Wie funktioniert die Gaschromatographie?

Die Gaschromatographie ist eine analytische Trennmethode, die zur Trennung und Analyse von Proben verwendet wird. Die Trennung erfolgt zwischen einer gasbeweglichen Phase und einer flüssigen stationären Phase. Die in der Gaschromatographie verwendete Probe sollte ohne thermische Zersetzung verdampfen können. Die betroffene Probe wird mit der mobilen Phase gemischt und in den Gaschromatographen injiziert. Nach dem Verdampfen durch Erhitzen tritt die Probe mit einer flüssigen stationären Phase in die Säule ein. Am Ende der Säule erzeugen die Detektoren ein Chromatogramm, indem sie die Verbindungen identifizieren, die sich in der Säule fortbewegen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Gaschromatographie?
      - Definition, Prinzip, Anwendungen
2. Wie funktioniert die Gaschromatographie?
     - Prozess der Gaschromatographie

Schlüsselbegriffe: Siedepunkt, Detektor, Gaschromatographie, mobile Phase, stationäre Phase

Was ist Gaschromatographie?

Die Gaschromatographie ist eine Technik, die bei der Trennung einer Mischung flüchtiger Verbindungen aufgrund ihrer Mobilität durch eine stationäre Phase verwendet wird. Es verwendet eine mobile Gasphase und eine flüssige stationäre Phase. Die mobile Phase kann inerte Gase wie Argon, Helium oder Wasserstoff sein. Eine dünne Schicht flüssiger stationärer Phase bedeckt die Innenseite der bei der Gaschromatographie verwendeten Säule. Die Gaschromatographie wird hauptsächlich für die qualitative und quantitative Analyse von Molekülen in einem Gemisch verwendet.

Wie funktioniert die Gaschromatographie?

Das Probengemisch sollte in der Gaschromatographie verdampfen können, um sich zusammen mit der gasförmigen mobilen Phase zu bewegen. Die Moleküle der Mischung interagieren mit der stationären Phase innerhalb der Säule. Die Moleküle mit weniger Wechselwirkungen mit der stationären Phase bewegen sich schneller durch diese hindurch, während sich die Moleküle mit höherer Wechselwirkung mit der stationären Phase langsamer durch sie hindurch bewegen. Im Allgemeinen ist die mobile Phase inert und ist nicht polar. Die Verbindungen mit niedrigen Siedepunkten und niedrigen Molekulargewichten interagieren stärker mit der gasförmigen mobilen Phase. Die Verbindungen, die hohe Siedepunkte und hohe Molekulargewichte haben, interagieren mehr mit der flüssigen stationären Phase. Die Instrumentation der Gaschromatographie ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Gaschromatographie

Die Polarität und die Temperatur der Säule sind die anderen Faktoren, die für die relative Mobilität von Molekülen durch die Säule verantwortlich sind. Wenn die Polarität der Verbindungen in der Mischung hoch ist, neigen sie dazu, in der stationären Phase zu bleiben. Daher bewegen sich unpolare Verbindungen zuerst aus der Spalte. Wenn die Temperatur der Kolonne hoch ist, erfolgt die Verdampfung der Verbindungen in der Mischung schneller; daher kommen sie schnell aus der Säule heraus.

Der Gaschromatograph verwendet verschiedene Arten von Detektoren wie Massenspektrometrie, Flammenionisationsdetektor, Wärmeleitfähigkeitsdetektor, Elektroneneinfangdetektor usw. Der Detektor am Ende der Säule identifiziert die Moleküle, die aus der Säule austreten, und erzeugt ein Chromatogramm in Bezug auf die Zeit, die für die Elution benötigt wird, das Verfahren zum Entfernen eines adsorbierten Materials (Adsorbats) aus einem Adsorbens mit einer Flüssigkeit.

Wenn eine bestimmte Art von Komponenten der Mischung aus der Säule austritt, wird sie im Chromatogramm als Peak angezeigt. Die Zeit, die für die Elution einer bestimmten Komponente benötigt wird, wird zur Identifizierung der Komponente unter bestimmten Bedingungen verwendet.

Die Größe des Peaks ist direkt proportional zu der Menge dieser speziellen Verbindung, die in der Probe vorhanden ist. Der erste Peak ist auf das innere Trägergas zurückzuführen, das zuerst aus der Kolonne austritt. Das bei der Herstellung der Probe verwendete Lösungsmittel eluiert zweitens.

Fazit

Die Gaschromatographie ist eine analytische Technik, die zur Trennung einer Mischung flüchtiger Verbindungen verwendet wird. Es verwendet eine gasförmige mobile Phase und eine flüssige stationäre Phase. Die einfacheren und inerten Verbindungen treten schnell aus der Säule aus, während schwerere und polare Verbindungen einige Zeit für die Elution benötigen.

Referenz:

1. "Gaschromatographie". Chemie LibreTexts, Libretexts, 21. Juli 2016, Verfügbar hier.

Bildhöflichkeit:

1. "Gaschromatograph-Vektor" Von Offnfopt - Eigene Arbeit, die mit File: Gaschromatograph.png als Referenz erstellt wurde. (Public Domain) über Commons Wikimedia