1. Definicja spektrofotometrii.
Technika instrumentalna, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące w cząsteczkach, spowodowane
absorpcją promieniowania elektromagnetycznego w zakresie nadfioletu, światła widzialnego, podczerwieni.Technika polegająca na ilościowym
pomiarze absorbcji.
2. Jakie związki można oznaczać metodą spektrofotometrii.
�� Substancje organiczne (np. wiele posiadających wiązanie pi lub elektrony n, w tym węglowodory aromatyczne, aldehydy, ketony, kwasy, aminy) i
nieorganiczne wykazujące absorpcję w nadfiolecie,
�� Związki absorbujące promieniowanie w zakresie widzialnym w tym barwne związki organiczne i barwne sole metali,
�� Oraz substancje, których formy absorbujące promieniowanie uzyskuje się na drodze reakcji chemicznych.
3. Schemat blokowy spektrofotometru, rola poszczególnych elementów, zasada działania.
y
ródło
Monochro Roztwór
Detektor Miernik
promieniowania
mator badany
ciągłego
y
ródło promieniowania ciągłego (lampa wolframowa, halogenowa) -> monochromator (pryzmat, siatka dyfrakcyjna) -> roztwór badany (uchwyt kuweta) -> detektor (fotokomórka, fotopowielacz, fotodioda) -> miernik
Układ optyczny (monochromator)
�� W celu otrzymania pasma o określonej długości fali używa się odpowiednich monochromatorów.
�� W monochromatorze znajduje się układ (pryzmat, siatka dyfrakcyjna lub filtry), który przez odpowiednie ustawienie na szczelinę wyjściową
pozwala skierować wiązkę promieniowania o żądanej długości fali.
Detektor
�� Stosowane w spektrofotometrach UV-Vis detektory fotoelektryczne przetwarzają energię promieniowania elektromagnetycznego na energię
elektryczną
�� Detektory powinny charakteryzować się:
�� Dobrą czułością, czyli niskim poziomem szumów własnych
�� Szerokim zakresem liniowości wskazań, czyli proporcjonalnością przetwarzania sygnałów optycznych na elektryczne.
4. Rodzaje detektorów w spektrofotometrii.
�� Fotokomórki
�� Fotopowielacze
�� Fotodiody
5. Jak działają fotokomórki, od czego zależy ich czułość.
�� Są detektorami opartymi na zjawisku fotoelektrycznym zewnętrznym
�� Dostarczona przez fotony energia wyzwala elektrony z fotoczułej katody
�� Uwolnione elektrony są przyspieszane w polu elektrycznym między katodą a anodą i wywołują prąd elektryczny w obwodzie zewnętrznym.
�� Czułość fotokomórek zależy od materiału fotokatody
�� Najczęściej jest stosowane rozwiązanie, w którym fotokatoda jest zbudowana z trzech warstw dobrze przewodzącego metalu (np. Ag), warstwy
półprzewodzącej, warstwy absorpcyjnej
6. Rola i zalety fotodiod.
�� są detektorami w których wykorzystuje się zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne, stosuje się w nich materiały półprzewodnikowe
�� Rola: Absorbowanie światła na powierzchni. Zabsorbowane światło powoduje zbudzenie nośników,
�� Zalety:
o Duża szybkość odpowiedzi
o Stabilność wskazań
o wysoka czułość porównywalna z czułością fotokomórek
o Niskim poziomem szumów
�� w praktyce znalazły zastosowanie szeregi fotodiod złożone z wielu elementarnych detektorów  MATRYCA FOTODIODOWA
7. Analiza ilościowa metodą spektrofotometrii.
Oparta jest na pomiarze absorbancji A (lambda)badanego roztworu przy określonej długości fali (lambda) i wykorzystaniu prawa Lamberta-Beera
zgodnie z którymi:A lambda=�
*I*c
8. Prawo Lamberta  Beera.
Dotyczy absorpcji promieniowania przez roztwory i można je sformułować następująco:
[Jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest
wprost proporcjonalna do stężeniu roztworu c i do grubości warstwy absorbującej I]
9. Co to są grupy chromoforowe, auksochromowe.
grupy chromoforowe - absorbujące promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie 180 - 800 nm. Wprowadzenie do cząsteczki podstawnika lub grupy funkcyjnej powoduje
widoczne zmiany w położeniu i intensywności pasma absorpcji. Może to też spowodować zmiana rodzaju rozpuszczalnika.
Typowe chromofory:
�� C=C< chromofor alkenowy
benzenowy
�� C=O karbonylowy
�� N=N azowy
�� C=S tiolowy
�� N=O nitrozowy
grupy auksochromowe  [przesuwające absorpcję w kierunku fal dłuższych (tzw. przesunięcie batochromowe)] te, które po wprowadzeniu do cząsteczki barwnika przesuwają
pasmo absorpcyjne chromoforu i zmieniają jego natężenie, wskutek czego następuje zmiana barwy barwnika.
Przykładowe auksochromy:
q� hydroksylowa
q� aminowa
q� sulfhydrylowa
10. Pojęcie chromatografii i mechanizm procesu chromatograficznego.
CHROMATOGRAFIA  fizykochemiczna metoda rozdziału mieszanin, w których rozdzielane składniki ulegają podziałowi między dwie fazy:
-faza stacjonarna (nieruchomą)
-faza ruchoma
Mechanizm procesu chromatograficznego:
Istota rozdziału chromatograficznego:
rozdział składników pomiędzy fazę ruchomą, a stacjonarną
faza ruchoma gaz- chromatografia gazowa
faza ruchoma porusza się wewnątrz kolumny, faza stacjonarna osadzona na wewnętrznych ściankach kolumny
11. Klasyfikacja metod chromatograficznych wg. stanu skupienia fazy ruchomej.
�� Gazowa
�� Cieczowa
�� Fluidalna
12. Współczynnik retencji k
Jest miarą czasu, w jakim substancja X przebywa w fazie stacjonarnej, w stosunku do czasu, w którym przebywa ona w fazie ruchomej. Określa on,
ile razy dłużej dana substancja jest zatrzymywana przez fazę stacjonarną niż potrzebowałaby na przejście przez kolumnę z prędkością poruszania się
fazy ruchomej.
Związki charakteryzują się różnymi współczynnikami retencji i mogą zostać rozdzielone na
kolumnie chromatograficznejJ�
13. Chromatogram i sposób pomiaru podstawowych wielkości chromatograficznych.
�� Efekt rozdziału chromatograficznego jest wykreślany w postaci chromatogramu, który przedstawia wykres wskazań sygnału uzyskanego w
detektorze w funkcji czasu lub w funkcji objętości fazy ruchomej
�� Zapis stężenia pojedynczej substancji w funkcji czasu ma postać krzywej Gaussa i nosi nazwę piku (ang. peak)
Rys.: Chromatogram i sposób pomiaru podstawowych wielkości chromatograficznych
�� tM  zerowy czas retencji  czas przebywania w kolumnie substancji, która nie oddziałuje z fazą stacjonarną
�� tR  całkowity czas retencji danego składnika - to czas liczony od momentu wprowadzenia próbki do momentu pojawienia się na chromatogramie
max piku [tj. do momentu pojawienia się max stężenia wymywanego związku]
�� t R  zredukowany czas retencji  różnica między całkowitym czasem retencji, a zerowym
14. Podstawowe elementy, działanie chromatografu gazowego(GC).
a) butle z gazem (wodór, powietrze, gaz nośny)
b) Dozownik
c) Kolumna
d) Detektor
e) Komputer z oprogramowaniem
W kolumnie następuje rozdział chromatograficzny składników próbki, które opuszczają kolumnę wraz z gazem nośnym i trafiają do detektora. Składniki próby
są monitorowane w detektorze generując w nim sygnał elektryczny. Sygnały mogą być rejestrowane w komputerze.
15. Kolumna w procesie chromatografowania.
Kolumny  w kolumnie chromatograficznej zachodzi właściwy proces chromatografowania i dlatego jej rodzaj ma decydujący wpływ na jakość
rozdzielenia składników próbki czyli na wynik analizy chromatograficznej.
16. Rodzaje kolumn w GC: kapilarne i pakowane(różnice, zalety, fazy stacjonarne kolumn kapilarnych)
Rozróżnia się kolumny:
pakowane (z wypełnianiem)
� analityczne
� mikropakowane
� preparatywne
kapilarne (o przekroju otwartym)
Kolumny pakowane
�� napełnione są fazą stacjonarną w całej swojej objętości.
�� Ten rodzaj jest najczęściej stosowany do preparatywnego otrzymywania niewielkich ilości czystych związków chemicznych.
�� Obecnie w analityce nie używane
Kolumny kapilarne [zaleta:najczęściej wykonane ze stopionego kwarcu czyli ditlenku krzemu, stopiony kwarc jest łatwy do formowania, elastyczny i dużo
wytrzymalszy niż inne szkła, łatwe do chronienia przed uszkodzeniem]
�� Pozwalają na osiągnięcie dużo wyższych sprawności niż kolumny pakowane.
�� Obecnie większość analiz chromatograficznych wykonuje się przy zastosowaniu kolumn kapilarnych.
�� Fazy stacjonarne w kolumnach kapilarnych mogą być adsorbentami jak i cieczami i mogą być osadzone na ściankach kapilar w różny sposób.
17. Sprawność kolumny chromatograficznej
� Sprawność kolumny decyduje o tym czy pik jest ostry czy rozmyty (gdy są wąskie to ok, są lepiej rozdzielone)
� o sprawności kolumny decyduje liczba półek teoretycznych  im jest ich ��, tym kolumna jest sprawniejsza
� Półka teoretyczna - jest to objętość kolumny, w której zostaje osiągnięty stan równowagi pomiędzy stężeniami substancji chromatografowanej w
fazie R i w fazie S
18. Detektory GC i ich rola.
Rodzaje detektorów:
�� nieselektywne  uniwersalne, reagują na wszystkie składniki próbki
�� selektyne  reagują na pewna grupę związków, które mają podobne właściwości chemiczne lub fizyczne
�� specyficzne  reagują na pojedynczy związek chemiczny. Rzadko stosowane.
Rola:
Substancje rozdzielane w kolumnie chromatograficznej są wykrywane przez detektor w miarę jak eluują z kolumny. Detektor reaguje
sygnałem elektrycznym na obecność śladów analizowanej substancji w gazie nośnym opuszczającym kolumnę
Powinien charakteryzować się:
a) Dużą czułością i wykrywalnością
b) Szerokim zakresem liniowości wskazań
c) Stabilnością wskazań i niskim poziomem  szumów linii zerowej
d) Selektywnością lub uniwersalnością wskazań
e) A
atwością obsługi
f) Niskim kosztem
19. Zasada działania detektora FID (płomieniowo-jonizacyjny)
�� Do detektora doprowadzone są z butli dwa gazy: wodór i powietrze
�� Wodór miesza się z gazem nośnym(wypływa z kolumny), dociera do komory (spalania) gdzie mieszają się z powietrzem
�� Tu zachodzi zapłon i spalanie się wodoru oraz substancji zawartych w gazie nośnym
�� Składniki próbki doprowadzone wraz z gazem nośnym do płomienia ulegają spaleniu
�� W komorze znajdują się dwie elektrody
�� Powstający prąd jonowy jest wzmacniany i rejestrowany przez potencjomer
�� Sygnał z detektora jest proporcjonalny do liczby atomów węgla niezwiązanych z tlenem, a więc w przybliżeniu jest proporcjonalny do masy
substancji
20. Kryteria wyboru fazy stacjonarnej w GC.
Gazy o małej gęstości, niskiej lepkości, o wysoki współczynniku dyfuzji.
21. Analiza jakościowa w GC.
Dotyczy identyfikacji pików odpowiadającym poszczególnym składnikom próbki i opiera się na układach retencyjnych. Porównuje się czas retencji
piku identyfikowanej substancji z czasem retencji piku wzorca
22. Cechy idealnej metody ilościowej.
Wysoka precyzyjność i dokładność; szybka, przy min. koszcie, pracy manualnej i aparaturze; niepodatna na interferencje z zanieczyszczeń;
minimalna lub całkowity brak strat analitu lub próbki.
23. Metoda normalizacji wewnętrznej.
Polega za wyznaczeniu % udziału wszystkich substancji w próbie. Podstawowym warunkiem jest aby na chromatogramie znajdowały się piki
wszystkich substancji obecnych w próbie. Po wykonaniu chromatografu sumuje się powierzchnię pików co stanowi 100%, i póz
niej liczy się jakim
procentem ogółu był dany pik. W rzeczywistości trzeba stosować współczynniki korekcyjne;/
24. Metoda kalibracji bezwzględnej (wzorca zew.)
Tworzymy kilka roztworów danej substancji o różnych stężeniach, chromatografujemy w kliku powtórzeniach, z uzyskanych wartości obliczamy
średnią powierzchnię piku (lub wysokość) i tworzymy wykres zależności wielkości piku od stężenia. Wynik analizy próbki o nieznanym stężeniu
odczytujemy z krzywej:)
25. Metoda wzorca wewnętrznego(rodzaje wzorców, cechy wzorca)
Rodzaje wzorców:
1. substancja nieobecna w analizowanej próbce
2. analizowana substancja
Metoda najpowszechniejsza. Dwa rodzaje: analizowana sub jest nieobecna w próbce (należy ją wprowadzić), lub ver.2 substancja jest w próbce.
Chodzi o to, że sub dodana musi być niezmiernie podobna do tej analizowanej i jej piki muszą być bardzo bliski lub nawet pokrywać się w pikami sub
analizowanej.
Cechy wzorca:powinien charakteryzować się właściwościami chemicznymi, chromatograficznymi, zbliżonymi do właściwości analitu, znaną
chemiczna strukturą, być dostępny o wysokiej.
Należy dodać dokładnie taką ilość jaka jest w z próbce, aby stężenia ich były podobne.
26. Pojęcie chromatografii cieczowej.
W chromatografii cieczowej fazą ruchomą jest ciecz, a fazą nieruchomą ciało stałe (chromatografia adsorpcyjna), rzadziej ciecz osadzona na nośniku
(chromatografia podziałowa).Ten ogólny podział nie charakteryzuje jednak pewnych rodzajów chromatografii, w których zachodzą szczególne
przypadki oddziaływania fazy nieruchomej z substancjami chromatografowanymi
27. Klasyfikacja metod chromatografii cieczowej.
�� jonowymienna,
�� żelowa,
�� powinowactwa
�� ciecz-ciecz (podziałowa)(LLC),
�� ciecz-c.stałe (adsorpcyjna)(LSC)
28. Najistotniejsze cechy współczesnej chromatografii cieczowej.
�� Wysoka sprawność,
�� dobra rozdzielczość,
�� szybkość procesu,
�� możliwość stosowania wysokich ciśnień
�� HPLC (high pressure liquid chromatography)
29. Podstawowe elementy chromatografu cieczowego i działanie.
Zbiorniki eluentów > pompa > manometr > dozownik > przedkolumna> kolumna chromatograficzna > termostat kolumnowy > przepływomierz > detektor
> kolektor frakcji > komputer.
Zasada działania chromatografu cieczowego
� ze zbiorników eluentów tłoczy się do kolumny fazę ruchomą
� kolumna umieszczona jest w termostacie
� faza ruchoma (eluent) jest mieszaniną rozpuszczalników
� między pompą a kolumną znajduje się dozownik
� za pomocą dozownika do strumienia cieczy wprowadza się próbę, której składniki rozdzielane są w kolumnie i na wyjściu z niej wykrywane przez
detektor
� sygnał elektryczny z detektora po wzmocnieniu rejestrowany jest za pomocą komputera z postaci piku chromatograficznego
30. Co to jest eluent i eluat.
Eluent  faza ruchoma wprowadzana do kolumny, Pojedynczy rozpuszczalnik lub ich dwu- lub więcej składnikowe mieszaniny. Każdy eluent ma
określona siłę elucyjną, która charakteryzuje wielkość siły oddziaływania jego cząsteczek z powierzchnią adsorbentu. Siła elucyjna stanowi kryterium
doboru eluentu.
Eluat  składniki rozdzielanej mieszaniny, które po rozdzieleniu obecne są w wycieku z kolumny,.
31. Detektor UV-Vis, działanie, jakie związki wykrywa.
Są to detektory fotoelektryczne, które działają na zasadzie pomiarów absorbancji promieniowania nadfioletowego i światła widzialnego.
Przetwarzają energię promieniowania elektromagnetycznego ma energię elektryczną. Stosuje je się do wykrywania związków zawierających
wiązania nienasycone i grupy chromatoforowe, związków aromatycznych i barwników, olefin.
32. Detektor fluorescencyjny.
Mierzy długość fali światła emitowanego przez badany związek w wyniku jego wzbudzenia. Wzbudzenie fluorescencji  za pomocą światła o wyższej
energii (krótszej fali) niż emitowane (dłuższej). Detektor bardzo czuły, specyficzny, selektywny. Można go stosować , kiedy związek badany posiada
naturalną zdolność do fluorescencji lub kiedy związki niefluorescencyjne przeprowadzi się w pochodne przed lub za kolumną.
33. Co to jest układ faz normalnych.
Układ chromatograficzny w którym faza stacjonarna jest bardziej polarna niż faza ruchoma, a podstawowym zjawiskiem decydującym o rozdzieleniu
jest adsorpcja na powierzchni fazy stacjonarnej. Istotną wadą układu faz normalnych jest wrażliwość na zawartość wody w próbie.
34. Żel krzemionkowy, jego właściwości adsorpcyjne, chemiczna struktura powierzchni.
Jest to materiał amorficzny, porowaty i jako wypełnienie kolumn ma dużo zalet:
� posiada uziarnienia o pożądanej wielkości i odpowiednich rozmiarach porów
� określoną powierzchnię właściwą i dużą wytrzymałość mechaniczną.
O właściwościach adsorpcyjnych decyduje rodzaj i ilość grup hydroksylowych (wolne Si-OH, bliz
niacze OH-Si-OH, zasocjowane OH- Si-Si-OH ) oraz
ich dostępność na powierzchni.
Chemiczna struktura powierzchni jest związana z obecnością grup silanolowych (-Si-OH) lub siloksanowych (-Si-O Si-) oraz miejsc aktywnych
(wolnych, bliz
niaczych, zasocjowanych) na powierzchni żelu. W chromatografii najbardziej pożądalna jest obecność grup bliz
niaczych i
zasocjowanych, poważną wadą żelu krzemionkowego jest brak odporności na pH>7. Obecnie dużo większe znaczenie niż żel krzemionkowy mają
wypełnienia będące jego modyfikacją , polegająca na wiązaniu z aktywnymi grupami żelu krzemionkowego związków organicznych. Wiązane fazy
stacjonarne modyfikowane są związkami chemicznymi, posiadającymi grupy: aminową, cyjanową, nitrowa, diol, fenylową lub cyklodekstranami.
35. Wiązanie fazy stacjonarnej w NP zasady tworzenia.
Polega na tym że centra aktywne fazy stacjonarnej tworzą grupy polarne, które są związane wiązaniem alkilo- lub arylosiloksanowm za
pośrednictwem grupy OH, obecnej w żelu krzemionkowym. Związki chemiczne, które silniej oddziałują ze złożem (mają tzw. większe powinowactwo
do złoża) a słabiej z fazą ruchomą, przepływają wolniej przez kolumnę, zaś związki chemiczne, które oddziałują słabiej ze złożem a silniej z fazą
ruchomą przepływają szybciej.
36. Eluent stosowany w układzie NP.
Musi być o odpowiedniej lepkości, kompatybilny z detektorem, niskotoksyczny, niedrogi, zapewniający odpowiednią czystość, nie może pochłaniać
promieniowania w tym zakresie, co badane cząstki, względnie niskopolarny.
37. Dlaczego jest ważna lepkość eluentów NP.
Zbyt wysoka wymagała by stosowania zbyt wysokiego ciśnienia, korzystne dla chromatografii są niskie współczynniki dyfuzji (nie występujące przy
dużej lepkości).
38. Sposób doboru eluentu na indeksie polarności.
Kiedy rozdzielane substancje są słabo polarne bądz
niepolarne eluent również powinien charakteryzować się niską polarnością, odwrotnie przy
wysokiej polarności substancji. Najbardziej przydatnym kryterium oceny przydatności rozpuszczalnika jest jego siła elucyjna i selektywność.
Rozpuszczalniki ułożone są w szeregi eluotropowe wg rosnącej mocy eluowania (której miarą są indeksy polarności).
39. 6 przykładowych eluentów wg indeksu polarności.
cykloheksan< tetra chlorek węgla< toluen< benzen< eter di etylowy< chloroform(pentan 40. Zastosowanie układów normalnych.
Głównie do związków niejonowych, nisko oraz średnio polarnych; substancji lepiej rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych, substancji
które w środowisku wodnym mogą ulegać rozkładowi.
(Np. etry, estry, nitrozwiązki, porfiryny, mykotoksyny, wit. rozpuszczalne w tłuszczach, herbicydy, aminokwasy, steroidy, węglowodory alifatyczne i
cykliczne, alkeny, triacyloglicerole, glikozydy, alkaloidy)
41. Co to jest układ faz odwróconych RP.
To układ, w którym faza stacjonarna jest mniej polarna (charakter hydrofobowy) niż ruchoma (roztwór wodny organicznego dodatku). Obecnie
znacznie częściej stosowana niż chromatografia w normalnym układzie faz. (rozpuszczalniki polarne : tetrahydrofuran, acetonitryl, metanol, woda.)
Jako wypełnienia kolumny stosuje się tu nową generacje faz stacjonarnych- nazywanych fazami związanymi.
42. Otrzymywanie faz związanych na potrzeby RP.
Otrzymuje się je w wyniku modyfikacji powierzchni sorbentów (najczęściej polarnych) niepolarnymi lub średniopolarnymi cząsteczkami fazy
stacjonarnej, chemicznie związanymi z cząsteczkami powierzchni nośnika. Materiałem wyjściowym, powszechnie stosowanym jest żel
krzemionkowy. Otrzymywanie niepolarnych faz związanych opiera się na reakcji powierzchniowych grup  OH z odpowiednimi silanami.
43. Mechanizm retencji w RP, rodzaje oddziaływań.
Polega on na rozdziale w układzie chromatograficznym składającym się z 3 faz: stacjonarnej, ruchomej i mieszaniny substancji poddawanych
rozdzieleniu.
Retencja zależy od:
� działanie sił Van der Vaalsa pomiędzy hydrofobową fazą stacjonarną a cząsteczkami substancji
� działanie sił elektrostatycznych pomiędzy cząsteczkami substancji rozdzielanej, zawierającej polarne grupy funkcyjne i
cząsteczkami fazy ruchomej
� działanie sił Van der Vaalsa pomiędzy cząsteczkami substancji rozdzielanej i fazą ruchomą
� cząsteczki fazy ruchomej, składającej się z wody i rozpuszczalnika polarnego (rozpuszczalników polarnych), ulegają asocjacji w
wyniku oddziaływań elektrostatycznych, tworzą się również między nimi wiązania wodorowe.
44. Kolejność Lucji w RP.
Substancje eluują od najbardziej polarnych (najbardziej hydrofilowych) do niepolarnych (najmniej hydrofilowych), a w szeregach homologicznych od
nisko- do wysokocząsteczkowych.
45. Trzy rodzaje selektywności związane z oddziaływaniem substancji z fazą stacjonarną.
Selektywność
� miara różnic w retencji poszczególnych substancji
� zależy od typu fazy stacjonarnej, typu i składu fazy ruchomej oraz w pewnym stopniu od temperatury
3 rodzaje selektywności:
� selektywność względem grupy metylenowej, zwana hydrofobową. Określa różnicę w retencji dwóch sąsiadujących elementów szeregu
homologicznego, różniących się o grupę CH2. Rośnie wraz ze wzrostem długości łańcucha fazy zwilżanej oraz stopniem pokrycia powierzchni,
zależy od dodatku rozpuszczalnika organicznego w fazie ruchomej. Układ ten wyróżnia chromatografię w układzie RP, spośród innych typów
chromatografii
� selektywność chemiczna lub polarna, wynikająca z oddziaływań jonowych, dipolowych lub wiązań wodorowych z powierzchniowymi grupami OH,
ewentualnie tworzeniem kompleksów z warstwy powierzchniowej
� selektywność steryczna, wynikająca ze struktury wypełnienia i kształtu cząsteczek substancji rozdzielanych. Istotna jest w rozdzielaniu
wielkopierścieniowych węglowodorów skondensowanych, polibifenyli, steroidów, karotenoidów.
46. Fazy ruchome w RP.
Są nimi mieszaniny wody i rozpuszczalników organicznych mieszających się z wodą: acetonitryl, metanol, tetrahydrofuran. Faza ruchoma musi mieć
odpowiednią siłę elucyjną - substancje nie powinny eluować zbyt szybko potrzebna byłaby bardzo sprawna kolumna, ani zbyt wolno, ponieważ traci
się czas i rozpuszczalnik. Ze względu na hydrofobowy charakter faz stacjonarnych w układzie RP, woda jest najsłabszym rozpuszczalnikiem.
Współczynnik retencji powinien zawierać w zakresie od 1-10.
47. Do czego służy technika GC/MS i jej zalety.
Technika ta pozwala na identyfikację związków chemicznych oraz ich mieszanin na podstawie widm masowych nawet, gdy związki te znajdują się w
śladowych ilościach. Chromatograf rozdziela analizowaną próbkę na pojedyncze związki chemiczne, które są kolejno kierowane do spektrometru
mas celem ich jednoznacznej identyfikacji.
Zaletą stosowania techniki GC/MS jest możliwość porównywania unikalnych widm masowych analizowanych związków z ogólnoświatową
biblioteką, co pozwala na identyfikację związków, w tym substancji niebezpiecznych bez konieczności posiadania wszystkich wzorców.
48. Przykłady zastosowań GC/MS.
� badanie przypraw i aromatów
� dodatków do żywności
� pozostałości leków w żywności
� produktów transestryfikacji w oleju jadalnym
� zafałszowania olejów i tłuszczów (skład kwasów tłuszczowych, TAG, steroli, witamin)
� zafałszowań spirytusu
� ilościowym i jakościowym oznaczeniu pozostałości pestycydów i innych związków organicznych
� wykrywaniu napromieniowania żywności
� wykrywanie narkotyków
49. Budowa układu GC/MS(podstawowe elementy)
Układ GC-MS składa się z części z chromatografu gazowego i spektrometru gazowego
Budowa układu GC/MS
� faza nośna to inertny gaz np. hel, azot, wodór o wysokiej czystości i ciśnieniu 150-200 barów; może być pozyskiwany z generatora zainstalowanego
w laboratorium
� wysokie ciśnienie panujące w buli musi być zredukowane do 5 barów zanim gaz trafi do GC
� następnie gaz trafia do kolumny; gdzie rozdzielana jest próba
� po przejściu przez kolumnę trafia do detektora
� gaz nośny opuszczający kolumnę chromatograficzną ma ciśnienie zbliżone do atmosferycznego
� spektrometr mas działa natomiast w warunkach wysokiej próżni 10-5-10-6 Tora wytwarzanej przy wykorzystaniu pomp olejowych, dyfuzyjnych i
turbomolekularnych
� istotny jest zatem odpowiedni sposób połączenia GC z MC
� najczęściej stosuje się połączenie bezpośrednie z kolumną kapilarną o małej średnicy wewnętrznej np. 0,25 mm
50. Cztery podstawowe elementy spektrometru masowego MS.
� wlot, będący łącznikiem z GC bądz
systemem typu Direct inlet
� z
ródło jonów
� analizator
� detektor
51. Na czym polega jonizacja elektronami.
� polega na bombardowaniu wiązką elektronów analizowanych cząsteczek znajdujących się w stanie gazowym (pary)
� wiązka elektronów emitowana jest z katody wykonanej z trudno topliwych metali np. wolframu lub renu, oraz ogrzewanej prądowo do temp. kilku
tys. stopni
� w wyniku bombardowania cząsteczek substancji organicznej wiązką elektronów powstają jony w wyniku oderwania elektronów od badanych
cząsteczek
� jony molekularne mogą ulegać dalszemu rozpadowi tworząc jony fragmentacyjne
o parzysto-elektronowe
o nieparzysto-elektronowe
� próba poddana jonizacji kierowana jest do analizatora masowego
o pułapka jonowa (IT)
o analizator czasu przelotu
o analizator kwadrupolowy
52. Podstawowe 3 cechy analizatorów.
�� zakres mas (określa górną granicę mas)
�� przepuszczalność (transmisja) definiowana jest jako stosunek liczby jonów docierających do detektora do liczby jonów wytwarzanych w z
ródle
�� rozdzielczość - zdolność rozróżniania sygnałów pochodzących od dwóch jonów o sąsiadujących wartościach m/z stosunek masy do ładunku
53. Działanie analizatora kwadrupolowego.
Zwany też filtrem kwadrupolowym , zbudowany jest z 4 prętów mających przekrój hiperboliczny. Działa jako filtr masowy, w jednym momencie
przepuszcza tylko jony o określonym stosunku masy do ładunku m/z, dzięki stosowaniu prądu zmiennego. Kwadrupol można ustawić tak aby
przepuszczał jony o szerokim lub wąskim zakresie m/z. Analizator kwadrupolowy umożliwia rozdzielenie jonów różniących się o jednostkę masy, ale
nie można rozdzielić składników jonów o tej samej masie.
54. Rola detektora masowego.
Rejestruje jony przepuszczone przez filtr masowy, emituje elektrony wtórne i przekazuje powstający prąd do elektrometru.
W układzie GC/MS z analizatorem kwadrupolowym najczęściej wykorzystywanym detektorem jest powielacz elektronowy, który w nowoczesnych
spektrometrach ma postać zakrzywionej rury, mającej dobre właściwości emisji elektronów wtórnych.
55. Pojęcie widma masowego.
Spektrofotometr mas wyposażony w system komputerowy rejestruje dane otrzymane podczas detekcji jonów i tworzy charakterystyczne dla
danego związku widmo masowe, gdzie:
� jon macierzysty to kation rodnikowy M+ powstały podczas jonizacji próby, w wyniku utraty elektronu
� jon ten może rozpadać się tworząc jony fragmentacyjne
� jon główny, czyli jon podstawowy to najintensywniejszy pik w widmie masowym
� jony izotopowe odzwierciedlają masę izotopów poszczególnych związków
56. Identyfikacja MS.
� Identyfikację związków przeprowadza się porównując zarejestrowane widma masowe z dostępnymi bazami widm masowych (biblioteki
widm), przy wykorzystaniu do obliczeń systemu komputerowego, wyposażonego w odpowiednie oprogramowanie.
� komputer posługując się zaprogramowanym algorytmem matematycznym przeszukuje bazy danych i następnie podaje wynik
wyszukiwania w postaci nazwy związku , którego czyste widmo masowe jest najbardziej zbliżone do widma związku nieznanego
� raport z identyfikacji podaje prawdopodobieństwo prawidłowej identyfikacji oraz stopień dopasowania porównywanych widm. Do
identyfikacji stosuje się standard (wzorzec) badanego związku, by uniknąć błędów w rozpoznaniu.