ANNA BRACIKOWSKA

EWA CYRANKIEWICZ

OCHRONA ŚRODOWISKA

GRUPA A

ZESPÓŁ IV

ĆWICZENIE NR 7

TEMAT: CHROMATOGRAFIA CIECZOWA.

Część teoretyczna

Chromatografia cieczowa, o dużej zdolności rozdzielczej, słuzy do rozdzielania zarówno związków lotnych o małej masie cząsteczkowej jak i polimerów, a więc stanowi doskonałe uzupełnienie chromatografii gazowej. Można ją stosować w analizie aminokwasów, białek, polimerów syntetycznych i naturalnych, kwasów nukleinowych, sterydów, lipidów, węglowodorów, witamin, alkaloidów, antybiotyków i wielu innych związków nielotnych.

Chromatografię cieczową określa się jako: chromatografie cieczową o dużej zdolności rozdzielczej, szybka chromatografię cieczową lub wysokociśnieniową chromatografię cieczową ( pod wysokim ciśnieniem ).

Chromatografia cieczowa jest szybką i sprawną metodą rozdziału.

Podstawą rozdziału chromatograficznego jest fakt, że poszczególne składniki w niejednakowym stopniu, ulegają podziałowi między dwie nie mieszajace się fazy - fazę ruchomą i stacjonarną. Prędkośc poruszania się składników analizowanej próbki w kolumnie jest funkcja podziału tych składników w dwu pozostających w stanie równowagi fazach, przy czym składniki wykazujące większe powinowactwo do fazy stacjonarnej poruszaja się wolniej, niż składniki wykazujace słabsze powinowactwo do fazy ruchomej. A zatem rozdzielenie jest wynikiem różnych migracji, spowodowanych różnymi wartościami współczynników podziału k.

Czasy retencji dwóch różnych substancji można wyrazić wzorami:

gdzie: V_r, V_n - odpowiednio objętość fazy ruchomej i nieruchomej,

K₁, K₂ - współczynnik podziału substancji 1 i 2,

t_Rr - czas retencji fazy ruchomej,

t_R1, t_R2 - odpowiednio, czas retencji substancji 1 i 2.

Miarą mozliwości rozdzielczej kolumny jest stosunek
:

gdzie:

Zdolność rozdzielcza kolumny R_s, definiuje się w taki sposób:

gdzie: W₁, W₂ - odpowiednio, szerokość piku substancji 1 i 2.

W chromatografii cieczowej ważną sprawa jest wybór takiego rozpuszczalnika, który gwarantowałby duża wartość α dla rozdzielonych zwiazków.

Proces rozdziału prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, fazą ruchomą jest ciecz, którą należy wprowadzić na kolumnę w sposób równomierny.

Chromatografy cieczowe składaja się z następujących elementów:

1. Zbiornik cieczy ( fazy ruchomej ).

2. Pompa - służy do przetłaczania fazy ruchomej przez kolumny. Stosowane pompy muszą zapewniać ciśnienia rzędu 340 atm. Powinny zapewniać stałość przepływu fazy ruchomej bez pulsacji oraz mozliwość regulacji prędkości przepływu w granicach od 1 ÷ 10 ml / min.

3. Urządzenie do wprowadzenia próbki.

Istnieją dwa podstawowe urządzenia:

• otwory wlotowe do wprowadzania próbek

• otwory zaworowe do wprowadzania próbek

• Kolumna. Jest najwazniejsza częścią chromatografu. W wysokociśnieniowej chromatografii cieczowej kolumny muszą być wykonane z materiału wykazującego dużą wytrzymałośc na wysokie ciśnienie, a także posiadać konstrukcje zapewniającą szczelność układu.

• Detektor. Powinien dostarczać w sposób ciągły infirmacji o składzie wycieku z kolumny. Stosuje się detektory o działaniu ciągłym, charakteryzujące się dużą czułością i małą objętością komórki pomiarowej.

Wypełnienie kolumn.

W chromatografii cieczowej należy stosować wypełnienie mechaniczne trwałe, o kształtach idealnie kulistych i różnych średnicach, umożliwiające dobre upakowanie kolumny i szybki przebieg procesów decydujących o rozdziale. Materiałem wypełnienia są:

• wypełnienia powierzchniowo - porowate - nieporowate kulki szklane, pokryte porowatą warstewki adsorbenta lub cienkim filmem wymieniacza jonowego względnie związane z fazą ciekła.

• Wypełnienie porowate w całej masie o bardzo małej średnicy ( poniżej 20 μm)

Rodzaje chromatografii.

1. Chromatografia adsorpcyjna w układzie ciecz - ciało stałe.

2. Chromatografia podziałowa w układzie ciecz - ciecz.

3. Chromatografia jonowymienna.

4. Chromatografia sitowa - sączenie molekularne.

Rozdzielanie substancji za pomocą chromatografii cieczowej uzależnione jest zarówno od fazy nieruchomej jak i ruchomej, czyli kolumny i rozpuszczalnika. Rozpuszczalnik wybrany do przeprowadzenia danego rozdzielenia powinien charakteryzować się odpowiednią zdolnością rozpuszczania próbki i nie przeszkadzać w jej odzysku. W chromatografii cieczowej rozpuszczalnik wywiera decydujący wpływ na zdolność rozdzielczą układu. Jedną z głównych zalet chromatografii cieczowej jest to, że faza ciekła stanowi czynnik decydujący o wartości współczynnika podziału k.

Wysokociśnieniową chromatografię cieczową stosuje się do rozdzielania i analizy tych substancji, których nie można analizować metodą chromatografii gazowej lub których rozdzielanie tą metodą wiąże ze sobą duże trudności.

Wyniki

Czasy retencji poszczególnych roztworów odczytane z wydruku komputerowego

• Roztwór A - aceton

x₁ = 257 s = 4 min 17 s

• Roztwór B - benzen

x₂ = 541 s = 9 min 1 s

• Roztwór T - toluen

x₃ = 809 s = 13 min 29 s

• Roztwór K - ksylen

x₄ = 1222 s = 20 min 22 s

• Roztwór badany nr 2 ( mieszanina )

x₅ = 557 s = 9 min 17 s

x₆ = 1208 s = 20 min 8 s

Wnioski

Ze względu na błąd podczas wykonywania ćwiczenia, związany z chromatogramem nie mogłyśmy na podstawie wykresu obliczyć czasów retencji. Skład roztworu badanego ( próbka nr 2 ) możemy jedynie określić na podstawie czasów retencji odczytanych z wydruku komputerowego. Zatem z wykresów ( komputerowych ) wynika, że nasz roztwór badany składa się z benzenu oraz ksylenu. Czasy retencji w mieszaninie różnią się trochę od czasów retencji w poszczególnych roztworach. Może to wynikać z niezbyt dokładnego wykonania ćwiczenia lub zanieczyszczenia substancji.

---