GASCROMATOGRAFIA (UNA TECNICA DI SEPARAZIONE)

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1 GASCROMATOGRAFIA (UNA TECNICA DI SEPARAZIONE) Cromatografo Registratore Cromatogramma GC 1 14/15 1

2 COLONNE GC (IMPACCATE) Fase Mobile (Gas di trasporto) Supporto Solido Fase Stazionaria Liquida GC 1 14/15 2

3 CLASSIFICAZIONE DEI METODI CROMATOGRAFICI Cromatografia Gas SFC Liquida (colonna) GSC GLC LSC LLC BPC IEC EC GPC GFC GC 1 14/15 3

4 COLONNE IMPACCATE E CAPILLARI Supporto Solido Fase Liquida 1/8" DE Colonna Impaccata 0,25 mm DI Capillare o WCOT GC 1 14/15 4

5 STRUMENTAZIONE GC Regolatore a due Stadi Iniettore Rivelatore Gas di Trasporto Colonna Raccolta dei Dati Bombola del gas GC 1 14/15 5

6 ESEMPIO DI CROMATOGRAMMA GC 1 14/15 6

7 FORMA DEL PICCO Ideale Allargato Scodato Scodato Sdoppiato frontalmente TEMPO GC 1 14/15 7

8 VANTAGGI DELLA GC Alta Risoluzione Alta Velocità Alta Sensibilità Alta Accuratezza Analisi Quantitativa Facile, ben conosciuta GC 1 14/15 8

9 VANTAGGI DELLA GC ALTA RISOLUZIONE Colonna Capillare Arochlor 1260 Mix di PCB 0 MIN 60 GC 1 14/15 9

10 VANTAGGI DELLA GC VELOCITA E SENSIBILITA ELEVATE 1 Metil Parathion 3pg Malathion 3pg 2 3 Ethion 3pg Minuti GC 1 14/15 10

11 GC ANALISI QUANTITATIVA Componenti Quantità Quantità Errore Teorica (%) determinata relativo mediante GC (%) σ ± 1 n-c-10 11,66 11,54 ± 0,02 0,1% n-c-11 16,94 16,91 ± 0,02 0,2% n-c-12 33,14 33,17 ± 0,02 0,1% n-c-13 38,26 38,38 ± 0,03 0,3% GC 1 14/15 11

12 LIMITI DELLA GC Il campione deve essere volatile I campioni sporchi richiedono purificazione Per confermare l identità si deve ricorrere ad un altro strumento (es. MS) Occorre addestramento ed esperienza GC 1 14/15 12

13 CAMPIONI ANALIZZABILI PER GC Gas, liquidi o solidi Peso molecolare da 2 a ~ 1000 Organici o inorganici Il campione deve essere volatile! GC 1 14/15 13

14 ANALISI QUALITATIVA t R Segnale Tempo Paragonare il t R dello Std. con quello del composto incognito GC 1 14/15 14

15 ANALISI QUALITATIVA Standards t R (metiletil chetone) Metanolo metiletil chetone Toluene Incognito=? t R (x) Conclusione (x) = metiletil chetone (x) GC 1 14/15 15

16 SPETTROMETRO DI MASSA COME RIVELATORE GC Interfaccia MS Effluente GC Gas Carrier Campione Al Vuoto Spettrometro di Massa Campione concentrato GC 1 14/15 16

17 ANALISI QUANTITATIVA ALTEZZA o AREA del PICCO Altezza del picco h Area del picco A Tempo GC 1 14/15 17

18 INTEGRATORE E STAMPANTE/PLOTTER RIVELATORE GC A/D MICRO- PROCESSORE IMPULSI 3,16 Picco Tempo A% CONC 2,41 1,87 1 1,87 3,06 2,98 2 2,41 3,50 3,42 3 3,16 4,68 4,59 CROMATOGRAMMA DATI GC 1 14/15 18

19 SISTEMI DI ELABORAZIONE DATI STAMPANTE / PLOTTER Facile da usare Economico STAZIONE DI LAVORO COMPUTERIZZATA Versatile, potente Costoso GC 1 14/15 19

20 CAMPI D IMPIEGO DELLA GC* Farmaceutico 17% Ambientale 16% Chimica Organica 15% Agricoltura, Alimenti 14% Biomedico 13% Polimeri 8% Petrolio 6% *LC/GC Magazine 8 (1990) 442. GC 1 14/15 20

21 AREE DI APPLICAZIONE DELLA GC* Solventi, Idrocarburi 43% Gas 13(27) Ambientale 33% Acidi, Esteri 23% Droghe, Chimica Forense 20% Monomeri, Polimeri 13% Biomedici, Steroidi 12% Ammine, Basi 10% * risposte relative ad una indagine effettuata nel 1989; 200 cartoline ricevute su 1000 inviate ad utilizzatori di GC capillare GC 1 14/15 21

22 PARAMETRI DELLA GC TEMPO DI RITENZIONE t R Segnale t M t' R Aria Tempo t R = Tempo di Ritenzione t M = Tempo morto t' R = t R t M = Tempo di Ritenzione Corretto GC 1 14/15 22

23 EFFICIENZA NUMERO DI PIATTI TEORICI (N) t R N = 16 (t R /w b ) 2 w 1/2h Iniezione N = 5,54 (t R /w 1/2h ) 2 Tempo w b GC 1 14/15 23

24 ALTEZZA EQUIVALENTE DI UN PIATTO TEORICO (HETP) t R HETP = H = L/N L = Lunghezza della Colonna w N = Numero di Piatti Teorici GC 1 14/15 24

25 FATTORE DI RITENZIONE FATTORE DI CAPACITA k=t R /t M t M =1 t R =1 k =1 k =2 k =3 Aria Tempo (minuti) k nel range 2-20 Nota bene: k è inversamente proporzionale alla temperatura GC 1 14/15 25

26 FATTORE DI SEPARAZIONE SELETTIVITA (t R ) 2 (t R ) 1 α = (t R ) 2 / (t R ) 1 Aria Tempo 1 2 GC 1 14/15 26

27 RISOLUZIONE: CAPACITA, SELETTIVITA ED EFFICIENZA Δt R S = 1 2 Δt ( w ) + ( w ) [ ] b A b B w b w b GC 1 14/15 27

28 PICCHI A DIVERSA RISOLUZIONE R = 0,70 R = 1,5 R = 2,0 GC 1 14/15 28

29 EFFETTO di N e α SU R Cromatogramma di Riferimento R bassa N maggiore α uguale R maggiore N uguale α maggiore R maggiore GC 1 14/15 29

30 EQUAZIONE PRINCIPALE DELLA RISOLUZIONE R s = α α 1 k k + 1 N 4 SELETTIVITA CAPACITA EFFICIENZA LA RISOLUZIONE (R S ) E UNA FUNZIONE DI TRE FATTORI GC 1 14/15 30

31 La cromatografia è un metodo fisico di separazione nel quale i componenti da separare sono distribuiti tra due fasi, una delle quali è stazionaria (fase stazionaria) mentre l altra (fase mobile) si muove in una direzione definita. La cromatografia di eluizione è un procedimento nel quale la fase mobile passa continuamente attraverso o lungo il letto di fase stazionaria e il campione è introdotto nel sistema in quantità finita GC 1 14/15 31