Cromatografía de gases

Cromatografía de gases

Un cromatógrafo de gases con un muestreador de headspace
Siglas	GC
Clasificación	Cromatografía de
Analitos	Orgánica Inorgánica Debe ser volátil
Otras técnicas de
Relacionados con la	Cromatografía en capa fina Cromatografía líquida de alto rendimiento
Separe	Cromatografía de gases-espectrometría de masas

Cromatografía de gases (GC), es un tipo común de cromatografía de utilizado en química analítica para separación de y análisis de compuestos que pueden ser vaporizados sin descomposición. Las aplicaciones típicas de GC incluyen pruebas de la pureza de una sustancia en particular, o separar los distintos componentes de una mezcla (las cantidades relativas de dichos componentes pueden también determinarse). En algunas situaciones, GC puede ayudar en la identificación de un compuesto. En cromatografía preparativa, GC puede usarse para preparar compuestos puros de una mezcla.

En cromatografía de gases, la fase móvil (o "fase móvil") es un portador gas, generalmente un inerte gas, tales como helio o un unreactive gas, tales como nitrógeno. El fase estacionaria es una capa microscópica de líquido o polímero en un inerte sólido apoyo, dentro de una pieza de vidrio o metal tubo de llama una columna (un homenaje a la columna de fraccionamiento utilizado en la destilación). El instrumento utilizado para realizar cromatografía de gases se llama un Cromatógrafo de gases (o "Aerografo", "separador de gas").

Los compuestos gaseosos se analiza interactúan con las paredes de la columna, que está recubierta con una fase estacionaria. Esto hace que cada compuesto para eluir en una época diferente, conocido como el tiempo de retención del compuesto. La comparación de tiempos de retención es lo que le da su utilidad analítica GC.

Cromatografía de gases es en principio similar a la cromatografía en columna (así como otras formas de cromatografía, tales como HPLC, TLC), pero tiene varias diferencias notables. En primer lugar, el proceso de separar los compuestos en una mezcla se lleva a cabo entre una fase estacionaria líquida y una fase móvil de gas, mientras que en cromatografía de columna la fase estacionaria es un sólido y la fase móvil es un líquido. (Por lo tanto el nombre completo del procedimiento es "cromatografía Gas – líquido", refiriéndose a las fases móviles y estacionarias, respectivamente). En segundo lugar, la columna por la que pasa la fase de gas se encuentra en un horno donde la temperatura del gas puede controlarse, mientras que la cromatografía en columna (normalmente) no tiene tal temperatura control. Por último, la concentración de un compuesto en fase gas es únicamente un función de la presión de vapor de los gases.

También es similar a cromatografía de gases destilación fraccionada, puesto que ambos procesos separan los componentes de una mezcla principalmente basadas en punto de ebullición (o presión de vapor) las diferencias. Sin embargo, destilación fraccionada se utiliza normalmente para separar componentes de una mezcla a gran escala, mientras que el GC puede ser utilizado en una escala mucho más pequeña (es decir, microescala).

Cromatografía de gases también conocido como cromatografía en fase vapor (VPC), o cromatografía gas – líquido partición (GLPC). Estos nombres alternativos, así como sus abreviaturas respectivas, se utilizan con frecuencia en la literatura científica. Estrictamente hablando, GLPC es la terminología más correcta y por lo tanto es preferido por muchos autores.

Historia

Cromatografía de fechas a 1903 en la obra del científico ruso, Mikhail Semenovich Tswett. Alemán estudiante de posgrado Fritz Prior en 1947 desarrolló la cromatografía de gas de estado sólido. Archer John Porter Martin, que fue galardonado con el Premio Nobel de por su trabajo en el desarrollo de líquido – líquido (1941) y papel de cromatografía (1944), sentado las bases para el desarrollo de la cromatografía de gases y más adelante producido cromatografía en gas líquido (1950). Erika Cremer sentaron las bases y supervisó mucho del trabajo de Prior.

Análisis de GC

A Cromatógrafo de gases es un instrumento de análisis químico para la separación de productos químicos en una muestra compleja. Un cromatógrafo de gas utiliza un flujo tubo estrecho conocido como el columna, por el cual pasan diferentes componentes químicos de una muestra en una corriente de gas (gas portador, fase móvil) a diferentes velocidades dependiendo de sus diversas propiedades químicas y físicas y su interacción con un relleno de columna, llamado el fase estacionaria. Como los productos químicos de la salida al final de la columna, son detectados e identificados electrónicamente. La función de la fase estacionaria de la columna es separar diferentes componentes, causando cada uno salir de la columna en un tiempo diferente (tiempo de retención). Otros parámetros que pueden utilizarse para alterar el orden o el tiempo de retención son el caudal de gas portador, longitud de la columna y la temperatura.

En un análisis de GC, un volumen conocido de líquido o gaseoso analito se inyecta en la "entrada" (cabeza) de la columna, generalmente usando un microjeringa (o bien, las fibras de microextracción en fase sólida o una fuente de gas sistema de conmutación). Como el gas portador arrastra las moléculas de analito a través de la columna, este movimiento es inhibido por la adsorción del analito moléculas de ya sea en las paredes de la columna o sobre materiales de embalaje en la columna. La tasa a la que el progreso de las moléculas a lo largo de la columna depende de la fuerza de adsorción, que a su vez depende del tipo de molécula y de los materiales de la fase estacionaria. Puesto que cada tipo de molécula tiene una diferente tasa de progresión, los diversos componentes de la mezcla de analitos están separados ya que progresan a lo largo de la columna y lleguen al final de la columna en diferentes momentos (tiempo de retención). Un detector se utiliza para monitorear la corriente de salida de la columna; así, se puede determinar el momento en el que cada componente llega a la salida y las cantidad de ese componente. Generalmente, las sustancias se identifican (cualitativamente) por el orden en que salen (eluir) de la columna y por el tiempo de retención del analito en la columna.

Componentes físicos

Diagrama de un cromatógrafo de gases.

Muestreadores automáticos

El inyector automático proporciona los medios para introducir una muestra automáticamente las entradas. Inserción manual de la muestra es posible pero ya no es común. Inserción automática ofrece la mejor reproducibilidad y optimización de tiempo.

Existen diferentes tipos de muestreadores automáticos. Muestreadores automáticos pueden clasificarse en relación con la capacidad de la muestra (auto inyectores vs muestreadores automáticos, donde los auto inyectores pueden trabajar un número pequeño de muestras), tecnologías de robots (robot XYZ vs robot giratorio – el más común), o análisis:

• Líquido
• Espacio de cabeza estático por tecnología jeringa
• Espacio de cabeza dinámico por la tecnología de línea de transferencia
• Microextracción en fase sólida (SPME)

Tradicionalmente fabricantes de Muestreadores son diferentes de los fabricantes de GC y en la actualidad ningún fabricante GC ofrece una gama completa de muestreadores automáticos. Históricamente, los países más activos en desarrollo de la tecnología de Muestreadores son Estados Unidos, Italia, Suiza y el Reino Unido.

Entradas

La entrada de la columna (o inyector) proporciona los medios para introducir una muestra en un flujo continuo de gas portador. La entrada es una pieza de hardware conectado a la cabeza de la columna.

Tipos comunes de entrada son:

• Inyector S/SL (split/splitless); se introduce una muestra en una pequeña cámara climatizada a través de una jeringa a través de un tabique, el calor facilita volatilización de la muestra y matriz de la muestra. El gas portador entonces tampoco arrastra la totalidad (modo splitless) o parte (modo split) de la muestra en la columna. En el modo de split, una parte de la mezcla de gas portador de muestras en la cámara de inyección se agota a través del split vent. Inyección Split es preferida cuando se trabaja con muestras con concentraciones del analito alta (> 0.1%) mientras que la inyección de splitless es ideal para análisis de trazas con cantidades bajas de analitos (< 0,01%). En modo splitless la válvula del split se abre después de una cantidad preestablecida de tiempo para purgar elementos más pesados que de lo contrario contaminaría el sistema. Este ajuste tiempo (splitless) debe ser optimizada, el tiempo más corto (por ejemplo, 0.2 min) asegura menos colas pero pérdida en respuesta, el tiempo más largo (2 min) aumenta el tizón, pero también de la señal.
• En la columna de entrada; Aquí se introduce la muestra directamente en la columna en su totalidad sin calor, o a una temperatura por debajo del punto de ebullición del solvente. La baja temperatura condensa la muestra en una zona estrecha. La columna y la entrada se pueden entonces calentar, liberando la muestra en la fase de gas. Esto asegura que la temperatura más baja posible para cromatografía y guarda muestras de descomposición por encima de su punto de ebullición.
• Inyector PTV; Introducción programar temperatura primero fue descrito por Vogt en 1979. Vogt había desarrollado originalmente la técnica como un método para la introducción de volúmenes de muestras grandes (hasta 250 µL) en GC capilar. Vogt introdujo la muestra en el trazador de líneas a un ritmo controlado de la inyección. La temperatura de la funda fue elegida ligeramente por debajo del punto de ebullición del solvente. El solvente de bajo punto de ebullición era continuamente evaporado y ventilado a través de la línea de fractura. Basado en esta técnica, Poy desarrolló la temperatura programada vaporizaba inyector; PTV. Mediante la introducción de la muestra a una temperatura inicial baja de línea muchas de las desventajas de las técnicas de inyección caliente clásico podrían eludirse.
• Entrada de fuente de gas o gas de la conmutación de la válvula; las muestras gaseosas en botellas de colección están conectadas a lo más común es una válvula de conmutación de seis puertos. El flujo del gas portador no se interrumpe mientras que una muestra puede ser ampliada en un bucle de muestra previamente evacuado. En cambio, el contenido del bucle de muestra se inserta en la corriente del gas portador.
• Sistema P/T (purga y trampa); Un gas inerte es burbujeado a través de una muestra acuosa causando sustancias volátiles insolubles para purgarse de la matriz. Los volátiles son 'atrapados' en una columna absorbente (conocida como trampa o concentrador) a temperatura ambiente. La trampa entonces se calienta y los volátiles se dirigen en la corriente del gas portador. Las muestras que requieran preconcentración o purificación pueden introducirse a través de un sistema, generalmente conectado al puerto S/SL.

La elección del gas portador (fase móvil) es importante. Hidrógeno tiene una gama de caudales que son comparables a helio en eficiencia. Sin embargo, helio puede ser más eficiente y proporciona la mejor separación si se optimizan las tasas de flujo. El helio no es inflamable y trabaja con un mayor número de detectores e instrumentos antiguos. Por lo tanto, el helio es más común portador gas utilizado. Sin embargo, el precio del helio ha aumentado considerablemente en los últimos años, causando un número creciente de Cromatógrafos para cambiar al gas de hidrógeno. Uso histórico, en lugar de consideración racional, puede contribuir al continuo uso preferencial de helio.

Detectores de

Más información: Detector de cromatografía

Los detectores más comúnmente utilizados son la detector de ionización de llama (FID) y la detector de conductividad térmica (TCD). Ambos son sensibles a una amplia gama de componentes, y ambos trabajan en una amplia gama de concentraciones. Mientras TCDs están esencialmente universales y pueden ser utilizados para detectar cualquiera de los componentes excepto el gas portador (como siempre y cuando su conductividad térmica es diferente a la del gas portador, a la temperatura del detector), FIDs son sensibles principalmente a los hidrocarburos y son más sensibles a ellas que TCD. Sin embargo, un FID no detecta agua. Ambos detectores también son muy robustos. Puesto que TCD es no destructiva, puede ser funcionado en la serie antes un FID (destructiva), proporcionando detección complementaria de los mismos analitos.

Otros detectores son sensibles sólo a determinados tipos de sustancias, o trabajan bien solo en rangos más estrechos de las concentraciones. Incluyen:

• Detector de conductividad térmica (TCD), este detector común se basa en la conductividad térmica de la materia pasando alrededor un tungsteno-filamento de renio con una actual viajando a través de él. En este montaje servir helio o nitrógeno como gas portador debido a su relativamente alta conductividad térmica que el filamento enfriar y mantener resistividad uniforme y eficiencia eléctrica del filamento. Sin embargo, cuando las moléculas de analito elución de la columna, mezclada con el gas portador, la conductividad térmica disminuye y esto provoca una respuesta del detector. La respuesta es debido a la conductividad termal disminuida causando un aumento en la temperatura del filamento y resistencia, dando lugar a fluctuaciones en el voltaje. Sensibilidad del detector es proporcional a la corriente del filamento es inversamente proporcional a la temperatura ambiental inmediata de eso detector así como el caudal del gas portador.
• Detector de ionización de llama (FID), en este detector común los electrodos se colocan adyacentes a una llama alimentada por hidrógeno / aire cerca de la salida de la columna, y cuando la columna de la salida de compuestos que contienen carbono son pyrolyzed por la llama. Este detector funciona sólo para orgánicos / hidrocarburos conteniendo compuestos debido a la capacidad de los carbonos para formar cationes y electrones sobre pirólisis que genera una corriente entre los electrodos. El aumento de corriente se traduce y aparece como un pico en un cromatograma. FIDs tienen bajos límites de detección (pocos picogramos por segundo) pero no son capaces de generar iones que contienen átomos de carbono del carbonilo. Gases FID portador compatibles incluyen nitrógeno, helio y argón.
• Combustión catalítica detector (CCD), que mide el hidrógeno y combustibles hidrocarburos.
• Descarga detector de ionización de (Lo hizo), que utiliza una descarga eléctrica de alto voltaje para producir iones.
• Detector de conductividad electrolítica seca (DELCD), que utiliza una fase de aire y temperatura alta (v. Coulsen) para medir los compuestos clorados.
• Detector de captura de electrones (ECD), que utiliza un radiactivo partícula beta fuente (electrón) para medir el grado de captura de electrón. ECD se utilizan para la detección de moléculas que contienen elementos electronegativas / retirando y grupos funcionales como halógenos, carbonílicos, nitrilos, nitro grupos y Organometálica. En este tipo de detector de metano o nitrógeno o 5% en argón se utiliza como gas transportador fase móvil. El gas portador pasa entre dos electrodos colocados en el extremo de la columna y adyacentes al ánodo (electrodo negativo) reside una hoja como 63Ni radiactiva. La lámina radiactiva emite una partícula beta (electrón) que choca con e ioniza el gas portador para generar más iones, resultando en una corriente. Cuando se capturan las moléculas de analito con electronegativas / retira electrones de elementos o grupos funcionales que se traduce en una disminución de corriente generando una respuesta del detector.
• Detector fotométrico (FPD), que utiliza un tubo fotomultiplicador para detectar las líneas espectrales de los compuestos como se queman en una llama de la llama. Compuestos liberadores de la columna son llevados a una llama de hidrógeno alimentado que excita elementos específicos de las moléculas, y los elementos excitados (P, S, halógenos, algunos metales) emiten luz de longitudes de onda características específicas. La luz emitida se filtra y detectada por un tubo fotomultiplicador. En particular, emisión de fósforo es alrededor de 510-536nm y azufre os de emisión en 394nm.
• Detector de emisión atómica (AED), una muestra liberadores de una columna entra en una cámara que es energizada por microondas que inducen un plasma. El plasma provoca la muestra de analito descomponer y ciertos elementos generan un espectros atómicos de emisión. Los espectros de emisión atómicos es difractada por una rejilla de difracción y detectada por una serie de tubos fotomultiplicadores o diodos de la foto.
• Detector de conductividad electrolítica de Hall (ElCD)
• Detector de ionización de helio (HID)
• Detector de nitrógeno – fósforo (NPD), una forma de termoiónico detector en nitrógeno y fósforo alteran la función de trabajo un recubrimiento especial del grano y una corriente resultante se mide.
• Detector infrarrojo (IRD)
• Espectrómetro de masas (MS), también llamado GC-MS; altamente eficaz y sensible, incluso en una pequeña cantidad de muestra.
• Detector de fotoionización (PID)
• Detector de ionización de descarga pulsada (PDD)
• Detector de ionización termoiónico (TID)
• ULTRAVIOLETA de vacío (VUV) representa el más reciente desarrollo de detectores de cromatografía de gases. Especies químicas más absorber y tener absorción de fase gas única Cruz secciones en el seguimiento de aproximadamente 120 – 240 nm VUV rango. Donde absorción cruzada secciones son conocidos para los analitos, el detector VUV es capaz de determinación absoluta (sin calibrar) el número de moléculas presentes en la célula de flujo en ausencia de interferencias químicas.

Algunos Cromatógrafos de gas están conectadas a un Espectrómetro de masas que actúa como detector. La combinación se conoce como GC-MS. Algunos GC-MS están conectados a un Espectrómetro RMN que actúa como un detector de copia de seguridad. Esta combinación se conoce como GC-MS-RMN. Algunos GC-MS-RMN están conectados a un Espectrofotómetro infrarrojo que actúa como un detector de copia de seguridad. Esta combinación se conoce como GC-MS-NMR-IR. Sin embargo, debe ser tensionado es muy rara como la mayoría de los análisis necesarios puede concluir mediante GC-MS puramente.

Métodos

Esta imagen de arriba muestra el interior de un Seismic tecnologías Eclipse cromatógrafo de gases que se ejecuta continuamente en ciclos de tres minutos. Dos válvulas se utilizan para cambiar el gas de prueba en el lazo de la muestra. Después de llenar el bucle de muestra de gas de prueba, las válvulas se cambian otra vez aplicando la presión del gas portador en el bucle de muestra y obligando a la muestra a través de la columna para la separación.

El método es la colección de condiciones en la que la GC para un análisis determinado. Desarrollo de métodos es el proceso de determinar cuáles son las condiciones adecuadas o ideal para el análisis requerido.

Condiciones que pueden variar para dar cabida a un análisis requiere incluyan temperatura de entrada, temperatura del detector, temperatura de la columna y programa temperatura, tasas de flujo gas gas y portador portador, fase estacionaria de la columna, diámetro y longitud, las tasas de flujo y tipo de entrada, técnica de inyección y el tamaño de muestra. Según el detector (véase abajo) instalado en el GC, puede haber un número de condiciones detector que también puede variar. Algunos GCs también incluyen válvulas que pueden cambiar la ruta de flujo de muestra y el portador. El momento de la apertura y cierre de estas válvulas puede ser importante para el desarrollo del método.

Tasas de selección y flujo de gas portador

Los gases típicos portador incluyen helio, nitrógeno, argón, hidrógeno y aire. Que gas a utilizar se determina generalmente por el detector que se utiliza, por ejemplo, un LO HIZO requiere helio como gas portador. Al analizar muestras de gas, sin embargo, el portador a veces se selecciona basado en la matriz de la muestra, por ejemplo, al analizar una mezcla de argón, un portador de argón es preferido, ya que el argón en la muestra no aparece en el cromatograma. Seguridad y disponibilidad también pueden influir la selección del operador, por ejemplo, hidrógeno es inflamable, y helio de alta pureza puede ser difícil de obtener en algunas zonas del mundo. (Ver: Helio-aparición y producción.) Como resultado de helio cada vez más escasos, hidrógeno es a menudo se sustituirán por helio como gas portador en varias aplicaciones.

La pureza del gas portador se determina también con frecuencia por el detector, aunque el nivel de sensibilidad necesario también puede jugar un papel importante. Normalmente, se utilizan purezas de 99.995% o superior. Los grados de pureza más comunes requeridos por los instrumentos modernos para la mayoría de las sensibilidades son de 5,0 grados o significado puro 99.999% que no existe un total de 10ppm de impurezas en el gas portador que podrían afectar los resultados. Los más altos grados de pureza en uso común son 6,0 grados, pero la necesidad para la detección de niveles muy bajos en algunas aplicaciones forenses y ambientales ha impulsado la necesidad de gases carrier en pureza de grado 7.0 y ahora están comercialmente disponibles. Los nombres comerciales de purezas típicos incluyen "Cero grado", "Pureza ultraalta (UHP) grado," "grado de 4.5" y "grado 5.0."

La velocidad lineal del gas portador afecta el análisis de la misma manera que la temperatura (véase arriba). Cuanto mayor sea la velocidad lineal más rápido el análisis, pero cuanto menor sea la separación entre los analitos. Selección de la velocidad lineal es por lo tanto el mismo compromiso entre el nivel de separación y longitud de análisis como seleccionar la temperatura de la columna. La velocidad lineal será implementada mediante la tasa de flujo del gas portador, en relación con el diámetro interior de la columna.

Con GCs antes de la década de 1990, tasa de flujo portador fue controlado indirectamente controlando la presión de soporte o "presión cabeza columna". El caudal real se midió en la salida de la columna o el detector con un caudalímetro electrónico, o un medidor de flujo de burbuja y podría ser un proceso involucrado, lento y frustrante. El ajuste de presión no fue capaz de variar durante la ejecución y el flujo era así esencialmente constante durante el análisis. La relación entre la presión de entrada y tipo de flujo se calcula con Ecuación de Poiseuille para fluidos compresibles.

Muchas GCs modernos, sin embargo, medir electrónicamente la velocidad de flujo y controlan electrónicamente la presión del gas portador para fijar el caudal. En consecuencia, portador de la presiones y caudales pueden ajustarse durante los programas de ejecución, creando presión/flujo similares a los programas de temperatura.

Selección compuesto inmóvil

El polaridad del soluto es crucial para la elección del compuesto inmóvil, que en un caso óptimo tendría una polaridad similar como el soluto. Fases estacionarias comunes en columnas tubulares abiertas son cyanopropylphenyl dimetil polisiloxano, polietilenglicol carbowax, biscyanopropyl cyanopropylphenyl polisiloxano y difenil dimetil polisiloxano. Para columnas llenas más opciones están disponibles.

Tipos de entrada y las tasas de flujo

La elección de la técnica de inyección y el tipo de entrada depende de si la muestra es en líquido, gas, forma adsorbida o sólida y si existe una matriz de solvente que tiene que ser vaporizado. Las muestras disueltas pueden ser introducidas directamente en la columna por medio de un inyector COC, si las condiciones son bien conocidas; Si una matriz solvente tiene que ser vaporizado y parcialmente retirado, un inyector S/SL es utilizado (técnica de inyección más común); las muestras gaseosas (p. ej., cilindros de aire) se inyectan generalmente usando un gas cambio de sistema de la válvula; muestras fijado por adsorción (por ejemplo, en tubos con adsorbente) se introducen utilizando ya sea un aparato externo de desorción (on-line u off-line) como un sistema de purga y trampa o son desorbidas en el inyector (aplicaciones de la SPME).

Técnica de inyección y el tamaño de muestra

Inyección de la muestra

La regla de diez en cromatografía de gases

El análisis cromatográfico real comienza con la introducción de la muestra en la columna. El desarrollo de la cromatografía de gases capilar dio lugar a muchos problemas prácticos con la técnica de inyección. La técnica de inyección en columna, a menudo utilizada con columnas llenas, no es generalmente posible con columnas capilares. El sistema de inyección en el cromatógrafo de gases capilar debe cumplir los dos requisitos siguientes:

1. La cantidad inyectada no debe sobrecargar la columna.
2. La anchura de la clavija inyectada debe ser pequeña comparado a separarse debido al proceso cromatográfico. No cumplir con este requisito reduce la capacidad de separación de la columna. Como regla general, el volumen inyectado, V_en,y el volumen de la célula del detector, V_det, debe ser aproximadamente 1/10 del volumen ocupado por la porción de muestra que contienen las moléculas de interés (analitos) cuando salen de la columna.

Algunos requisitos generales que debe cumplir una técnica buena inyección son:

• Debe ser posible obtener eficiencia de separación óptima de la columna.
• Deben permitir inyecciones precisas y reproducibles de pequeñas cantidades de muestras representativas.
• No debe inducir a ningún cambio en la composición de la muestra. No debe exhibir discriminación basada en diferencias de punto de ebullición, polaridad, concentración o la estabilidad térmica/catalítico.
• Debe ser aplicable para análisis de trazas, así como para las muestras sin diluir.

Sin embargo, hay una serie de problemas inherentes en el uso de jeringuillas para la inyección, incluso cuando no están dañados:

• Incluso las mejores jeringas afirman una precisión de sólo el 3%, y en manos de inexpertas, los errores son mucho más grandes
• La aguja puede cortar pedazos pequeños de goma del septo como inyecta la muestra a través de él. Éstos bloquean la aguja y evitar que la jeringa llena la próxima vez que se utiliza. Puede no ser obvia de lo sucedido.
• Una fracción de la muestra puede atrapada en la goma, para ser lanzado durante las inyecciones posteriores. Esto puede dar lugar a picos en el cromatograma del fantasma.
• Puede haber pérdida selectiva de los componentes más volátiles de la muestra por evaporación desde la punta de la aguja.

Selección de columna

La elección de la columna depende de la muestra y el activo medido. El principal atributo químico considerado al elegir una columna es el polaridad de la mezcla, pero grupos funcionales pueden desempeñar un papel grande en la selección de columna. La polaridad de la muestra debe coincidir de cerca con la polaridad de la fase estacionaria de la columna para aumentar la resolución y separación reduciendo el tiempo de ejecución. El tiempo de separación y funcionamiento también depende del espesor del film (de la fase estacionaria), el diámetro de la columna y la longitud de la columna.

Programa de temperatura y temperatura de la columna

Un horno de cromatografía de gases, abierto para mostrar una columna capilar

Las columnas en un GC están contenidas en un horno, la temperatura de las cuales precisamente es controlada electrónicamente. (Cuando se habla de la "temperatura de la columna", un analista técnico refiere a la temperatura del horno de la columna. La distinción, sin embargo, no es importante y no se harán posteriormente en este artículo.)

La tasa a la cual una muestra pasa a través de la columna es directamente proporcional a la temperatura de la columna. Cuanto mayor sea la temperatura de columna, más rápido la muestra pasa a través de la columna. Sin embargo, cuanto más rápido se mueve una muestra a través de la columna, menos interactúa con la fase estacionaria, y menos los analitos están separados.

En general, se selecciona la temperatura de la columna al compromiso entre la longitud del análisis y el nivel de separación.

Un método que tiene la columna a la misma temperatura para el análisis completo se llama "isotérmico". Mayoría de los métodos, sin embargo, aumenta la temperatura de la columna durante el análisis, la temperatura inicial, tasa de incremento de temperatura (la temperatura "rampa"), y temperatura final se llaman el "Programa de temperatura."

Un programa de temperatura permite analitos que elución temprano en el análisis para separar adecuadamente, mientras se acorta el tiempo que tarda para que fines liberadores los analitos pasar a través de la columna.

Análisis y reducción de datos

Análisis cualitativo

Generalmente los datos cromatográficos se presentan como un gráfico de respuesta del detector (eje y) contra el tiempo de retención (eje x), que se llama un cromatograma. Esto proporciona un espectro de picos para una muestra que representa el analitos presentes en una muestra eluyente de la columna en diferentes momentos. Tiempo de retención puede utilizarse para identificar analitos si las condiciones del método son constantes. Además, el patrón de picos será constante para una muestra bajo condiciones constantes y puede identificar mezclas complejas de analitos. Sin embargo, en las aplicaciones más modernas, el GC está conectada a un Espectrómetro de masas o detector similar que es capaz de identificar los representada por los picos de los analitos.

Análisis cuantitativo

El área de un pico es proporcional a la cantidad de analito presente en el cromatograma. Calculando el área del pico, usando la función matemática de la integración, puede determinarse la concentración de un analito en la muestra original. Concentración puede calcularse mediante una curva de calibración creado por encontrar la respuesta para una serie de concentraciones de analito, o mediante la determinación de la factor de respuesta relativo de un analito. El factor de respuesta relativo es la relación esperada de un analito en una estándar interno (o estándar externo) y se calcula mediante la búsqueda de la respuesta de una cantidad conocida de analito y una constante cantidad de estándar interno (un químico añadido a la muestra a una concentración constante, con un tiempo de retención distintas a la del analito).

En el más moderno GC-MS sistemas, informática software se utiliza para dibujar e integrar picos y coincidir con MS espectros de espectros de la biblioteca.

Aplicaciones

En general, sustancias que vaporizan debajo de 300 ° C (y por lo tanto son estables hasta que la temperatura) pueden ser medidas cuantitativamente. Las muestras deben ser sal-libre; no debe contener iones. Muy diminutas cantidades de una sustancia pueden ser medidos, pero a menudo es necesario que la muestra debe medirse en comparación con una muestra que contenía la sustancia pura, sospecha conocida como un estándar de referencia.

Varios programas de temperatura pueden utilizarse para hacer las lecturas más significativas; por ejemplo, para distinguir entre sustancias que se comportan de manera similar durante el proceso de GC.

Profesionales que trabajan con GC analizan el contenido de un producto químico, por ejemplo en el aseguramiento de la calidad de los productos en la industria química; o la medición de sustancias tóxicas en el suelo, aire o agua. La GC es muy precisa si se usa correctamente y puede medir picomoles de una sustancia en una muestra líquida de 1 ml, o partes por mil millones concentraciones en muestras gaseosas.

En cursos prácticos en las escuelas, los estudiantes a veces conocer a la GC mediante el estudio de los contenidos de Lavanda aceite o medir la etileno es secretada por Nicotiana benthamiana plantas después de artificial hiriendo a sus hojas. Estas GC analizar hidrocarburos (C2-C40 +). En un experimento típico, se utiliza una columna embalada para separar los gases ligeros, que entonces se detectan con un TCD. El hidrocarburos son separados utilizando una columna capilar y detectados con un FID. Una complicación con análisis de gases ligeros que incluyen H₂ es que él, que es la más común y más sensibles inerte (la sensibilidad es proporcional a la masa molecular) tiene una conductividad térmica casi idéntica a hidrógeno (es la diferencia de conductividad térmica entre dos filamentos separados en un arreglo de tipo puente de Wheatstone que muestra cuando un componente ha sido eluido). Por esta razón, doble TCD instrumentos con un canal separado para el hidrógeno que utiliza el nitrógeno como un portador son comunes. Argón es de uso frecuente al analizar reacciones de química de la fase gas como síntesis de F-T para que un gas portador solo puede utilizarse en lugar de dos unos distintos. La sensibilidad es menor, pero esto es un comercio de simplicidad en el suministro de gas.

Cromatografía de gases se utiliza extensivamente en ciencia forense. Disciplinas tan diversas como droga sólida dosis (forma de pre-consumo) identificación y cuantificación, investigación de incendios, pintura chip análisis y casos de la toxicología, emplean GC para identificar y cuantificar distintos especímenes biológicos y pruebas de la escena del crimen.

GCs en cultura popular

Películas, libros y programas de televisión tienden a tergiversar las capacidades de cromatografía de gases y el trabajo realizado con estos instrumentos.

En el programa de televisión de Estados Unidos CSI, por ejemplo, GCs sirven para identificar rápidamente las muestras desconocidas. Por ejemplo, un analista puede decir quince minutos después de recibir la muestra: "se trata de gasolina compró en una Chevron estación en las últimas dos semanas."

De hecho, un análisis típico de GC lleva mucho más tiempo; a veces debe ser una muestra más de una hora según el programa elegido; y aún más tiempo es necesario para "calentar" la columna por lo que está exento de la primera muestra y puede ser utilizado para la siguiente. Igualmente, varias carreras son necesarias para confirmar los resultados de un estudio, un análisis de GC de una sola muestra simplemente puede producir un resultado por azar (ver significación estadística).

Además, GC no identificar positivamente la mayoría de las muestras; y no todas las sustancias en una muestra necesariamente serán detectadas. Todo un GC te dice realmente es relativo cuando un componente eluido de la columna y el detector era sensible a él. Para resultados significativos, analistas necesitan saber qué componentes en el que las concentraciones son de esperarse; y aún así una pequeña cantidad de una sustancia puede ocultarse detrás de una sustancia con una concentración más alta y al mismo tiempo de elución relativa. Por último pero no menos importante es a menudo necesario para verificar los resultados de la muestra contra un análisis de GC de una muestra de referencia que contiene solamente la sustancia sospechosa.

A GC-MS puede eliminar gran parte de esta ambigüedad, puesto que la Espectrómetro de masas se identificará el peso molecular del componente. Pero esto todavía requiere tiempo y habilidad para hacer adecuadamente.

Del mismo modo, no son mayoría los análisis GC pulsador operaciones. Simplemente no puede caer un frasco de la muestra en la bandeja de un muestreador automático, presione un botón y tiene un equipo todo lo que necesitas saber acerca de la muestra decirle. El programa operativo debe elegirse cuidadosamente según la composición de la muestra prevista.

Puede existir una operación de botón para ejecutar similares muestras repetidas veces, como en un entorno de producción química o para comparar 20 muestras del mismo experimento para calcular el contenido promedio de la misma sustancia. Sin embargo, para el tipo de trabajo de investigación en libros, películas y la TV demuestra que claramente no es el caso.

Véase también

• Química analítica
• Cromatografía de
• Cromatografía de gases – espectrometría de masas
• Cromatografía en fase inversa
• Adición estándar
• Cromatografía en capa fina
• Mezcla compleja sin resolver

Enlaces externos

• UC Davis Wiki sobre columnas cromatográficas
• Cromatografía de gases en DMOZ

Otras Páginas

• de 1944
• Enmiendas de la seguridad social de 1965
• Agencia de manejo de emergencias de desastres Caribe
• 3ro Ejercito Territorial (Reino de Yugoslavia)
• HSBA Hamburgo escuela de administracion de empresas
• Jason Bernard
• Freerunning
• Divaricate
• Knowsthorpe
• Litigios de Horizon Deepwater
• Almacenamiento nearline
• Brainspotting