Chromatografia
Konkurencyjna metoda do wydzielania substancji rzadkich, występujących w niskich stężeniach w układach Mogą się kojarzyć z badaniami analitycznymi
Jest podział na chromatografie analityczną i preparatywną, czyli taką która pozwala na oczyszczanie mieszanin (chromatografie analityczną i preparatywną wykonujemy na tej samej zasadzie).
Odkrył to naukowiec rosyjski na UW, zaobserwował, że roztwór barwników roślinnych przechodzący przez złoże porowate rozdziela się na różne kolory (gr. chromos- kolor, gratos- pisze). Jaka jest zasada działania chromatografii?
Okazało się, że niektóre składniki przechodząc przez pewną substancję (substancję wypełniającą, złoże), zatrzymując się na złożu. Niektóre przepływają, ale i tak dalej się wypłukują.
Na czym polega ideała chromatografii?
Trzeba przygotować kolumnę z wypełnieniem. Na szczyt kolumny wprowadził mieszaninę barwników, a ona sobie tygodniami kapała. Co jakiś czas zbierał frakcję. I te frakcje wypływające z kolumny różniły się kolorem. Dzisiaj powiedzielibyśmy, że różniły się składem substancji. W zależności od momentu, w którym zbierał frakcję, te składy były różne. Te substancje, które wprowadziliśmy na szczyt kolumny, w różnym czasie wiązały się ze złożem. Substancja inna wymywała składniki, ale nie wymywała ich jednocześnie. Czas wypływu substancji niezwiązanej= przepływ szybki:
Można z łatwością wykazać, że jeżeli substancja nie zatrzymuje się na kolumnie, to czas po którym się pojawi na wylocie jest równy czasowi przepływu. Czyli długości kolumny do prędkości przepływu. I ta substancja nie oddziałuje z naszym wypełnieniem. Część substancji jest zatrzymywana poprzez oddziaływania na drodze adsorpcji, czyli wiązania się substancji do fazy stałej- złoża
Określić można tzw. współczynnik retencji.
L-długość kolumny
v-prędkość przepływu
tR-czas retencji- czas między zaadsorbowaniem substancji a pojawieniem się max piku
tM- czas retencji składnika niezatrzymywanego
Dla nas najważniejszy jest czas retencji, czas od momentu wprowadzenia naszej substancji do jej pojawienia się na wylocie.
Na wylocie kolumny trzeba umieścić coś, co będzie wykrywało tą substancję (detektor UV, detektora przewodnictwa elektrycznego, współczynnika załamania światła, czy detektora masowego). Jeżeli dobrze dobierzemy rozpuszczalnik (który przepływa) i wypełnienie kolumny pojawia się na wylocie alkohol.
(…)
… naszej substancji do jej pojawienia się na wylocie.
Na wylocie kolumny trzeba umieścić coś, co będzie wykrywało tą substancję (detektor UV, detektora przewodnictwa elektrycznego, współczynnika załamania światła, czy detektora masowego). Jeżeli dobrze dobierzemy rozpuszczalnik (który przepływa) i wypełnienie kolumny pojawia się na wylocie alkohol. Współczynnik podziału Nernsta:
Ten profil nazywamy pikiem chromatograficznym. Jeśli mamy stosunek stężenia substancji zatrzymywanej, do substancji niezatrzymywanej nazywamy to współczynnikiem podziału Nernsta (charakteryzuje dany proces chromatograficzny, choć z praktycznego punktu widzenia nas bardziej interesuje oddalenie w jakim pojawi się nasza substancja, ale najważniejszy jest współczynnik rozdziału).
Współczynnik rozdziału wprowadzonych na kolumnę chromatograficzną…
… będzie rozmyty- substancja będzie rozcieńczona.
Im więcej półek tym lepiej- lepsza jakość rozdziału, tym większe stężenie otrzymamy. Najważniejsze aby uzyskać substancję jak najbardziej zatężoną. Drobnoustroje wydzielają najwięcej:
etanolu, 180g/1l
kwas cytrynowy 120g/1l
butanol 30g/1l. Metody membranowe i chromatograficzne są lepsze niż ekstrakcja, która mocno rozcieńcza, a przy destylacji tracimy dużo energii. Procesy Downstreen procesing są to procesy, z których należy odzyskać mocno rozcieńczone substancje. Mechanizmy zatrzymywania w chromatografii cieczowej- rodzaje HPLC:
1) Układ z tzw. fazą odwrócona, gdzie rozpuszczalnik który płynie przez kolumnę jest rozpuszczalnikiem polarnym. Wypełnienie stałe, jest wypełnieniem niepolarnym, węglowodorowym, są to grupy:
C8
C18
Metylowe
Fenylowe. Związki niepolarne…
…
Cyjankowa
Aminowa Niepolarna faza ruchoma mieszająca się z wodą (acetonitryl, metanol) lub nie mieszająca się (n-heksan). Woda ma tutaj siłę wymywać. 3) Chromatografia jonowa może być dwojaka, zależy jakie substancje chcemy zatrzymać. Jeżeli aniony stosujemy kolumny kationitowe:
sulfonowy SO3H
karbonylowy COOH Mamy w kolumnach odpowiednią gr. funkcyjną która ma wolny jon, żeby zatrzymywać przeciwjony…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)