecole E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 63

14 Schema di accoppiamento gascromatografo-spettrometro di massa COMPONENTI DI UNO SPETTROMETRO DI MASSA 1) camera di ionizzazione e accelerazione di ioni 2) 2) tubo analizzatore e magnete 3) collettore di ioni ed amplificatore 4) registratore E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 64

17 INTERPRETAZIONE DI UNO SPETTRO DI MASSA (TIC) VANILLINA m.w. 152 CAS Percentuali di distribuzione degli isotopi dei più comuni elementi E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 67

20 Tecniche di estrazione per ottenere campioni di oli essenziali destinati al controllo qualità E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 70

23 Dispositivo SPME (Solid Phase Micro Extraction) E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 73

24 Schema di TDS/GC/MS E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 74

26 Esempi di interazione nell adsorbimento in fase solida Esempi di interazione nell adsorbimento in fase solida E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 76

27 Esempi di interazione nell adsorbimento in fase solida E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 77

30 ESTRATTORI ESTRATTORI PER OLI CITRICI SFUMATRICE Le scorze sono introdotte nell impianto e sono trascinate mediante una speciale catena metallica verso l uscita dell impianto stesso. Durante il percorso le scorze sono sottoposte a pressione meccanica sempre più alta perché costrette a passare nello spazio sempre più ridotto, delimitato dalla catena di avanzamento e da una superficie fissa sagomata a coste. I movimenti di rotolamento e piegatura causano rottura delle sacche ed espulsione dell olio essenziale che incontra sottili getti di acqua. Caratteristiche organolettiche +++ chimiche +++ PELATRICE 1 Tamburo di ghisa nel cui asse sono montati due piatti rotanti (70 giri/min). I piatti e la superficie interna del tamburo sono dotati di punte abradenti. Un tramoggia, con serrande che si aprono ad intermittenza, alimenta di frutti i piatti in modo regolare ed automatico. I frutti subiscono azione abrasiva quando vengono a contatto con le pareti del tamburo per poi ricadere sui piatti. I frutti vengono poi scaricati. Getti di acqua convogliano l olio essenziale e detriti alle operazioni successive. PELATRICE 2 Tunnel orizzontale, a sezione quasi cilindrica, dotato nella parte inferiore di rulli con punte abradenti che ruotano ciascuno sul proprio asse verso l esterno. Una coclea, munita di punte abradenti, provoca l avanzamento dei frutti. Velocità di rotazione di coclea e rulli sono regolabili in relazione alle caratteristiche del frutto. Forti getti di acqua trascinano olio e detriti. E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 80

31 ESTRATTORI 1. Distillatori in corrente di vapore diretto e indiretto (continuo e discontinuo) 2. Estrattore per idrodiffusione (tipo Schmid) 3. Impianti per estrazione con solvente E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 81

36 ESTRAZIONI CON SOLVENTE PERCOLAZIONE il solvente attraversa la matrice vegetale situata in uno o più vani basculanti a fondo perforato. Vi sono estrattori che operano in orizzontale ed altri che operano in verticale. INFUSIONE (IMMERSIONE) si impiegano masse di sovente non trascurabili ed in particolare per l estrazione in statico i tempi sono lunghi (materia prima immobilizza per tempi non industrialmente accettabili) E vietata la riproduzione anche parziale con qualsiasi mezzo senza la preventiva autorizzazione 86