MECHANIZMY:
adsorpcyjna - oparty na zjawisku adsorpcji składników
mieszaniny na odpowiednio dobranej powierzchni fazy
nieruchomej = adsorbent. Warunek: różne wartości
współczynników

adsorpcji

poszczególnych

skład

mieszaniny.
podzialowa(rozdzielcza) – oparta na procesie ekstrakcji
= podziale składników mieszaniny miedzy 2
niemieszające się fazy, z których 1 stacjonarna (ciecz)
jest naniesiona na specjalny nośnik a 2 ruchoma
(ciecz/gaz) przepływa nad fazą stacjonarną. Warunek:
rozne wartości współczynników rozpuszczalności
poszczególnych składników mieszaniny w ciekłej fazie
stacjonarnej.
Jonowymienna – oparta na reakcji wymiany jonowej
miedzy rozdzielanymi jonami w roztworze a jonami
związanymi z makroczasteczką wymieniacza jonowego
Osadowa – opiera na zjawisku wypadania osadów w
wyniku reakcji chemicznych zachodzących miedzy
osadzonym na nośniku odczynnikiem a znajdującymi
się w roztworze rozdzielanymi jonami. Warunek: rozne
wartości rozpuszczalności wytraconych osado
Sitowa – sączenie molekularne = oparta na efekcie
sitowym. Warunek: rozne wartości masy cząsteczkowej
rozdzielanych związków
FAZY:
cieczowa adsorpcyjna: f. ruchoma – ciecz, f.
stacjonarna – ciało stałe (adsorbent)
gazowa adsorpcyjna: f. ruchoma – gaz, f. stacjonarna –
ciało stałe (adsorbent)
cieczowa podzialowa: f. ruchoma – ciecz, f.
stacjonarna – ciecz (rozpuszczalnik)
gazowa podzialowa: f. ruchoma – gaz, f. stacjonarna –
ciecz (rozpuszczalnik)
METODY PRZEPROWADZANIA PROCESU:
Wymywania (analiza elucyjna) – proces dwustopniowy
,I-na szczyt kolumny wprowadza się rozdzieloną
mieszaninę, blisko wierzchołka kolumny następuje
adsorpcja poszczególnych składników, nie zachodzi
całkowite rozdzielenie, II-przez kolumnę przepuszcza
się rozpuszczalnik wymywający, następuje desorpcja
składników zatrzymanych na adsorbencie w innych
miejscach

kol,

skutek:

przesuniecie

pasma

początkowego przy jednoczesnym jego rozdziale na
szereg

odrębnych

pasm.

Dalsze

przemywanie

powoduje ze pasma przechodzą kolejno do wycieku.
analizy czołowej: ciągłe przesączanie przez kolumnę
badanego

roztworu,

spełniającego

tez

role

rozpuszczalnika wymywającego. Otrzymujemy krzywa
schodkową: I-substancja A, najsłabiej absorbuje na
kolumnie, II-substancja B z domieszka A; III-substancja
C z domieszka B i śladowa ilością A itd.
Rugowania: wprowadzamy małą ilośd roztworu
substancji badanej na wierzchołek kolumny, składniki
mieszaniny ulegają adsorpcji na malej długości
kolumny, przemywa się ja cieczą lub roztworem
zawierającym substancję regulującą o większym
powinowactwie adsorpcyjnym niż składniki, substancja
regulująca wypiera pierwszy zaabsorbowany składnik a
ten wypiera następny o mniejszym powinowactwie itd.
Otrzymujemy frakcje z 1 składnika, na granicy faz- 2
Chromatografia gazowa: met rozdzielenia mieszaniny
związków lotnych;

substancja

rozdzielana

jest

przenoszona za pomocą gazu nośnego (f. ruchoma)
przez kolumnę wypełnioną f. nieruchomą. W

ZALEZNOŚCI OD F

.

NIERUCHOMEJ

:

Chromatografia gazowa podziałowa (f. nieruchomą
jest

ciecz

naniesiona

na

stałym

nosniku)

Chromatografia gazowa adsorpcyjna (f. nieruchoma =
adsorbent)
Chromatografia gazowa kapilarna (f. nieruchomą jest
ciecz, naniesiona bezpośrednio na ścianki kolumny).
Krzywa Elucji – wykres przedstawiający zależnośd
wskazao detektora od czasu lub v gazu nośnego
Czas retencji (tR) jest to czas, w którym substancja
przechodzi przez kolumnę. Czas retencji przypisany jest
pikowi odpowiadającemu danej substancji. Czas
zatrzymania składnika jest miarą ilości czasu jaki
substancja rozpuszczona spędza w kolumnie. Jest sumą
czasu spędzonego w fazie stacjonarnej i w fazie
ruchomej.
martwy czas ret (tM) czas retencji gazu, nie
ulęgającego adsorpcji
zredukowany czas ret (t’r) czas retencji danego
składnika liczony od t’r = tr - tm
Półka – cześd objętości kolumny ,w której zostaje
osiągnięty stan równowagi miedzy stężeniami
substancji chromatografowanej w f. ruchomej i f.
nieruchomej.
Wysokość

PT.-

odcinek

długości

kolumny

odpowiadający jednostkowej objętości o której mowa
w teorii polki. L = nH, L – długośd kolumny, n – liczba
hipotetycznych PT, H – wysokośc PT.
Po wprowadzeniu substancji na 1 półkę kolumny
ulegnie ona podziałowi miedzy fazę gazową i ciekłą,
zgodnie z wartością K. Rozkład stężeo substancji
chromatografowanej po przejściu przez n kolejnych
polek stanowiących kolumnę opisuje

H - wysokośd piku, sigma – parametr kształtu krzywej =
odchylenie standardowe, m = współczynnik położenia

krzywej (m=tR), x – dowolny czas retencji. Wykres –
krzywa Gaussa.
Teoria pozwala obliczyd WRPT ale nie uwypukla
czynników wpływających na jej wartośd:
dyfuzja substancji w f. gazowej, prędkośd przepływu
gazu nośnego przez kolumnę, opór stawiany
przenoszonej masie przez f. nieruchoma, grubośd
warstwy f. nieruchomej.
TEORIA KINETYCZNA:
Równanie van Deemtera - przedstawia zależnośd
wysokości równoważnej półce teoretycznej (H) od
średniej, liniowej prędkości przepływu fazy ruchomej
(u) przez kolumnę.

A, B – stałe zalezne od dyfuzji (A – wirowej; B –
podłużnej względem kierunku przepływu)
Cs – opór przenoszenia masy

CHROMATOGRAF: zbiornik gazu nośnego, układ
regulujący przeplyw g.nośnego, układ dozowania
próbki, kolumna, termostat, detektor, rejestrator.
GAZ NOŚNY powinien byd chemicznie obojętny w
stosunku do wypełnienia kolumny i składników
badanej mieszaniny. Fazami ruch sa: N, He, Ar. Czasami
Co2, powietrze i neon. Wybór gazu zależy od
zastosowanego detektora. Coraz częściej używamy par
rożnych cieczy, (para wodna, pary metanolu, pary
CCl4). Sprawnośd kol zależy od prędkości gazu
nośnego, optymalną wyznacza się eksperymentalnie.
DOZOWNIK – strzykawka, objętośd zależy od wielkości
i rodzaju kolumny, od stanu skupienia rozdzielanych
mieszanin. Próbkę wprowadzamy w strumieo g.
nośnego wkłuwając iglę w membranę dozownika.
Dozownik ma podgrzewana komorę przez która gaz
nośny przepływa. Zadaniem komory nastrzykowej jest
szybkie przeprowadzenie cieczy w stan pary.
W przypadku próbek gazowych stosujemy krany
dozownicze

z

kalibrowaną

pętlą

pomiarową.

KOLUMNY wykonuje się ze szkła, metalu Cu, Al, stali
nierdzewnej, teflonu. Maja kształt spirali lub litery U.
1)kolumny z wypełnieniem:
2)kolumny o przekroju otwartym(kapilarne
NOSNIKI Warunek: chemicznie obojętny, niewykazuje
własności adsorpcyjnych w stosunku do składników
mieszaniny, umiarkowana powierzchnia właściwa (1-
4m2/g), jednorodnośd ziaren, mała i równomierna
średnica = <10μm, dobra wytrzymałośd mechaniczna i
stabilnośd termiczna.
CHROMATOGRAFIA

GAZOWA

1)identyfikacja

związków

2)ilosciowego

oznaczania

skladnikow

3)automatyzacji

procesow

technologicznych

w

przemysle

4)wyznaczania

niektórych

stalych

fizykochemicznych(współczynników

entropi,

aktywnosci, cp roztworów itp) oraz badania kinetyki
reakcji katalitycznych i kinetyki adsorbcji 6)badan
biochemicznych
ANALIZA JAKOŚCIOWA opiera się na danych
retencyjnych.

porównanie

danych

retencyjnych

związków badanych z danymi retencyjnymi związków
wzorcowych.

Problem

jakościowy

polega

na

potwierdzeniu lub wykluczeniu obecności określonego
związku w analizowanej mieszaninie, w tym celu
wykonuje

się

w

identycznych

warunkach

chromatografię substancji wzorcowej i badanej. Jeżeli
w chromatografie substancji badanej nie występuje pik
o tR=tR substancji wzorcowej to dowodzi to
nieobecności związku wzorcowego w badanej próbce.
ANALIZA ILOŚCIOWA oparta na liniowej zależności
miedzy sygnałem detektora(powierzchnia piku) a
stężeniem substancji badanej w gazie nośnym.
Powierzchnia piku jest proporcjonalna do ilości
oznaczanej substancji.
DETEKTOR – do ilościowej rejestracji rezultatów
rozdziału chromatograficznego. Wielkośd sygnału
powinna byd wprost proporcjonalna do stężenia
substancji w gazie nośnym (sygnał liniowy). Cechy:
duża czułośd i wykrywalnośd, odtwarzalnośd sygnału,
szeroki zakres liniowości wskazao, niski poziom
szumów, stały i szybki czas detekcji.
HPLC – nie można nią rozdzielad związków wrażliwych
na działanie T, tzn. ulęgających rozkładowi podczas
przeprowadzania w stan pary. Stosowana w analizie
aminokwasów, białek, polimerów syntetycznych i
naturalnych, kwasów nukleinowych, sterydów, lipidów,
węglowodorów, witamin, alkaloidów, antybiotyków.
Proces rozdziału pod dużym ciśnieniem.
S

CHEMAT

:

1)zbiornik cieczy (f. ruchoma) 2)pompa służąca do
przetłaczania f. ruchomej przez kolumnę 3)urządzenie
do wprowadzenia próbki (otwory wlotowe i zawory do
wprowadzania próbek) 4)kolumna.
Eulent – rozpuszczalnik lub ich mieszanina: aceton,
acetonitryl, toulen, chlorek metylenu, THF, chloroform,
metanol, woda

MECHANIZMY:
adsorpcyjna - oparty na zjawisku adsorpcji składników
mieszaniny na odpowiednio dobranej powierzchni fazy
nieruchomej = adsorbent. Warunek: różne wartości
współczynników

adsorpcji

poszczególnych

skład

mieszaniny.
podzialowa(rozdzielcza) – oparta na procesie ekstrakcji
= podziale składników mieszaniny miedzy 2
niemieszające się fazy, z których 1 stacjonarna (ciecz)
jest naniesiona na specjalny nośnik a 2 ruchoma
(ciecz/gaz) przepływa nad fazą stacjonarną. Warunek:
rozne wartości współczynników rozpuszczalności
poszczególnych składników mieszaniny w ciekłej fazie
stacjonarnej.
Jonowymienna – oparta na reakcji wymiany jonowej
miedzy rozdzielanymi jonami w roztworze a jonami
związanymi z makroczasteczką wymieniacza jonowego
Osadowa – opiera na zjawisku wypadania osadów w
wyniku reakcji chemicznych zachodzących miedzy
osadzonym na nośniku odczynnikiem a znajdującymi
się w roztworze rozdzielanymi jonami. Warunek: rozne
wartości rozpuszczalności wytraconych osado
Sitowa – sączenie molekularne = oparta na efekcie
sitowym. Warunek: rozne wartości masy cząsteczkowej
rozdzielanych związków
FAZY:
cieczowa adsorpcyjna: f. ruchoma – ciecz, f.
stacjonarna – ciało stałe (adsorbent)
gazowa adsorpcyjna: f. ruchoma – gaz, f. stacjonarna –
ciało stałe (adsorbent)
cieczowa podzialowa: f. ruchoma – ciecz, f.
stacjonarna – ciecz (rozpuszczalnik)
gazowa podzialowa: f. ruchoma – gaz, f. stacjonarna –
ciecz (rozpuszczalnik)
METODY PRZEPROWADZANIA PROCESU:
Wymywania (analiza elucyjna)-proces dwustopniowy
,I-na szczyt kolumny wprowadza się rozdzieloną
mieszaninę, blisko wierzchołka kolumny następuje
adsorpcja poszczególnych składników, nie zachodzi
całkowite rozdzielenie, II-przez kolumnę przepuszcza
się rozpuszczalnik wymywający, następuje desorpcja
składników zatrzymanych na adsorbencie w innych
miejscach

kol,

skutek:

przesuniecie

pasma

początkowego przy jednoczesnym jego rozdziale na
szereg

odrębnych

pasm.

Dalsze

przemywanie

powoduje ze pasma przechodzą kolejno do wycieku.
analizy czołowej: ciągłe przesączanie przez kolumnę
badanego

roztworu,

spełniającego

tez

role

rozpuszczalnika wymywającego. Otrzymujemy krzywa
schodkową: I-substancja A, najsłabiej absorbuje na
kolumnie, II-substancja B z domieszka A; III-substancja
C z domieszka B i śladowa ilością A itd.
Rugowania: wprowadzamy małą ilośd roztworu
substancji badanej na wierzchołek kolumny, składniki
mieszaniny ulegają adsorpcji na malej długości
kolumny, przemywa się ja cieczą lub roztworem
zawierającym substancję regulującą o większym
powinowactwie adsorpcyjnym niż składniki, substancja
regulująca wypiera pierwszy zaabsorbowany składnik a
ten wypiera następny o mniejszym powinowactwie itd.
Otrzymujemy frakcje z 1 składnika, na granicy faz- 2
Chromatografia gazowa: met rozdzielenia mieszaniny
związków lotnych;

substancja

rozdzielana

jest

przenoszona za pomocą gazu nośnego (f. ruchoma)
przez kolumnę wypełnioną f. nieruchomą. W

ZALEZNOŚCI OD F

.

NIERUCHOMEJ

:

Chromatografia gazowa podziałowa (f. nieruchomą
jest

ciecz

naniesiona

na

stałym

nosniku)

Chromatografia gazowa adsorpcyjna (f. nieruchoma =
adsorbent)
Chromatografia gazowa kapilarna (f. nieruchomą jest
ciecz, naniesiona bezpośrednio na ścianki kolumny).
Krzywa Elucji – wykres przedstawiający zależnośd
wskazao detektora od czasu lub v gazu nośnego
Czas retencji (tR) jest to czas, w którym substancja
przechodzi przez kolumnę. Czas retencji przypisany jest
pikowi odpowiadającemu danej substancji. Czas
zatrzymania składnika jest miarą ilości czasu jaki
substancja rozpuszczona spędza w kolumnie. Jest sumą
czasu spędzonego w fazie stacjonarnej i w fazie
ruchomej.
martwy czas ret (tM) czas retencji gazu, nie
ulęgającego adsorpcji
zredukowany czas ret (t’r) czas retencji danego
składnika liczony od t’r = tr - tm
Półka – cześd objętości kolumny ,w której zostaje
osiągnięty stan równowagi miedzy stężeniami
substancji chromatografowanej w f. ruchomej i f.
nieruchomej.
Wysokość

PT.-

odcinek

długości

kolumny

odpowiadający jednostkowej objętości o której mowa
w teorii polki. L = nH, L – długośd kolumny, n – liczba
hipotetycznych PT, H – wysokośc PT.
Po wprowadzeniu substancji na 1 półkę kolumny
ulegnie ona podziałowi miedzy fazę gazową i ciekłą,
zgodnie z wartością K. Rozkład stężeo substancji
chromatografowanej po przejściu przez n kolejnych
polek stanowiących kolumnę opisuje

H - wysokośd piku, sigma – parametr kształtu krzywej =
odchylenie standardowe, m = współczynnik położenia

krzywej (m=tR), x – dowolny czas retencji. Wykres –
krzywa Gaussa.
Teoria pozwala obliczyd WRPT ale nie uwypukla
czynników wpływających na jej wartośd:
dyfuzja substancji w f. gazowej, prędkośd przepływu
gazu nośnego przez kolumnę, opór stawiany
przenoszonej masie przez f. nieruchoma, grubośd
warstwy f. nieruchomej.
TEORIA KINETYCZNA:
Równanie van Deemtera - przedstawia zależnośd
wysokości równoważnej półce teoretycznej (H) od
średniej, liniowej prędkości przepływu fazy ruchomej
(u) przez kolumnę.

A, B – stałe zalezne od dyfuzji (A – wirowej; B –
podłużnej względem kierunku przepływu)
Cs – opór przenoszenia masy

CHROMATOGRAF: zbiornik gazu nośnego, układ
regulujący przeplyw g.nośnego, układ dozowania
próbki, kolumna, termostat, detektor, rejestrator.
GAZ NOŚNY powinien byd chemicznie obojętny w
stosunku do wypełnienia kolumny i składników
badanej mieszaniny. Fazami ruch sa: N, He, Ar. Czasami
Co2, powietrze i neon. Wybór gazu zależy od
zastosowanego detektora. Coraz częściej używamy par
rożnych cieczy, (para wodna, pary metanolu, pary
CCl4). Sprawnośd kol zależy od prędkości gazu
nośnego, optymalną wyznacza się eksperymentalnie.
DOZOWNIK – strzykawka, objętośd zależy od wielkości
i rodzaju kolumny, od stanu skupienia rozdzielanych
mieszanin. Próbkę wprowadzamy w strumieo g.
nośnego wkłuwając iglę w membranę dozownika.
Dozownik ma podgrzewana komorę przez która gaz
nośny przepływa. Zadaniem komory nastrzykowej jest
szybkie przeprowadzenie cieczy w stan pary.
W przypadku próbek gazowych stosujemy krany
dozownicze

z

kalibrowaną

pętlą

pomiarową.

KOLUMNY wykonuje się ze szkła, metalu Cu, Al, stali
nierdzewnej, teflonu. Maja kształt spirali lub litery U.
1)kolumny z wypełnieniem:
2)kolumny o przekroju otwartym(kapilarne
NOSNIKI Warunek: chemicznie obojętny, niewykazuje
własności adsorpcyjnych w stosunku do składników
mieszaniny, umiarkowana powierzchnia właściwa (1-
4m2/g), jednorodnośd ziaren, mała i równomierna
średnica = <10μm, dobra wytrzymałośd mechaniczna i
stabilnośd termiczna.
CHROMATOGRAFIA

GAZOWA

1)identyfikacja

związków

2)ilosciowego

oznaczania

skladnikow

3)automatyzacji

procesow

technologicznych

w

przemysle

4)wyznaczania

niektórych

stalych

fizykochemicznych(współczynników

entropi,

aktywnosci, cp roztworów itp) oraz badania kinetyki
reakcji katalitycznych i kinetyki adsorbcji 6)badan
biochemicznych
ANALIZA JAKOŚCIOWA opiera się na danych
retencyjnych.

porównanie

danych

retencyjnych

związków badanych z danymi retencyjnymi związków
wzorcowych.

Problem

jakościowy

polega

na

potwierdzeniu lub wykluczeniu obecności określonego
związku w analizowanej mieszaninie, w tym celu
wykonuje

się

w

identycznych

warunkach

chromatografię substancji wzorcowej i badanej. Jeżeli
w chromatografie substancji badanej nie występuje pik
o tR=tR substancji wzorcowej to dowodzi to
nieobecności związku wzorcowego w badanej próbce.
ANALIZA ILOŚCIOWA oparta na liniowej zależności
miedzy sygnałem detektora(powierzchnia piku) a
stężeniem substancji badanej w gazie nośnym.
Powierzchnia piku jest proporcjonalna do ilości
oznaczanej substancji.
DETEKTOR – do ilościowej rejestracji rezultatów
rozdziału chromatograficznego. Wielkośd sygnału
powinna byd wprost proporcjonalna do stężenia
substancji w gazie nośnym (sygnał liniowy). Cechy:
duża czułośd i wykrywalnośd, odtwarzalnośd sygnału,
szeroki zakres liniowości wskazao, niski poziom
szumów, stały i szybki czas detekcji.
HPLC – nie można nią rozdzielad związków wrażliwych
na działanie T, tzn. ulęgających rozkładowi podczas
przeprowadzania w stan pary. Stosowana w analizie
aminokwasów, białek, polimerów syntetycznych i
naturalnych, kwasów nukleinowych, sterydów, lipidów,
węglowodorów, witamin, alkaloidów, antybiotyków.
Proces rozdziału pod dużym ciśnieniem.
S

CHEMAT

:

1)zbiornik cieczy (f. ruchoma) 2)pompa służąca do
przetłaczania f. ruchomej przez kolumnę 3)urządzenie
do wprowadzenia próbki (otwory wlotowe i zawory do
wprowadzania próbek) 4)kolumna.
Eulent – rozpuszczalnik lub ich mieszanina: aceton,
acetonitryl, toulen, chlorek metylenu, THF, chloroform,
metanol, woda