Hoe werkt gaschromatografie

Gaschromatografie is een analytische scheidingstechniek die wordt gebruikt bij de scheiding en analyse van monsters. De scheiding vindt plaats tussen een gasmobiele fase en een vloeibare stationaire fase. Het bij de gaschromatografie gebruikte monster moet kunnen verdampen zonder thermische ontleding. Het monster van zorg wordt gemengd met de mobiele fase en geïnjecteerd in de gaschromatograaf. Na verdamping door verwarming komt het monster in de kolom met een vloeibare stationaire fase. Aan het einde van de kolom produceren detectoren een chromatogram door de verbindingen te identificeren die door de kolom lopen.

Key Areas Covered

1. Wat is gaschromatografie
      - Definitie, principe, toepassingen
2. Hoe werkt gaschromatografie
     - Proces van gaschromatografie

Sleutelbegrippen: kookpunt, detector, gaschromatografie, mobiele fase, stationaire fase

Wat is gaschromatografie

Gaschromatografie is een techniek die wordt gebruikt voor de scheiding van een mengsel van vluchtige stoffen op basis van hun mobiliteit door een stationaire fase. Het maakt gebruik van een gasmobiele fase en een vloeibare stationaire fase. De mobiele fase kan inerte gassen zijn zoals argon, helium of waterstof. Een dunne laag vloeibare stationaire fase bekleedt de binnenzijde van de kolom die wordt gebruikt bij gaschromatografie. Gaschromatografie wordt voornamelijk gebruikt voor zowel kwalitatieve als de kwantitatieve analyse van moleculen in een mengsel.

Hoe werkt gaschromatografie

Het monstermengsel moet in gaschromatografie kunnen verdampen om mee te bewegen met de gasvormige mobiele fase. De moleculen van het mengsel werken in op de stationaire fase in de kolom. De moleculen met minder interacties met de stationaire fase gaan er sneller doorheen terwijl de moleculen met een hogere interactie met de stationaire fase er langzamer doorheen gaan. Over het algemeen is de mobiele fase inert en niet-polair. De verbindingen met lage kookpunten en lage molecuulgewichten interageren meer met de gasvormige mobiele fase. De verbindingen met hoge kookpunten en hoge molecuulgewichten hebben meer interactie met de vloeibare stationaire fase. Instrumentatie van gaschromatografie is weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1: Gaschromatografie

De polariteit en de temperatuur van de kolom zijn de andere factoren die verantwoordelijk zijn voor de relatieve mobiliteit van moleculen door de kolom. Als de polariteit van de verbindingen in het mengsel hoog is, hebben ze de neiging om in de stationaire fase te blijven. Derhalve bewegen niet-polaire verbindingen het eerst uit de kolom. Als de temperatuur van de kolom hoog is, vindt de verdamping van de verbindingen in het mengsel sneller plaats; daarom komen ze snel uit de kolom.

Gaschromatograaf maakt gebruik van verschillende soorten detectoren, zoals massaspectrometrie, vlamionisatiedetector, thermische geleidbaarheidsdetector, elektronenvangerdetector, enz. De detector aan het einde van de kolom identificeert de moleculen die uit de kolom komen en produceert een chromatogram met betrekking tot de tijd die nodig is voor de elutie, het proces waarbij een geadsorbeerd materiaal (adsorbaat) wordt verwijderd uit een adsorbens met een vloeistof.

Wanneer een bepaald type component van het mengsel uit de kolom komt, wordt dit weergegeven als een piek in het chromatogram. De tijd die nodig is voor de elutie van een bepaalde component wordt gebruikt om de component onder een gedefinieerde reeks omstandigheden te identificeren.

De grootte van de piek is rechtevenredig met de hoeveelheid van die specifieke verbinding die in het monster aanwezig is. De eerste piek is te wijten aan het binnenste draaggas dat als eerste uit de kolom komt. Het bij de bereiding van het monster gebruikte oplosmiddel elueert ten tweede.

Conclusie

Gaschromatografie is een analytische techniek die wordt gebruikt bij de scheiding van een mengsel van vluchtige verbindingen. Het maakt gebruik van een gasvormige mobiele fase en een vloeibare stationaire fase. De eenvoudigere en meer inerte verbindingen komen snel uit de kolom, terwijl zwaardere en polaire verbindingen enige tijd nodig hebben voor de elutie.

Referentie:

1. "Gaschromatografie." Chemie LibreTexts, Libretexts, 21 juli 2016, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Gaschromatograaf-vector" door Offnfopt - Eigen werk gemaakt met behulp van Bestand: Gaschromatograaf.png als referentie. (Public Domain) via Commons Wikimedia