ÿþ2 0 . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
L i t e r a t u r a
1 . I n s t r u k c j a " C h r o m a t o g r a f i a "
2 . W . S z c z e p a n i a k , M E T O D Y I N S T R U M E N T A L N E W A N A L I Z I E C H E M I C Z N E J
r o z . 1 5 . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
3 . G . W . E w i n g , M E T O D Y I N S T R U M E N T A L N E W A N A L I Z I E C H E M I C Z N E J
r o z . 2 0 . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
4 . E . S z y s z k o , I N S T R U M E N T A L N E M E T O D Y A N A L I T Y C Z N E
r o z . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
5 . J . M i n c z e w s k i , Z . M a r c z e n k o , C H E M I A A N A L I T Y C Z N A , t . 3 . A N A L I Z A I N S T R U M E N T A L N A
r o z . 1 0 . M e t o d y c h r o m a t o g r a f i c z n e
p a r . 1 0 . 2 . P o d s t a w y t e o r e t y c z n e
p a r . 1 0 . 4 . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
C H R O M A T O G R A F I A
I n s t r u k c j a d o w i c z e D 2 0 i 3 0
I . W P R O W A D Z E N I E - T E R M I N O L O G I A , W I E L K O ZC I I D E F I N I C J E
C h r o m a t o g r a f i a * n a l e |y d o t a k i c h m e t o d r o z d z i e l a n i a m i e s z a n i n , w k t ó r y c h r o z d z i a B
n a s t p u j e w s k u t e k w i e l o k r o t n e g o p r z e n i e s i e n i a c z s t e c z e k z w i z k u z j e d n e j f a z y d o d r u g i e j , p r z y
c z y m , w o d r ó |n i e n i u o d n p . d e s t y l a c j i , f a z y u t w o r z o n e s z i n n y c h s u b s t a n c j i , n i | p r ó b k a
r o z d z i e l a n a .
F a z y t w o r z u k Ba d c h r o m a t o g r a f i c z n y , k t ó r y m o |e b y u m i e s z c z o n y w k o l u m n i e
( c h r o m a t o g r a f i a k o l u m n o w a ) , l u b n a p Ba s z c z y zn i e ( c h r o m a t o g r a f i a p Ba s z c z y z n o w a ) .
W k a |d y m r o d z a j u c h r o m a t o g r a f i i w y s t p u j e f a z a n i e r u c h o m a ( s t a c j o n a r n a ) i n i e m i e -
s z a j c a s i z n i f a z a r u c h o m a .
P r z e p By w f a z y r u c h o m e j m o |e b y s p o w o d o w a n y s i B c i |k o [c i ( z w y k Ba c h r o m a t o g r a f i a
k o l u m n o w a ) , s i Ba m i k a p i l a r n y m i ( c h r o m a t o g r a f i a b i b u Bo w a i c i e n k o w a r s t w o w a ) l u b w y w o Ba n y ,
r ó |n i c c i [n i e D n a k o Dc a c h k o l u m n y ( c h r o m a t o g r a f i e : g a z o w a , w y s o k o s p r a w n a c i e c z o w a ,
f l u i d a l n a , s i t o w a ) .
J a k o f a z r u c h o m s t o s u j e s i c i e c z e ( c h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a ) , g a z y ( c h r o m a t o g r a f i a
g a z o w a ) , l u b s u b s t a n c j e w s t a n i e p o [r e d n i m m i d z y g a z e m i c i e c z - w s t a n i e n a d k r y t y c z n y m
( c h r o m a t o g r a f i a f l u i d a l n a ) .
F a z s t a c j o n a r n m o |e b y c i e c z l u b c i a Bo s t a Be . S t a Be f a z y s t a c j o n a r n e m o |n a p o d z i e l i
n a t r z y k a t e g o r i e : s u b s t a n c j e o s i l n i e r o z w i n i t e j p o w i e r z c h n i i w Ba s n o [c i a c h a d s o r b c y j n y c h
( a d s o r b e n t y ) , s u b s t a n c j e o b u d o w i e j o n o w e j z d o l n e w y m i e n i a c z [ s w y c h j o n ó w n a j o n y
o b e c n e w f a z i e r u c h o m e j ( j o n i t y ) o r a z p o r o w a t e c i a Ba s t a Be o w y m i a r a c h p o r ó w z b l i |o n y c h d o
w y m i a r ó w c z s t e c z e k p r ó b k i ( s i t a m o l e k u l a r n e , |e l e ) .
* N a z w " c h r o m a t o g r a f i a " z a p r o p o n o w a B r o s y j s k i b o t a n i k , M . S . C w i e t , k t ó r y , w t r a k c i e b a d a D b a r w n i k ó w
r o [l i n n y c h , u s i Bo w a B j e p r z e s c z y p r z e z s z k l a n r u r k w y p e Bn i o n w g l a n e m w a p n i a . W r e z u l t a c i e t a k p r o w a d z o -
n e g o s c z e n i a , w r u r c e u t w o r z y B s i s z e r e g p o z i o m y c h , b a r w n y c h p a s m . C w i e t p o p r a w n i e z i n t e r p r e t o w a B z a o b s e r -
w o w a n e z j a w i s k o , j a k o r o z d z i e l e n i e m i e s z a n i n y n a s k Ba d n i k i , i p o r ó w n a B j e d o r o z s z c z e p i e n i a [w i a Ba b i a Be g o w
p r y z m a c i e .
J a k o c i e k a w o s t k w a r t o p o d a , |e t e b a d a n i a w y k o n a B C w i e t w W a r s z a w i e , w l a t a c h 1 9 0 3 - 1 9 0 6 .
P r z e z p i e r w s z y c h 2 5 l a t p r a c e C w i e t a n i e w z b u d z i By z a i n t e r e s o w a n i a . M e t o d C w i e t a d o c e n i l i i s p o p u l a r y z o w a l i
b a d a c z e n i e m i e c c y , R . K u h n i E . L e d e r e r , k t ó r z y w 1 9 3 1 r . z a s t o s o w a l i j d o r o z d z i e l a n i a i n n y c h b a r w n i k ó w . O d
t e g o c z a s u o b s e r w u j e s i n i e u s t a n n y r o z w ó j c h r o m a t o g r a f i i w t r z e c h k i e r u n k a c h : a n a l i t y c z n y m , p r e p a r a t y w n y m i w
b a d a n i a c h f i z y k o c h e m i c z n y c h .
O b e c n i e c h r o m a t o g r a f i a j e s t j e d n z n a j c z [c i e j s t o s o w a n y c h m e t o d a n a l i t y c z n y c h . M n i e j s z e s u k c e s y o d n o t o -
w a n o , j a k d o t e j p o r y , w o t r z y m y w a n i u c z y s t y c h z w i z k ó w t m e t o d . C h r o m a t o g r a f i a p r e p a r a t y w n a w z a s a d z i e j e s t
o g r a n i c z o n a d o s k a l i l a b o r a t o r y j n e j , l u b c o n a j w y |e j p ó Bp r z e m y s Bo w e j . W y n i k a t o z n a t u r y p r o c e s u c h r o m a t o -
g r a f i c z n e g o : e f e k t y w n o [ r o z d z i e l a n i a ( r o z d z i e l c z o [) , c z a s p o t r z e b n y n a r o z d z i e l e n i e ( s z y b k o [) i i l o [ m a t e r i a Bu ,
k t ó r y m o |n a p o d d a p r z e r o b o w i ( p o j e m n o [) , s z e s o b [c i [l e z w i z a n e , t a k , |e d o w o l n y z t y c h p a r a m e t r ó w m o |n a
z w i k s z y t y l k o k o s z t e m c o n a j m n i e j j e d n e g o z p o z o s t a By c h .
C i e k Be f a z y s t a c j o n a r n e o s a d z a n e s n a s t a By m p o d Bo |u ( n o [n i k u ) . N a p r z y k Ba d , t y p o w
f a z s t a c j o n a r n w c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j s t a n o w i c i e n k a w a r s t w a w y s o k o w r z c e j f r a k c j i
w g l o w o d o r ó w a l i f a t y c z n y c h ( a p i e z o n , s k w a l a n , i t p . ) , o s a d z o n a n a z i e m i a c h o k r z e m k o w y c h * ; w
c h r o m a t o g r a f i i b i b u Bo w e j i c i e n k o w a r s t w o w e j - j e s t t o w o d a , u n i e r u c h o m i o n a p r z e z c e l u l o z l u b
s o r b e n t n a n i e s i o n y n a p By t k s z k l a n .
W k a |d e j t e c h n i c e c h r o m a t o g r a f i c z n e j p r o c e s r o z w i j a n i a c h r o m a t o g r a m u m o |n a
p r o w a d z i t r z e m a s p o s o b a m i : m e t o d e l u c j i , a n a l i z y c z o Bo w e j i r u g o w a n i a .
A n a l i z a c z o Bo w a p o l e g a n a c i g By m p r z e s c z a n i u p r z e z k o l u m n b a d a n e g o r o z t w o r u ,
k t ó r y p e Bn i j e d n o c z e [n i e r o l r o z p u s z c z a l n i k a w y m y w a j c e g o . W m e t o d z i e r u g o w a n i a , p o d o b n i e
j a k w e l u c j i , n i e w i e l k i l o [ p r ó b k i w p r o w a d z a s i n a w i e r z c h o Be k k o l u m n y ; w y m y w a n i e r e a l i z u j e
s i j e d n a k , w p r z e c i w i e Ds t w i e d o e l u c j i , r o z p u s z c z a l n i k i e m n i e o b o j t n y m , l e c z z Bo |o n y m z
s u b s t a n c j i o w i k s z y m p o w i n o w a c t w i e d o f a z y s t a c j o n a r n e j , n i | w s z y s t k i e s k Ba d n i k i a n a l i z o w a n e j
m i e s z a n i n y .
D a l s z e r o z w a |a n i a o d n o s z s i d o d o w o l n e j t e c h n i k i c h r o m a t o g r a f i c z n e j , p o d w a r u n k i e m
s t o s o w a n i a w n i e j e l u c j i , t j . , p r z e m y w a n i a k o l u m n y r o z p u s z c z a l n i k i e m ( z w a n y m e l u e n t e m ) , t a k
d Bu g o , a | p o s z c z e g ó l n e p a s m a , u z y s k a n e w p r o c e s i e r o z d z i a Bu , p r z e j d k o l e j n o d o w y c i e k u .
D o p r z y g o t o w a n e g o u k Ba d u d w ó c h f a z w p r o w a d z a s i p r ó b k a n a l i z o w a n - n a j c z [c i e j
w m i e j s c u , w k t ó r y m f a z a r u c h o m a p o r a z p i e r w s z y n a p o t y k a n a s w e j d r o d z e f a z s t a c j o n a r n .
P o c z t k o w o s k Ba d n i k i p r ó b k i w y s y c a j w a r s t e w k f a z y s t a c j o n a r n e j ; w n a s t p n y m m o m e n c i e
z a c h o d z i r o z d z i a B k a |d e g o s k Ba d n i k a m i d z y f a z r u c h o m i n i e r u c h o m . F a z a r u c h o m a u n o s i z
s o b s k Ba d n i k i d o n a s t p n e j w a r s t e w k i , w k t ó r e j p o n o w n i e u s t a l a s i s t a n r ó w n o w a g i o p i s a n y
w s p ó Bc z y n n i k i e m p o d z i a Bu K :
g d z i e c s i c r s t o f o r m a l n e s t |e n i a * * s k Ba d n i k a w f a z i e s t a c j o n a r n e j i r u c h o m e j , o d p o w i e d n i o .
S k Ba d n i k i p r ó b k i p o r u s z a j s i w u k Ba d z i e c h r o m a t o g r a f i c z n y m t y l k o w ó w c z a s , g d y
z n a j d u j s i w f a z i e r u c h o m e j . W z d Bu | d r o g i w d r ó w k i b d n a s t p o w a w i e l o k r o t n e a k t y
p o d z i a Bu s k Ba d n i k a m i d z y f a z r u c h o m i s t a c j o n a r n . J e [l i s k Ba d n i k i p r ó b k i r ó |n i s i
w s p ó Bc z y n n i k a m i p o d z i a Bu , t o w y s t p i r ó |n i c e w s z y b k o [c i i c h m i g r a c j i i r e z u l t a t e m k o Dc o w y m
b d z i e r o z d z i a B m i e s z a n i n y .
* Z i e m i a o k r z e m k o w a ( d i a t o m i t ) j e s t z b u d o w a n a z a s k o r u p e k j e d n o k o m ó r k o w y c h g l o n ó w , t z w . o k r z e m e k , k t ó r y c h
d u |e z Bo |a n a g r o m a d z i By s i w r ó |n y c h c z [c i a c h [w i a t a . I s t n i e j r ó |n e r o d z a j e o k r z e m e k , a l e i c h b u d o w a j e s t
p o d o b n a . S k o r u p k i z a w i e r a j g Bó w n i e u w o d n i o n , b e z p o s t a c i o w k r z e m i o n k , z n i e w i e l k z a w a r t o [c i z a n i e -
c z y s z c z e D w p o s t a c i t l e n k ó w m e t a l i . W [c i a n a c h s k o r u p e k o b s e r w u j e s i w i e l e r e g u l a r n y c h d z i u r l u b p o r ó w o
[r e d n i c y o k . 1 u , d z i k i c z e m u d i a t o m i t m a n i e z w y k l e d u | p o w i e r z c h n i w Ba [c i w . N o [n i k i d i a t o m i t o w e d o s t p n e
s w h a n d l u p o d r ó |n y m i n a z w a m i , n p . C h r o m o s o r b G , W , P , C e l i t 5 4 5 , i t p .
* * S t |e n i e " f o r m a l n e " , p o n i e w a | l i c z b a m o l i c z s t e c z e k o d n i e s i o n a j e s t d o c a Bk o w i t y c h o b j t o [c i f a z , m i m o , i | w
d a n y m m o m e n c i e c z s t e c z k i s k u p i o n e s w n i e w i e l k i m f r a g m e n c i e t y c h f a z .
R o z r ó |n i a s i c z t e r y g Bó w n e m e c h a n i z m y p o d z i a Bu : a d s o r p c j a w r a z z c h e m i s o r p c j
( c h r o m a t o g r a f i a a d s o r p c y j n a ) , e k s t r a k c j a c z y l i p o d z i a B s k Ba d n i k a m i d z y d w i e f a z y c i e k Be
( c h r o m a t o g r a f i a p o d z i a Bo w a ) , w y m i a n a j o n o w a ( c h r o m a t o g r a f i a j o n o w y m i e n n a ) o r a z
w y k l u c z a n i e , i n a c z e j : e k s k l u z j a ( c h r o m a t o g r a f i a s i t o w a l u b m o l e k u l a r n a , z w a n a t e | z e
w z g l d ó w h i s t o r y c z n y c h |e l o w ) .
S e p a r a c j a n a s i t a c h m o l e k u l a r n y c h j e s t r e z u l t a t e m r ó |n i c w w y m i a r a c h c z s t e c z e k
p r ó b k i ; n i e k t ó r e z n i c h s w y s t a r c z a j c o m a Be , a b y p r z e n i k n w g Bb p o r o w a t e g o s z k i e l e t u , i n n e ,
w i k s z e , p o z o s t a j w p r z e s t r z e n i a c h m i d z y z i a r n o w y c h . N a j w i k s z e c z s t e c z k i s w y m y w a n e
j a k o p i e r w s z e , p o c z y m w w y c i e k u u k a z u j s i c z s t e c z k i o m n i e j s z y c h w y m i a r a c h . C h r o m a t o -
g r a f i a s i t o w a z n a j d u j e z a s t o s o w a n i e d o r o z d z i e l a n i a c z s t e c z e k d u |y c h , t y p u b i o p o l i m e r ó w i
p o l i m e r ó w s z t u c z n y c h .
R o z w a |m y p r z y p a d e k c h r o m a t o g r a f o w a n i a p r ó b k i d w u s k Ba d n i k o w e j . U w l o t u k o l u m n y ,
p o n a n i e s i e n i u p r ó b k i , p o w s t a j e j e d n o p a s m o , k t ó r e g o s z e r o k o [ z a l e |y o d o b j t o [c i p r ó b k i ,
[r e d n i c y k o l u m n y i s p o s o b u w p r o w a d z a n i a p r ó b k i . P a s m o t o w t r a k c i e p r o c e s u c h r o m a t o -
g r a f i c z n e g o w d r u j e w z d Bu | k o l u m n y u l e g a j c s t o p n i o w o r o z s z e r z e n i u . J e [l i p r o c e s y r o z d z i e l a n i a
s k Ba d n i k ó w z a c h o d z s z y b c i e j , n i | s p o w o d o w a n e d y f u z j r o z m y c i e p a s m a , w ó w c z a s p a s m o
r o z d z i e l i s i n a d w a m a k s i m a , w z a j e m n a o d l e g Bo [, k t ó r y c h b d z i e w z r a s t a w r a z z d Bu g o [c i
k o l u m n y , a l e r ó w n o c z e [n i e b d z i e w z r a s t a i c h s z e r o k o [. W d r ó w k p r ó b k i w k o l u m n i e i l u s t r u j e
r y s u n e k 1 :
R y s . 1 . I l u s t r a c j a w d r ó w k i d w u s k Ba d n i k o w e j p r ó b k i w z d Bu | k o l u m n y .
R o z d z i a B m i e s z a n i n y [l e d z i s i m i e r z c s t |e n i a s k Ba d n i k ó w w f u n k c j i o b j t o [c i w y c i e k u z
k o l u m n y , c z y l i r e j e s t r u j c t z w . c h r o m a t o g r a m . W m e t o d z i e e l u c j i , n a c h r o m a t o g r a m i e p o j a w i a j
s i k o l e j n o p a s m a o d p o w i a d a j c e p o s z c z e g ó l n y m s k Ba d n i k o m ( r y s . 2 ) ; w a n a l i z i e c z o Bo w e j i w
m e t o d z i e r u g o w a n i a , c h r o m a t o g r a m m a p o s t a s c h o d k ó w .
K o r z y s t n e j e s t , a b y p a s m o s t |e n i o w e b y Bo s y m e t r y c z n k r z y w d z w o n o w ( k r z y w
G a u s s a ) . D e f o r m a c j i p a s m a m o |n a u n i k n , j e [l i s p e Bn i o n e s n a s t p u j c e w a r u n k i :
1 . W s p ó Bc z y n n i k p o d z i a Bu n i e p o w i n i e n z a l e |e o d s t |e n i a ( w ó w c z a s s t |e n i e s k Ba d n i k a w f a z i e
r u c h o m e j j e s t w p r o s t p r o p o r c j o n a l n e d o s t |e n i a w f a z i e s t a c j o n a r n e j ) .
R y s . 2 . C h r o m a t o g r a m w m e t o d z i e e l u c j i . I l u s t r a c j a w y z n a c z a n i a o b j t o [c i r e t e n c j i ( V R ) ,
o b j t o [c i w o l n e j k o l u m n y ( V o ) , s z e r o k o [c i p a s m a ( w ) , s z e r o k o [c i p o Bó w k o w e j ( w 1 / 2 ) i
o d c h y l e n i a s t a n d a r d o w e g o ( a ) . O b j a [n i e n i a : S - s y g n a B ( w i e l k o [ p r o p o r c j o n a l n a d o
s t |e n i a ) , V - o b j t o [ w y c i e k u
O z n a c z a t o , |e p r o c e s c h r o m a t o g r a f o w a n i a n a l e |y p r o w a d z i w w a r u n k a c h l i n i o w e j
i z o t e r m y a d s o r p c j i l u b i z o t e r m y p o d z i a Bu , z a l e |n i e o d r o d z a j u m e c h a n i z m u .
J e [l i a n a l i z w y k o n a s i w w a r u n k a c h i z o t e r m y n i e l i n i o w e j , w ó w c z a s p a s m o , n a w e t
j e d n e g o , c z y s t e g o s k Ba d n i k a , b d z i e n i e s y m e t r y c z n e : w p r z y p a d k u i z o t e r m y w y p u k Be j , r o z m y c i u
u l e g n i e c z o Bo p a s m a , w p r z y p a d k u i z o t e r m y w k l s Be j - o g o n p a s m a . R o z d z i a B s k Ba d n i k ó w n i e n a s -
t p i n a w e t w i d e a l n i e d o b r a n y m , z p u n k t u w i d z e n i a s e l e k t y w n o [c i , u k Ba d z i e c h r o m a t o g r a f i c z n y m .
W p r a k t y c e k o r z y s t a s i z f a k t u , |e w o b s z a r z e m a By c h s t |e D i z o t e r m y s z a w s z e
l i n i o w e . D l a t e g o t e |, w e w s z y s t k i c h r o d z a j a c h c h r o m a t o g r a f i i a n a l i t y c z n e j w s t r z y k u j e s i b a r d z o
m a Be p r ó b k i ( o o b j t o [c i a c h r z d u m i k r o l i t r ó w ) .
2 . W s p ó Bc z y n n i k p o d z i a Bu d a n e g o s k Ba d n i k a n i e p o w i n i e n z a l e |e o d o b e c n o [c i i s t |e n i a i n n y c h
s k Ba d n i k ó w . W a r u n e k t e n j e s t s p e Bn i o n y , j e [l i s t |e n i a w s z y s t k i c h s k Ba d n i k ó w s m a Be ( c z y l i
p r ó b k i s m a Be ! ) .
3 . S z y b k o [ d y f u z j i w j e d n e j z f a z , w s t o s u n k u d o s z y b k o [c i u s t a l a n i a s i s t a n u r ó w n o w a g i ,
p o w i n n a b y d o z a n i e d b a n i a .
J e d n y m z p a r a m e t r ó w c h a r a k t e r y z u j c y c h k r z y w G a u s s a j e s t o d c h y l e n i e s t a n d a r d o w e a ,
r ó w n e p o Bo w i e s z e r o k o [c i p a s m a m i e r z o n e j m i d z y p u n k t a m i p r z e g i c i a . S z e r o k o [ p a s m a w ,
m i e r z o n a u p o d s t a w y ( w s p o s ó b p o k a z a n y n a r y s . 2 ) , s p e Bn i a z a l e |n o [: w = 4 Ã
P a r a m e t r e m c h a r a k t e r y z u j c y m p o Bo |e n i e p a s m a j e s t o b j t o [ r e t e n c j i V R . J e s t t o
o b j t o [ f a z y r u c h o m e j , j a k a m u s i p r z e j [ p r z e z k o l u m n , a b y s p o w o d o w a w y m y c i e d a n e g o
s k Ba d n i k a . J e s t o c z y w i s t e , |e o b j t o [ t a m u s i b y w i k s z a o d o b j t o [c i r e t e n c j i s k Ba d n i k a n i e
z a t r z y m y w a n e g o p r z e z k o l u m n :
g d z i e V o j e s t o b j t o [c i r e t e n c j i s k Ba d n i k a n i e z a t r z y m y w a n e g o p r z e z k o l u m n , "V j e s t
d o d a t k o w o b j t o [c i f a z y r u c h o m e j , n i e z b d n d o w y m y c i a s k Ba d n i k a .
O b j t o [ V o j e s t r ó w n a o b j t o [c i f a z y r u c h o m e j z a w a r t e j w d a n e j k o l u m n i e . W i e l k o [ t
n a z y w a s i r ó w n i e | o b j t o [c i w o l n l u b o b j t o [c i m a r t w k o l u m n y .
D o d a t k o w o b j t o [, "V , m o |n a w y z n a c z y z b i l a n s u m a t e r i a Bo w e g o .
Z a Bó |m y , |e n a w i e r z c h o Bk u k o l u m n y o s a d z o n o n 0 m o l i s k Ba d n i k a i d o k o l u m n y w p r o w a d z o n o f a z
r u c h o m o o b j t o [c i V o . N a s t p i r o z d z i a B s k Ba d n i k a m i e d z y f a z s t a c j o n a r n i r u c h o m : n 0 = n s + n p g d z i e
n s i n , . s t o l i c z b y m o l i s k Ba d n i k a w f a z i e s t a c j o n a r n e j i r u c h o m e j ( o d p o w i e d n i o ) .
n s
S t |e n i e s k Ba d n i k a w f a z i e s t a c j o n a r n e j j e s t r ó w n e : c s = , g d z i e V s j e s t o b j t o [c i
V s
f a z y s t a c j o n a r n e j . F a z a r u c h o m a o o b j t o [c i V o u n i e s i e z s o b r i j . m o l i s k Ba d n i k a i n a l e |y w p r o w a d z i
d o d a t k o w p o r c j f a z y r u c h o m e j , k t ó r a w y m y j e p o z o s t a B i l o [ m o l i n s . S t |e n i e
n s
s k Ba d n i k a w f a z i e r u c h o m e j w y n i e s i e w ó w c z a s : c r = W s t a w i a j c o t r z y m a n e w y r a |e n i a d o
"V
r ó w . ( 1 ) , d o s t a j e m y : "V = K V S . O s t a t e c z n i e , o b j t o [ r e t e n c j i w y r a |a s i r ó w n a n i e m :
R e t e n c j s k Ba d n i k a p o d a j e s i c z s t o w p o s t a c i t z w . z r e d u k o w a n e j o b j t o [c i r e t e n c j i V £ ,
z d e f i n i o w a n e j n a s t p u j c y m w z o r e m :
V £ - V R - V 0 ( 4 f
P o n i e w a | z a c h o d z i z a l e |n o [: V £ = A V = K V S , t o d l a d a n e g o u k Ba d u c h r o m a t o g r a f i c z n e g o ,
z r e d u k o w a n a o b j t o [ r e t e n c j i j e s t w i e l k o [c i c h a r a k t e r y z u j c d a n y s k Ba d n i k . W i e l k o [ t a m o |e w i c
s Bu |y d o a n a l i z y j a k o [c i o w e j .
S p o s ó b d e t e k c j i i r e j e s t r a c j i w c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j i c i e c z o w e j s p r a w i a , |e w t y c h m e t o d a c h
w y g o d n i e j e s t m i e r z y c z a s r e t e n c j i . C z a s i o b j t o [ r e t e n c j i w i |e z s o b r ó w n a n i e :
g d z i e t R j e s t c z a s e m r e t e n c j i , F j e s t o b j t o [c i o w p r d k o [c i f a z y r u c h o m e j , p r z y c z y m :
g d z i e v j e s t l i n i o w p r d k o [c i f a z y r u c h o m e j , s j e s t p o w i e r z c h n i p r z e k r o j u k o l u m n y .
W m e t o d a c h c h r o m a t o g r a f i c z n y c h , o b o k w s p ó Bc z y n n i k a p o d z i a Bu K , w p r o w a d z a s i t z w .
p o j e m n o [c i o w y w s p ó Bc z y n n i k p o d z i a Bu k ' ( z w a n y t e | w s p ó Bc z y n n i k i e m p o j e m n o [c i
k o l u m n y l u b l i c z b p o d z i a Bu ) , k t ó r y j e s t s t o s u n k i e m z a w a r t o [c i s k Ba d n i k a w d w u f a z a c h :
R e l a c j m i d z y w s p ó Bc z y n n i k a m i K i k p o d a j e r ó w n a n i e ( 8 ) :
K o m b i n a c j a r ó w n a D ( 3 ) i ( 8 ) p o z w a l a p o w i z a o b j t o [ r e t e n c j i z l i c z b p o d z i a Bu :
P o u w z g l d n i e n i u w z o r u ( 5 ) , o t r z y m u j e s i p o n i |s z e r ó w n a n i e , k t ó r e u m o |l i w i a w y z n a c z a n i e l i c z b y
p o d z i a Bu , a t y m s a m y m w s p ó Bc z y n n i k a p o d z i a Bu , z d a n y c h r e t e n c j i :
g d z i e t 0 - c z a s r e t e n c j i s u b s t a n c j i n i e z a t r z y m y w a n e j n a k o l u m n i e ( t z w . " c z a s m a r t w y k o l u m n y " ) .
M o |n a g o w y z n a c z y m i e r z c c z a s r e t e n c j i z w i z k u o w Ba s n o [c i a c h z b l i |o n y c h d o w Ba s n o [c i
e l u e n t u , l u b m i e r z c l i n i o w p r d k o [ f a z y r u c h o m e j i d Bu g o [ k o l u m n y :
( 1 1 )
g d z i e L - d Bu g o [ k o l u m n y .
Z r ó w n a n i a ( 1 0 ) , p o u w z g l d n i e n i u o s t a t n i e j z a l e |n o [c i , o t r z y m u j e m y w z ó r :
( 1 2 )
W i k s z y m w a r t o [c i o m l i c z b y p o d z i a Bu o d p o w i a d a d Bu |s z y c z a s r e t e n c j i . W a r t o o t y m
p a m i t a , g d y | z p u n k t u w i d z e n i a w y d a j n o [c i i j a k o [c i r o z d z i a Bu , p o |d a n e s d u |e w a r t o [c i k ' .
B a d a j c c h r o m a t o g r a m d w ó c h s k Ba d n i k ó w , z a u w a |a s i , |e s t o p i e D r o z d z i e l e n i a p a s m
z a l e |y n i e t y l k o o d r ó |n i c y c z a s ó w r e t e n c j i , l e c z r ó w n i e | o d s z e r o k o [c i p a s m . W c e l u i l o [c i o w e g o
o k r e [l e n i a s t o p n i a r o z d z i e l e n i a , w p r o w a d z o n o w i e l k o [ z w a n z d o l n o [c i r o z d z i e l c z R s ,
z d e f i n i o w a n r ó w n a n i e m :
( 1 3 )
P r z y j m u j e s i , |e w a r t o [ R s = l z a p e w n i a z a d o w a l a j c e r o z d z i e l e n i e . R ó w n a n i e ( 1 3 )
p o z w a l a z m i e r z y z d o l n o [ r o z d z i e l c z d a n e g o u k Ba d u c h r o m a t o g r a f i c z n e g o , l e c z n i e w y n i k a j z
n i e g o b e z p o [r e d n i o w s k a z ó w k i , w j a k i s p o s ó b m o |n a p o l e p s z y R s .
I I . E L E M E N T Y T E O R I I
P i e r w s z p r ó b t e o r e t y c z n e g o o p i s u r o z d z i a Bu c h r o m a t o g r a f i c z n e g o b y Ba t z w . t e o r i a
p ó l e k ( o p u b l i k o w a n a w 1 9 4 1 r . p r z e z A . J . P . M a r t i n a , R . L . M . S y n g e ' a , n a g r o d z o n a n a g r o d
N o b l a w 1 9 5 2 r ) .
W t e o r i i t e j k o l u m n t r a k t u j e s i , p o d o b n i e j a k w d e s t y l a c j i f r a k c y j n e j , j a k o c i g
s e g m e n t ó w ( " p ó Be k t e o r e t y c z n y c h " ) , w k t ó r y c h z o s t a j e o s i g n i t y s t a n r ó w n o w a g i m i d z y
s t |e n i e m s k Ba d n i k a w f a z i e r u c h o m e j i s t a c j o n a r n e j . L i c z b a p ó Be k t e o r e t y c z n y c h c h a r a k t e r y z u j e
u k Ba d : k o l u m n a - s k Ba d n i k i p o d a j e , i l e r a z y w t r a k c i e w d r ó w k i p a s m a p r z e z k o l u m n z o s t a B
o s i g n i t y s t a n r ó w n o w a g i m i d z y s t |e n i e m s k Ba d n i k a w o b u f a z a c h .
P r z y j m u j e s i , |e k o l u m n a s k Ba d a s i z s z e r e g u p o Bc z o n y c h z e s o b p ó Be k t e o r e t y c z n y c h
o j e d n a k o w y c h o b j t o [c i a c h ; k a |d a p ó Bk a z a w i e r a z a r ó w n o f a z r u c h o m , j a k i s t a c j o n a r n . P ó Bk i
n u m e r u j e s i k o l e j n o : 1 , 2 , 3 . . . r , . . . N .
U Ba m e k s u b s t a n c j i z a w a r t e j w f a z i e r u c h o m e j w s z y s t k i c h p ó Be k w y n o s i q ( q = n j . / n 0 ) , a w
f a z i e s t a c j o n a r n e j - w y n o s i p ( p = n s / n 0 ) ; p r z y c z y m d l a s u b s t a n c j i z a t r z y m y w a n e j w k o l u m n i e :
p > > q ( p + q = l i p H" 1 ) .
P o p r z e j [c i u p r z e z k o l u m n " 1 " o b j t o [c i f a z y r u c h o m e j , ( z k t ó r y c h k a |d a j e s t r ó w n a
o b j t o [c i p ó Bk i t e o r e t y c z n e j ) , c z s t e c z k i p o r u s z a j c e s i z e [r e d n i p r d k o [c i o s i g n p ó Bk o
n u m e r z e r = l q ( r < 1 ; t y l k o d l a s u b s t a n c j i n i e z a t r z y m y w a n e j : r = 1 ) .
P o n i e w a | s u b s t a n c j a s k Ba d a s i z w i e l k i e j l i c z b y c z s t e c z e k , o p r ó c z t y c h [r e d n i c h , k t ó r e
o s i g n By r - t p ó Bk , z n a j d s i r ó w n i e | c z s t e c z k i s z y b s z e i w o l n i e j s z e , c o s p r a w i , |e p a s m o
s u b s t a n c j i b d z i e r o z m y t e .
D r o g p r z e b y t p r z e z c z s t e c z k t r a k t u j e s i j a k o s u m e l e m e n t a r n y c h e t a p ó w
z e r o j e d y n k o w y c h ( 0 - g d y c z s t e c z k a j e s t u n i e r u c h o m i o n a w f a z i e s t a c j o n a r n e j , 1 - g d y p o r u s z a
s i w r a z z f a z r u c h o m ; p r a w d o p o d o b i e Ds t w o w y s t p i e n i a 0 i 1 w y n o s i p i q , o d p o w i e d n i o ) .
T a k o k r e [l o n a d r o g a j e s t , w u j c i u s t a t y s t y c z n y m , z m i e n n l o s o w o r o z k Ba d z i e
d w u m i a n o w y m ( b i n o m i a l n y m ) * , d l a k t ó r e g o o d c h y l e n i e s t a n d a r d o w e a w y r a |a s i w z o r e m :
( 1 4 )
J e [l i m a k s i m u m p a s m a o d p o w i a d a o s t a t n i e j p ó Bc e N , t o : 1 = l m a x ; i l o c z y n : l m a x q = N , i ,
p r z y j m u j c p H" l , w z ó r ( 1 4 ) m o |n a z a p i s a n a s t p u j c o :
( 1 4 a )
W g t e o r i i p ó Be k , r o z m y c i e p a s m a j e s t w i c p r o p o r c j o n a l n e d o l i c z b y p ó Be k t e o -
r e t y c z n y c h . T e n w y n i k , c h o n i e m ó w i o p r z y c z y n a c h p o s z e r z e n i a p a s m a , j e s t b a r d z o w a |n y ,
p o n i e w a | p o z w a l a w y z n a c z y l i c z b p ó Be k t e o r e t y c z n y c h .
J e [l i a w y z n a c z o n e j e s t d o [w i a d c z a l n i e , z c h r o m a t o g r a m u , w ó w c z a s p o s i a d a o k r e [l o n y
w y m i a r , n p . c z a s u , o b j t o [c i , d Bu g o [c i , i t p . , z a l e |n i e o d j e d n o s t e k o s i X c h r o m a t o g r a m u . D o
w z o r u ( 1 4 a ) n a l e |y w p r o w a d z i w s p ó Bc z y n n i k p r o p o r c j o n a l n o [c i c :
( 1 4 b )
C z a s r e t e n c j i ( l u b o b j t o [, d Bu g o [ r e t e n c j i ) j e s t p r o p o r c j o n a l n a d o l i c z b y p ó Be k t e o r e t y c z n y c h z
t y m s a m y m w s p ó Bc z y n n i k i e m c :
( 1 5 )
D z i e l c s t r o n a m i r ó w n a n i a ( 1 4 b ) i ( 1 5 ) , o t r z y m u j e s i n a s t p u j c y w z ó r :
( 1 6 )
S z e r o k o [ p a s m a w y g o d n i e j e s t m i e r z y a l b o u p o d s t a w y , a l b o w p o Bo w i e w y s o k o [c i ( w i w 1 Q n a
r y s . 2 ) . P r z y j m u j c w = 4 Ã, w z ó r ( 1 6 ) , n a j c z [c i e j p r z e d s t a w i a n y j e s t w n a s t p u j c e j p o s t a c i :
( 1 6 a )
O s t a t e c z n i e , w y z n a c z a n i e l i c z b y p ó Be k t e o r e t y c z n y c h s p r o w a d z a s i d o z m i e r z e n i a n a
c h r o m a t o g r a m i e s z e r o k o [c i p a s m a i o d l e g Bo [c i o d p o w i a d a j c e j c z a s o w i r e t e n c j i .
* O m ó w i e n i e r o z k Ba d u d w u m i a n o w e g o m o |n a z n a l e z n a p r z y k Ba d w p o d r c z n i k u : J . B . C z e r m i Ds k i , A . I w a s i e w i c z
Z . P a s z e k , A . S i k o r s k i , M e t o d y s t a t y s t y c z n e d l a c h e m i k ó w , P W N , W a r s z a w a , 1 9 8 6 .
Z n a j o m o [ d Bu g o [c i k o l u m n y L i l i c z b y p ó Be k N , p o z w a l a o b l i c z y z p o n i |s z e g o w z o r u :
( 1 7 )
w i e l k o [ H z w a n w y s o k o [c i r ó w n o w a |n p ó Bc e t e o r e t y c z n e j .
Aa t w o z a u w a |y [ p o r . w z o r y ( 1 6 ) i ( 1 7 ) ] , |e w y s o k o [ p ó Bk i t e o r e t y c z n e j j e s t p r o p o r -
c j o n a l n a d o w a r i a n c j i , H H"Ã2 , d z i k i c z e m u w i e l k o [ H m o |e b y m i a r p o s z e r z e n i a p a s m a .
O p r ó c z t e o r i i p ó Be k , i s t n i e j e k i l k a i n n y c h o p r a c o w a D z j a w i s k a r o z m y w a n i a p a s m .
O g ó l n i e , n o s z o n e n a z w t e o r i i k i n e t y c z n e j p r o c e s u c h r o m a t o g r a f i c z n e g o i u w z g l d n i a j s z e r e g
i s t o t n y c h c z y n n i k ó w , t a k i c h j a k s z y b k o [ f a z y r u c h o m e j , w s p ó Bc z y n n i k d y f u z j i , [r e d n i c a i d y s p e r -
s j a [r e d n i c z i a r e n w y p e Bn i e n i a , i t p .
W t e o r i i k i n e t y c z n e j p o s z e r z e n i e p a s m a r o z p a t r y w a n e j e s t w k a t e g o r i i z w i k s z e n i a
w y s o k o [c i r ó w n o w a |n e j p ó Bc e t e o r e t y c z n e j .
W e d Bu g t e j t e o r i i , p o s z e r z e n i e s p o w o d o w a n e j e s t g Bó w n i e t r z e m a z j a w i s k a m i , k t ó r e
n a z w a n o : w i e l o d r o |n o [c i p r z e p By w ó w , d y f u z j m o l e k u l a r n i o p o r a m i w p r z e n o s z e n i u m a s y .
1 . W i e l o d r o |n o [ p r z e p By w ó w
Z r ó |n i c o w a n i e z i a r e n w y p e Bn i e n i a p o d w z g l d e m w i e l k o [c i i k s z t a Bt u , o r a z n i e j e d n o r o d n e
i c h u p a k o w a n i e w k o l u m n i e , p o w o d u j e p o w s t a w a n i e k a n a Bó w n a d r o d z e f a z y r u c h o m e j ( r y s . 3 ) .
R y s . 3 . F r a g m e n t w y p e Bn i e n i a k o l u m n y w p o w i k s z e n i u . G r u b y m i l i n i a m i z a z n a c z o n o k a n a By .
( r y s u n e k s c h e m a t y c z n y )
N i e k t ó r e c z s t e c z k i p r ó b k i b d p r z e m i e s z c z a s i s z y b c i e j n a t r a f i a j c n a o t w a r t e d r o g i ( k a n a By ) ;
i n n e b d p r z e m i e s z c z a s i w p o p r z e k k o l u m n y . Z r ó |n i c o w a n i e [r e d n i e j p r d k o [c i p r z e m i e s z c z a n i a s i
c z s t e c z e k u w i d o c z n i s i w r o z m y c i u p a s m a . Z j a w i s k o t o , z w a n e n i e k i e d y d y f u z j w i r o w , s p o w o d o w a n e
j e s t w i e l o d r o |n o [c i p r z e p By w ó w i w n o s i n a s t p u j c y u d z i a B d o w y s o k o [c i p ó Bk i t e o r e t y c z n e j :
( 1 8 )
g d z i e H p - u d z i a B w i e l o d r o |n o [c i p r z e p By w ó w w w y s o k o [c i p ó Bk i , d p - [r e d n i a [r e d n i c a c z s t k i
w y p e Bn i e n i a , » - s t a Ba z a l e |n a o d j a k o [c i u p a k o w a n i a k o l u m n y ( k = 1 ) .
C e l e m z w i k s z e n i a w y d a j n o [c i k o l u m n y n a l e |y s t o s o w a w y p e Bn i e n i e o m a By c h , j e d n a k o w y c h
z i a r n a c h , j e d n o r o d n i e u p a k o w a n e .
2 . D y f u z j a m o l e k u l a r n a
P a s m o u l e g a p o s z e r z e n i u r ó w n i e | w s k u t e k d y f u z j i . Z a s a d n i c z o d y f u z j a z a c h o d z i w o b u f a z a c h ,
a l e d y f u z j a w f a z i e s t a c j o n a r n e j j e s t d o z a n i e d b a n i a . W p By w d y f u z j i w y r a |a s i n a s t p u j c y m w z o r e m :
g d z i e H d - u d z i a B d y f u z j i w w y s o k o [c i p ó Bk i , D r - w s p ó Bc z y n n i k d y f u z j i s u b s t a n c j i w f a z i e r u c h o m e j , ³ -
w s p ó Bc z y n n i k k r t o [c i p o r , k t ó r y u w z g l d n i a z a h a m o w a n i e d y f u z j i p r z e z w y p e Bn i e n i e k o l u m n y ( ³H"0 , 7 ) .
Z a h a m o w a n i e d y f u z j i ( z w i k s z e n i e w y d a j n o [c i k o l u m n y ) o s i g a s i p r z e z u |y c i e m a By c h ,
j e d n a k o w y c h z i a r e n ( w z r o s t k r t o [c i p o r ) i s k r ó c e n i e c z a s u p r z e b y w a n i a p r ó b k i w k o l u m n i e , c z y l i
p r z e z z w i k s z e n i e p r d k o [c i p r z e p By w u f a z y r u c h o m e j . P o n i e w a | w s p ó Bc z y n n i k i d y f u z j i w c i e c z a c h s o k .
1 0 5 r a z y m n i e j s z e , n i | w g a z a c h , d y f u z j a n i e o d g r y w a p r a k t y c z n i e |a d n e j r o l i w p o
s z e r z e n i u p a s m a w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , n a t o m i a s t j e s t w a |n y m c z y n n i k i e m w c h r o m a t o g r a f i i
g a z o w e j .
3 . O p o r y w p r z e n o s z e n i u m a s y
P r z e j [c i e c z s t e c z k i z j e d n e j f a z y d o d r u g i e j , n i e z a l e |n i e o d m e c h n i z m u t e g o p r o c e s u
( a d s o r p c j a , e k s t r a k c j a , w y m i a n a j o n o w a , e k s k l u z j a ) , w y m a g a o k r e [l o n e g o c z a s u .
P r d k o [ m i g r a c j i p a s m a w y r a |a s i n a s t p u j c y m w z o r e m [ p o r . r ó w . ( 1 2 ) ] :
g d z i e v m i g . - p r d k o [ m i g r a c j i p a s m a .
Aa t w o z a u w a |y , |e p r d k o [ f a z y r u c h o m e j z a w s z e p r z e k r a c z a p r d k o [ m i g r a c j i ( t y l k o d l a
s u b s t a n c j i n i e z a t r z y m y w a n e j , d l a k t ó r e j k ' = 0 , v m i g . = v ) . O z n a c z a t o , |e w s e n s i e t e r m o d y n a m i c z n y m
n i g d y r ó w n o w a g a n i e j e s t o s i g a n a . J e [l i p r d k o [ f a z y r u c h o m e j z n a c z n i e p r z e k r o c z y p r d k o [
m i g r a c j i p a s m a , s z a n s n a o s i g n i c i e r ó w n o w a g i d r a s t y c z n i e m a l e j . S t r e f a s t |e n i o w a s u b s t a n c j i w
f a z i e r u c h o m e j w y p r z e d z a p r o f i l r ó w n o w a g o w y . P o d o b n i e p r o f i l s t |e n i o w y p a s m a w f a z i e s t a c j o n a r n e j
w d r u j e w o l n i e j , n i | w d r o w a Bb y a n a l o g i c z n y p r o f i l w s t a n i e r ó w n o w a g i ( r y s . 4 ) . O d c h y l e n i e o d s t a n u
r ó w n o w a g i w z r a s t a z e z w i k s z e n i e m p r d k o [c i f a z y r u c h o m e j .
R y s . 4 . P r o f i l e s t |e n i o w e p a s m a : . . . . . . . w s t a n i e r ó w n o w a g i , - - - - - - - r z e c z y w i s t e .
O p o r y w p r z e n o s z e n i u m a s y p r z e z g r a n i c f a z z a l e | o d z j a w i s k w y s t p u j c y c h w o b u f a z a c h .
D l a f a z y s t a c j o n a r n e j o b o w i z u j e w z ó r :
g d z i e H O - u d z i a B w w y s o k o [c i p ó Bk i o p o r ó w w p r z e n o s z e n i u m a s y w f a z i e s t a c j o n a r n e j , t d - p r z e c i t n y
s
c z a s , j a k i c z s t e c z k a s p d z a w f a z i e s t a c j o n a r n e j m i d z y k o l e j n y m i p r z e n i e s i e n i a m i d o f a z y r u c h o m e j . W
c h r o m a t o g r a f i i a d s o r p c y j n e j : t d = l / k d , g d z i e k d - s t a Ba s z y b k o [c i d e s o r p c j i ; w c h r o m a t o g r a f i i p o d z i a Bo w e j :
t d = d 2 / 2 D s , g d z i e d - g r u b o [ w a r s t e w k i c i e c z y s t a n o w i c e j f a z s t a c j o n a r n , D s - w s p ó Bc z y n n i k d y f u z j i w
f a z i e s t a c j o n a r n e j .
O p o r y w p r z e n o s z e n i u m a s y w f a z i e r u c h o m e j m a j b a r d z i e j s k o m p l i k o w a n y c h a r a k t e r , n i | w
f a z i e s t a c j o n a r n e j . N i e w n i k a j c w s z c z e g ó By t y c h z j a w i s k , p o d a m y w z ó r w p o s t a c i o g ó l n e j :
( 2 2 )
g d z i e H o r - u d z i a B w w y s o k o [c i p ó Bk i o p o r ó w w p r z e n o s z e n i u m a s y w f a z i e r u c h o m e j , É- w s p ó Bc z y n n i k
k o l u m n o w y , z a l e |n y o d s t r u k t u r y u p a k o w a n i a , [r e d n i c y i k s z t a Bt u k o l u m n y .
W y s o k o [ r ó w n o w a |n a p ó Bc e t e o r e t y c z n e j j e s t s u m p o s z c z e g ó l n y c h u d z i a Bó w : H p , H d , H o . s i H o . r
( 2 3 )
Z a u w a |m y , |e w e w z o r z e ( 2 3 ) n i e w y s t p u j e m a s a p r ó b k i . O z n a c z a t o , |e s z e r o k o [ p a s m a n i e
z a l e |y o d i l o [c i w p r o w a d z o n e j s u b s t a n c j i ( o c z y w i [c i e t y l k o w z a k r e s i e t a k i c h w a r t o [c i m a s y p r ó b k i , k t ó r e
s p e Bn i a j w a r u n k i p o w s t a w a n i a p a s m a g a u s s o w s k i e g o ) .
W y d a j n o [ k o l u m n y j e s t t y m w i k s z a , i m m n i e j s z a j e s t [r e d n i c a z i a r e n w y p e Bn i e n i a : w i e l k o [ d p
w y s t p u j e w r ó w n a n i u ( 2 3 ) w p o t d z e p i e r w s z e j i d r u g i e j . T Bu m a c z y t o n i e z w y k l e d u | s p r a w n o [
k o l u m n z w y m u s z o n y m p r z e p By w e m f a z y r u c h o m e j , w k t ó r y c h m o |n a s t o s o w a w y p e Bn i e n i a o m a By c h
[r e d n i c a c h , n i e t r a c c p r z y t y m n a c z a s i e a n a l i z y * .
W s p ó Bc z y n n i k d y f u z j i w f a z i e r u c h o m e j w y w i e r a n i e j e d n o z n a c z n y w p By w n a w y d a j n o [ k o l u m n y :
D r w y s t p u j e w p o t d z e + 1 o r a z - 1 . Z j e d n e j s t r o n y d u |a " d y f u z y j n o [" f a z y r u c h o m e j b d z i e p o w o d o w a
r o z m y c i e p a s m a w s k u t e k d y f u z j i m o l e k u l a r n e j , z d r u g i e j j e d n a k s t r o n y z m n i e j s z s i o p o r y w
p r z e n o s z e n i u m a s y .
* W z w y k By c h k o l u m n a c h d o c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , w k t ó r y c h f a z a r u c h o m a p r z e - p By w a p o d w p By w e m s i By c i |k o [c i ,
s t o s u j e s i w y p e Bn i e n i e o [r e d n i c a c h z i a r e n 7 5 - 6 0 0 u m ; s p r a w n o [ k o l u m n j e s t m a Ba - d o 5 0 p ó Be k t e o r e t y c z n y c h n a 1 m , a
c z a s a n a l i z y r z d u g o d z i n . C i e c z o w a c h r o m a t o g r a f i a k o l u m n o w a z p r z e p By w e m w y m u s z o n y m , w l i t e r a t u r z e a n g l o j z y c z n e j
o z n a c z a n a j e s t s k r ó t e m H P L C ( H i g h P e r f o r m a n c e L i u i d C h r o m a t o g r a p h y l u b H i g h P r e s s u r e L i u i d C h r o m a t o g r a p h y ) , a j e j
p e Bn a p o l s k a n a z w a b r z m i : w y s o k o s p r a w n a c i e c z o w a c h r o m a t o g r a f i a k o l u m n o w a l u b k r ó t k o : c h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a . W
t e j m e t o d z i e [r e d n i c a z i a r e n w y p e Bn i e n i a w y n o s i 1 0 - 5 0 [ i m ; s p r a w n o [ k o l u m n - o k . 1 0 ^ p ó Be k t e o r e t y c z n y c h n a 1 m , a c z a s
a n a l i z y j e s t r z d u m i n u t .
W c h r o m a t o g r a f i i p o d z i a Bo w e j n a l e |y d |y d o s t o s o w a n i a j a k n a j c i e Ds z e j w a r s t w y f a z y
n i e r u c h o m e j ( " d " w p o t d z e 2 ) i c h a r a k t e r y z u j c e j s i d u |y m i w s p ó Bc z y n n i k a m i d y f u z j i .
D l a k o l u m n k a p i l a r n y c h , z w a n y c h t e | o t w a r t y m i , t j . b e z w y p e Bn i e n i a ( c i e n k a w a r s t w a f a z y
n i e r u c h o m e j o s a d z o n a n a [c i a n a c h k o l u m n y ) , w z ó r ( 2 3 ) p r z y j m u j e s z c z e g ó l n i e p r o s t p o s t a , p o n i e w a |
w t y m p r z y p a d k u n i e i s t n i e j e p o t r z e b a w p r o w a d z a n i a e m p i r y c z n y c h w s p ó Bc z y n n i k ó w », ³, É. T a k i e
k o l u m n y c e c h u j s i w y j t k o w d u | l i c z b p ó Be k t e o r e t y c z n y c h . P r z y k Ba d o w o , z t y p o w e j r u r k i
s z k l a n e j ( 1 d o 1 , 5 m ) m o |n a w y c i g n k a p i l a r o d Bu g o [c i o k . 1 5 0 m , c o p o z w a l a u z y s k a k o l u m n
z a w i e r a j c o k . 0 , 5 m i n p ó Be k t e o r e t y c z n y c h .
C e l e m o m ó w i e n i a w p By w u p r d k o [c i f a z y r u c h o m e j n a w y d a j n o [ k o l u m n y , w z ó r ( 2 3 )
p r z e d s t a w i m y w u p r o s z c z o n e j f o r m i e , z n a n e j t e | j a k o e m p i r y c z n e r ó w n a n i e v a n D e e m t e r a :
g d z i e w s p ó Bc z y n n i k i A , B i C r e p r e z e n t u j k o l e j n o z j a w i s k a w i e l o d r o |n o [c i p r z e p By w ó w , d y f u z j i i
o p o r ó w w p r z e n o s z e n i u m a s y . N a r y s . 5 p r z e d s t a w i o n o w y s o k o [ p ó Bk i t e o r e t y c z n e j , j a k o f u n k c j p r d k o [c i
f a z y r u c h o m e j , w r a z z e s k Ba d o w y m i r ó w n a n i a v a n D e e m t e r a . .
R y s . 5 . Z a l e |n o [ w y s o k o [c i r ó w n o w a |n e j p ó Bc e t e o r e t y c z n e j ( H ) o d p r d k o [c i
p r z e p By w u f a z y r u c h o m e j ( v ) . O b j a [n i e n i a : v o p t - p r d k o [ o p t y m a l n a , A , B / v ,
C v - s k Ba d o w e r ó w n a n i a : H = A + B / v + C v
P r z y m a By c h p r d k o [c i a c h f a z y r u c h o m e j , w y d a j n o [ k o l u m n j e s t o g r a n i c z o n a d y f u z j ,
n a t o m i a s t p r o c e s y w y m i a n y m a s y z m n i e j s z a j w y d a j n o [ p r z y d u |y c h p r d k o [c i a c h p r z e p By w u . W
k a |d y m p r o c e s i e c h r o m a t o g r a f o w a n i a i s t n i e j e z a t e m p r d k o [ o p t y m a l n a .
P r d k o [c i o p t y m a l n e w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j s o 4 - 5 r z d ó w m n i e j s z e o d p r d k o [c i
o p t y m a l n y c h w c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j ( j e s t t o w y n i k r ó |n i c y w s p ó Bc z y n n i k ó w d y f u z j i w c i e c z a c h i
g a z a c h ) . W c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j n i g d y n i e p r a c u j e s i p r z y p r d k o [c i a c h o p t y m a l n y c h ,
p o n i e w a | c z a s a n a l i z y b y Bb y z b y t d Bu g i . W z r o s t H z p r d k o [c i j e s t z n a c z n i e w o l n i e j s z y w
c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , n i | w g a z o w e j i s t r a t a w y d a j n o [c i w s k u t e k s t o s o w a n i a w o l n i e j s z y c h
p r z e p By w ó w n i e j e s t d u |a .
W c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j p r d k o [ f a z y r u c h o m e j w k o l u m n a c h z w y p e Bn i e n i e m w y n o s i o k .
2 - 1 5 c m / s , w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j p r d k o [ t a w a h a s i o d 0 , 1 d o 5 c m / s .
Z w i z e k m i d z y z d o l n o [c i r o z d z i e l c z k o l u m n y R S [ z d e f i n i o w a n r ó w n a n i e m ( 1 3 ) ] , a
p a r a m e t r a m i t e r m o d y n a m i c z m y m i p r o c e s u r o z d z i e l a n i a , t a k i m i j a k w s p ó Bc z y n n i k p o d z i a Bu k ' , i
k i n e t y c z n y m i , t a k i m i j a k l i c z b a p ó Be k t e o r e t y c z n y c h N , o t r z y m a B p o r a z p i e r w s z y P u m e l l ( 1 9 6 0 ) .
Z a k Ba d a j c , |e s z e r o k o [c i d w ó c h b a d a n y c h p a s m s s o b i e r ó w n e , w z ó r ( 1 3 ) m o |n a
z a p i s a n a s t p u j c o :
P o d s t a w i a j c d o r ó w . ( 1 3 a ) : i w p r o w a d z a j c n o w w i e l k o [ a , z w a n r e t e n c j
w z g l d n l u b w s p ó Bc z y n n i k i e m r o z d z i e l e n i a , z d e f i n i o w a n w z o r e m ( 2 5 ) :
o t r z y m u j e m y , p o p r z e k s z t a Bc e n i a c h , r ó w n a n i e p o d a n e p r z e z P u r n e l l a :
W g r ó w n a n i a ( 2 6 ) z d o l n o [ r o z d z i e l c z p o p r a w i z w i k s z e n i e l i c z b y p ó Be k t e o r e t y c z n y c h
N . M o |n a t o o s i g n a l b o s t o s u j c d Bu |s z k o l u m n , ( c o w y d Bu |a c z a s a n a l i z y ) a l b o s t a r a j c s i ,
p r z y n i e z m i e n i o n e j d Bu g o [c i k o l u m n y , z m n i e j s z y w y s o k o [ p ó Bk i t e o r e t y c z n e j .
D r u g i w y r a z r ó w n a n i a ( 2 6 ) z w i z a n y j e s t z c z a s e m r e t e n c j i d r u g i e g o s k Ba d n i k a [ p o r . r ó w . ( 1 2 ) ] ,
c z y l i z c z a s e m t r w a n i a c a Bo [c i a n a l i z y .
G d y r e t e n c j a w z g l d n a ±= l , z d o l n o [ r o z d z i e l c z a r ó w n a s i z e r u , n i e z a l e |n i e o d l i c z b y p ó Be k
t e o r e t y c z n y c h w k o l u m n i e . Z d e f i n i c j i r e t e n c j i w z g l d n e j , j a k o s t o s u n k u w s p ó Bc z y n n i k ó w p o d z i a Bu ,
w y n i k a , |e ± o d z w i e r c i e d l a r ó |n i c e w o d d z i a By w a n i u o b u s k Ba d n i k ó w z f a z a m i , i p o |d a n e b y By b y d u |e
w a r t o [c i k 2 ' w s t o s u n k u d o k j 1 , a l e , j a k w s p o m n i a n o , s p o w o l n i Bo b y t o p r o c e s w y m y w a n i a .
D l a z o p t y m a l i z o w a n i a p r o c e s u c h r o m a t o g r a f i c z n e g o z e w z g l d u n a c z a s a n a l i z y , n a l e |y
r o z w a |y l i c z b p ó Be k t e o r e t y c z n y c h p r z y p a d a j c n a j e d n o s t k c z a s u . W t y m c e l u w y g o d n i e j e s t
w p r o w a d z i n o w w i e l k o [, d a n r ó w n a n i e m ( 2 7 ) :
g d z i e N e f - l i c z b a p ó Be k e f e k t y w n y c h . Aa t w o s p r a w d z i , |e r e l a c j a m i d z y w i e l k o [c i a m i N e f i
N , j e s t d a n a n a s t p u j c y m r ó w n a n i e m :
D z i e l c s t r o n a m i r ó w n a n i a ( 2 8 ) i ( 1 2 ) , z u w z g l d n i e n i e m w z o r u ( 1 7 ) , o t r z y m u j e m y w y r a |e n i e
o p i s u j c e l i c z b p ó Be k e f e k t y w n y c h p r z y p a d a j c n a j e d n o s t k c z a s u :
M a k s i m u m f u n k c j i o d p o w i a d a n a j k r ó t s z e m u c z a s o w i a n a l i z y . J a k
w i d a z w y k r e s u p r z e d s t a w i o n e g o n a r y s . 6 , t e g o t y p u f u n k c j a p r z e c h o d z i p r z e z
m a k s i m u m p r z y w a r t o [c i a r g u m e n t u r ó w n e j 2 . P o n i e w a | m a k s i m u m j e s t s t o s u n k o w o
s z e r o k i e , p r z y j m u j e s i , |e o p t y m a l n w a r t o [c i p o j e m n o [c i o w e g o w s p ó Bc z y n n i k a
p o d z i a Bu k ' , z p u n k t u w i d z e n i a c z a s u t r w a n i a a n a l i z y , j e s t l i c z b a w g r a n i c a c h o d 1 , 5 d o 4 .
R y s . 6 . W y k r e s f u n k c j i
D o b o r u f a z : s t a c j o n a r n e j i r u c h o m e j , n a j o d p o w i e d n i e j s z y c h d o r o z d z i e l a n i a d a n e j p r ó b k i ,
d o k o n u j e s i n a p o d s t a w i e e m p i r y c z n i e u s t a l o n y c h r e g u B, n i e c o o d m i e n n y c h w r ó |n y c h r o d z a j a c h
c h r o m a t o g r a f i i . D o t e g o c e l u p o m o c n e s t a b e l e w Ba s n o [c i n o [n i k ó w , s z e r e g ó w e l u o t r o p o w y c h
r o z p u s z c z a l n i k ó w i t p . T a b e l e t a k i e m o |n a z n a l e z w p o r a d n i k a c h i k a l e n d a r z a c h c h e m i c z n y c h
o r a z w l i t e r a t u r z e f a c h o w e j . N a p r z y k Ba d w c y t o w a n e j m o n o g r a f i i [ 1 ] , z a m i e s z c z o n o t a b e l e :
" P r z y k Ba d y z e s t a w i e D f a z s t a c j o n a r n y c h i r u c h o m y c h " , " O g ó l n y s c h e m a t w y b o r u f a z y r u c h o m e j i
n i e r u c h o m e j w z a l e |n o [c i o d r o d z a j u c h r o m a t o g r a f o w a n e j s u b s t a n c j i " , " C h a r a k t e r y s t y k a w y b r a -
n y c h c i e k By c h f a z s t a c j o n a r n y c h " , " C h a r a k t e r y s t y k a w y b r a n y c h n o [n i k ó w c i e k By c h f a z s t a c j o n a r -
n y c h " , i t p .
N i e k i e d y w y k o r z y s t u j e s i c h r o m a t o g r a f i b i b u Bo w i c i e n k o w a r s t w o w j a k o t e c h n i k i
" z w i a d o w c z e " w s t o s u n k u d o c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j i g a z o w e j .
I I I . A P A R A T U R A I Z A S T O S O W A N I A
1 . C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a
R y s u n e k 7 p r z e d s t a w i a s c h e m a t t y p o w e g o c h r o m a t o g r a f u g a z o w e g o .
R y s . 7 . S c h e m a t b u d o w y c h r o m a t o g r a f u g a z o w e g o .
Z b u t l i c i [n i e n i o w e j , f a z a r u c h o m a , k t ó r n a j c z [c i e j j e s t a z o t l u b a r g o n , p By n i e p r z e z
r e g u l a t o r i m i e r n i k p r z e p By w u d o d o z o w n i k a , a n a s t p n i e p r z e z k o l u m n i d e t e k t o r , d o a t m o s f e r y .
D o z o w n i k , k o l u m n a i d e t e k t o r s t e r m o s t a t o w a n e n i e z a l e |n i e o d s i e b i e . C i e k B l u b g a z o w
p r ó b k w p r o w a d z a s i d o u k Ba d u p r z e b i j a j c i g B s t r z y k a w k i m e m b r a n d o z o w n i k a ; r z a d z i e j
s t o s o w a n e s w t y m c e l u z a w o r y d o z u j c e . W d o z o w n i k u p r ó b k a o d p a r o w u j e i d a l s z d r o g
o d b y w a w r a z z e s t r u m i e n i e m g a z u n o [n e g o .
S p o [r ó d w i e l u d e t e k t o r ó w s t o s o w a n y c h w c h r o m a t o g r a f a c h g a z o w y c h , j a k o n a j w a |-
n i e j s z e n a l e |y w y m i e n i : d e t e k t o r c i e p l n o - p r z e w o d n o [c i o w y ( z w a n y k a t a r o m e t r e m ) , p Bo m i e n i o -
w o - j o n i z a c y j n y , p Bo m i e n i o w o - f o t o m e t r y c z n y , f o t o j o n i z a c y j n y , c h e m i l u m i n e s c e n c y j n y , t e r m o j o n o -
w y , d e t e k t o r w y c h w y t u e l e k t r o n ó w , d e t e k t o r e m i s j i a t o m o w e j .
C z u j n i k k a t a r o m e t r u ( r y s . 8 a ) , o m y w a n y g a z e m n o [n y m w y p By w a j c y m z k o l u m n y ,
s t a n o w i j e d n o z r a m i o n o t w a r t e g o m o s t k a W h e a t s t o n e ' a . N a m a t e r i a B c z u j n i k a n a d a j s i t a k i e
m e t a l e ( n p . p l a t y n a , s t o p p l a t y n y z i r y d e m ) , l u b p ó Bp r z e w o d n i k i ( t e r m i s t o r y ) , k t ó r y c h o p ó r
e l e k t r y c z n y s i l n i e z a l e |y o d t e m p e r a t u r y . T e n t y p d e t e k t o r a m u s i b y t e r m o s t a t o w a n y z
d o k Ba d n o [c i c o n a j m n i e j 0 , 1 ° C . J e [l i z k o l u m n y w y p By w a t y l k o g a z n o [n y , t o w a r u n k i
o d p r o w a d z a n i a c i e p Ba z c z u j n i k a s u s t a l o n e , i , t e m p e r a t u r a , a t y m s a m y m o p ó r e l e k t r y c z n y
c z u j n i k a , n i e u l e g a z m i a n i e . P r z e w o d n i c t w o c i e p l n e g a z u z m i e n i s i , g d y w e l u a c i e p o j a w i s i
p a r a s u b s t a n c j i c h r o m a t o g r a f o w a n e j . C z u j n i k o s i g n i e w ó w c z a s n o w t e m p e r a t u r r ó w n o -
w a g o w , w y n i k a j c z e z m i e n i o n y c h w a r u n k ó w o d p r o w a d z a n i a c i e p Ba , a n o w e j t e m p e r a t u r z e
b d z i e o d p o w i a d a B i n n y o p ó r c z u j n i k a . R e j e s t r u j c o p ó r c z u j n i k a j a k o f u n k c j c z a s u , o t r z y m u j e
s i c h r o m a t o g r a m .
P a l n i k w o d o r o w y , u m i e s z c z o n y m i d z y d w i e m a e l e k t r o d a m i ( n i e k i e d y o b u d o w a p a l n i k a
w y k o r z y s t y w a n a j e s t j a k o j e d n a z e l e k t r o d ) , s t a n o w i i s t o t n e s k Ba d n i k i d e t e k t o r a p l o m i e n i o w o -
j o n i z a c y j n e g o ( r y s . 8 b ) . " W y c i e k " z k o l u m n y , w o d ó r i s p r |o n e p o w i e t r z e , m i e s z a n e s i s p a l a n e
w t a k i c h w a r u n k a c h , b y w p Bo m i e n i u p o w s t a w a By j o n y . M i e r z o n y m s y g n a Be m j e s t p r d j o n o w y ,
k t ó r e g o w a r t o [ z a l e |y o d s k Ba d u s p a l a n e g o g a z u .
R y s . 8 . S c h e m a t y : a ) d e t e k t o r a p r z e w o d n i c t w a c i e p l n e g o ( k a t a r o m e t r u ) ,
b ) d e t e k t o r a p Bo m i e n i o w o - j o n i z a c y j n e g o .
J e [l i p r ó b k a z a w i e r a z w i z k i z n a c z n i e r ó |n i c e s i t e m p e r a t u r a m i w r z e n i a , a k o l u m n a
p r a c u j e w w a r u n k a c h i z o t e r m i c z n y c h , w ó w c z a s p i e r w s z e p o j a w i a j c e s i p a s m o j e s t w z g l d n i e
w s k i e , a k o Dc o w e p a s m a - b a r d z o s z e r o k i e ( r y s . 9 a ) . W y n i k a j s t d t r u d n o [c i w o z n a c z e n i a c h
i l o [c i o w y c h , p o n i e w a | p a s m a p o c z t k o w e m o g b y n i e c a Bk o w i c i e r o z d z i e l o n e , a w d o d a t k u c z a s
a n a l i z y j e s t d Bu g i . W t a k i c h p r z y p a d k a c h s t o s u j e s i t z w . p r o g r a m o w a n i e t e m p e r a t u r y
k o l u m n y .
W t y p o w y c h a p a r a t a c h i s t n i e j e m o |l i w o [ z a p r o g r a m o w a n i a s e k w e n c j i k i l k u l i n i o w y c h
o d c i n k ó w n a r o s t u t e m p e r a t u r y , z z a d a w a n y m w s p ó Bc z y n n i k i e m s z y b k o [c i z m i a n . N a p r z y k Ba d ,
p r z e d s t a w i o n y n a r y s . 9 b p r o g r a m z m i a n y t e m p e r a t u r y , s k Ba d a s i z t r z e c h o d c i n k ó w , z k t ó r y c h
p i e r w s z y i t r z e c i s o s t a Be j , a l e r ó |n e j t e m p e r a t u r z e . P o s t p u j c w t e n s p o s ó b , m o |n a d o b r a
n i s k p o c z t k o w t e m p e r a t u r , o d p o w i e d n i d o r o z d z i e l e n i a n i s k o w r z c y c h s k Ba d n i k ó w , a
k o Dc o w t e m p e r a t u r - d o s t a t e c z n i e w y s o k , a b y m o |n a b y Bo w y e l u o w a w s z y s t k i e s k Ba d n i k i
p r ó b k i w r a c j o n a l n y m c z a s i e .
R y s . 9 . C h r o m a t o g r a m m i e s z a n i n y w y k o n a n y :
a ) w w a r u n k a c h i z o t e r m i c z n y c h ( t e m p . 6 0 ° C ) ,
b ) w w a r u n k a c h p r o g r a m o w a n i a t e m p e r a t u r y w e d Bu g p o d a n e g o s c h e m a t u ( w g [ 1 ] )
C h r o m a t o g r a f i a g a z o w a z n a j d u j e z a s t o s o w a n i e d o r o z d z i e l a n i a z w i z k ó w o s t o s u n k o w o
n i s k i m c i |a r z e c z s t e c z k o w y m ( d o o k . 5 0 0 ) . O g r a n i c z e n i e w y n i k a z k o n i e c z n o [c i o d p a r o w a n i a
z w i z k u b e z s p o w o d o w a n i a j e g o r o z k Ba d u . P r z y j m u j c t e n w a r u n e k j a k o k r y t e r i u m , l i c z b z w i -
z k ó w m o |l i w y c h d o o z n a c z e n i a t m e t o d s z a c u j e s i n a o k . 1 5 0 0 0 0 . W r z e c z y w i s t o [c i l i c z b a t a
j e s t w i k s z a , p o n i e w a | w r a c h u n k u n i e u w z g l d n i o n o t a k i c h m o |l i w o [c i c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j ,
j a k r o z d z i e l a n i e m i e s z a n i n i z o t o p o w y c h c z y L - i D - e n a n c j o m e r ó w z w i z k ó w o p t y c z n i e c z y n n y c h .
C z a s r e t e n c j i b y w a w y k o r z y s t y w a n y d o i d e n t y f i k a c j i z w i z k ó w , a l e d a j e t o d o b r e w y n i k i
t y l k o w o b r b i e s z e r e g ó w h o m o l o g i c z n y c h . A n a l i z j a k o [c i o w w y k o n u j e s i s p r z g a j c
c h r o m a t o g r a f g a z o w y z i n n y m a p a r a t e m , n a j c z [c i e j z e s p e k t r o m e t r e m m a s o w y m . N a l e |y
j e d n a k p o d k r e [l i , |e d o t e g o c e l u n a d a j e s i k a |d y , w y s t a r c z a j c o c z u By a p a r a t a n a l i t y c z n y , p o
p r z y s t o s o w a n i u g o d o p o m i a r u p r ó b e k g a z o w y c h .
2 . C h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a .
W y s o k o s p r a w n a c i e c z o w a c h r o m a t o g r a f i a k o l u m n o w a z o s t a Ba u p o w s z e c h n i o n a w
p o Bo w i e l a t s i e d e m d z i e s i t y c h i o d t e g o c z a s u s k u t e c z n i e k o n k u r u j e z e s t a r s z n i e c o ( 1 9 5 2 r . )
c h r o m a t o g r a f i g a z o w p o d w z g l d e m z d o l n o [c i r o z d z i e l c z e j i c z a s u a n a l i z y , z a c h o w u j c p r z y
t y m z a l e t y k l a s y c z n e j c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , a m i a n o w i c i e , m o |l i w o [ r o z d z i e l a n i a z w i z k ó w o
d u |y m c i |a r z e c z s t e c z k o w y m ( d o o k . 5 0 0 0 ) , n i e l o t n y c h l u b u l e g a j c y c h d e g r a d a c j i p o d
w p By w e m t e m p e r a t u r y o r a z m o |l i w o [ o p t y m a l n e g o d o b r a n i a f a z y r u c h o m e j .
W c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j o d d z i a By w a n i a s k Ba d n i k ó w p r ó b k i z f a z r u c h o m ( g a z e m
n o [n y m ) p r a k t y c z n i e n i e z a l e | o d r o d z a j u g a z u i d l a t e g o s e l e k t y w n o [ u k Ba d u m o |n a p o l e p s z y
z m i e n i a j c j e d y n i e f a z s t a c j o n a r n . N a t o m i a s t , w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , f a z a r u c h o m a
o d g r y w a n a w e t w i k s z r o l , n i | f a z a s t a c j o n a r n a . Z n a j d u j e t o w y r a z w k o n s t r u k c j i c h r o m a t o -
g r a f u c i e c z o w e g o ( r y s . 1 0 ) . T y p o w y a p a r a t z a w i e r a b o w i e m c o n a j m n i e j d w a z b i o r n i k i z r o z p u s z -
c z a l n i k a m i ( e l u e n t a m i ) i p o s i a d a m o |l i w o [ p r o g r a m o w a n i a s k Ba d u f a z y r u c h o m e j .
R y s . 1 0 . S c h e m a t b u d o w y c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e g o
S k Ba d f a z y r u c h o m e j m o |e b y j e d n a k o w y p o d c z a s c a Be g o p r o c e s u r o z d z i e l a n i a ( e l u c j a
i z o k r a t y c z n a ) l u b z m i e n n y ( e l u c j a g r a d i e n t o w a , r y s . 1 1 ) . N a j p r o s t s z y s p o s ó b z m i a n y s k Ba d u
f a z y r u c h o m e j p o l e g a n a s t o p n i o w y m z w i k s z a n i u i l o [c i j e d n e g o r o z p u s z c z a l n i k a ( n p . p o l a r n e g o )
- w d r u g i m ( n i e p o l a r n y m ) .
P o m p a ( l u b z e s t a w p o m p ) w y t w a r z a w y s o k i e c i [n i e n i e , z a z w y c z a j 5 d o 1 5 M P a ,
n i e z b d n e d o p r z e t Ba c z a n i a f a z y r u c h o m e j p r z e z k o l u m n i d e t e k t o r . P o |d a n e j e s t , a b y k o l u m n a i
d e t e k t o r b y By t e r m o s t a t o w a n e , p o n i e w a | z m n i e j s z a t o p o z i o m s z u m u w s y g n a l e .
R y s . 1 1 . C h r o m a t o g r a m m i e s z a n i n y :
a ) e l u c j a i z o k r a t y c z n a , b ) e l u c j a g r a d i e n t o w a .
L i n i e p r z e r y w a n e o b r a z u j p o l a r n o [ f a z y r u c h o m e j ( w g [ 1 ] )
J a k o n a j w a |n i e j s z e d e t e k t o r y , s t o s o w a n e w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j , n a l e |y w y m i e n i :
d e t e k t o r r e f r a k t o m e t r y c z n y , a b s o r p c j i p r o m i e n i o w a n i a U V , f l u o r e s c e n c y j n y i d e t e k t o r y e l e k t r o -
c h e m i c z n e ( k u l o m e t r y c z n e i p o l a r o g r a f i c z n e * ) .
{a d e n s p o [r ó d d e t e k t o r ó w d o t y c h c z a s w y p r ó b o w a n y c h w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j n i e
d o r ó w n u j e p o d w z g l d e m u n i w e r s a l n o [c i - k a t a r o m e t r o w i , a p o d w z g l d e m c z u Bo [c i - d e t e k t o r o w i
p Bo m i e n i o w o - j o n i z a c y j n e m u . N a p r z y k Ba d , r e f r a k t o m e t r r ó |n i c o w y - n a j b a r d z i e j u n i w e r s a l n y z
w y m i e n i o n y c h - j e s t d e t e k t o r e m [r e d n i o c z u By m , a s t o s o w a n y p r z y e l u c j i g r a d i e n t o w e j - z a w o d z i
c a Bk o w i c i e . P o z o s t a Be w y m i e n i o n e d e t e k t o r y , n i e s u n i w e r s a l n e .
P r z y k o r z y s t a n i u z e z j a w i s k a a b s o r p c j i p r o m i e n i o w a n i a U V , n a j k o r z y s t n i e j j e s t m i e r z y
c a Be w i d m o j a k o f u n k c j c z a s u , c o j e s t m o |l i w e p r z y u |y c i u d e t e k t o r ó w t y p u d i o d e - a r r a y * * .
R e j e s t r o w a n y t m e t o d c h r o m a t o g r a m j e s t o c z y w i [c i e w y k r e s e m p r z e s t r z e n n y m , k t ó r e g o
p r z e k r o j e w z d Bu | l i n i i j e d n a k o w e j d Bu g o [c i f a l i , d a j c h r o m a t o g r a m y w s e n s i e t a k i m , j a k p r z e d -
s t a w i o n y n a r y s . 2 .
T y p o w f a z s t a c j o n a r n s t a n o w i a d s o r b e n t y ; n a j c z [c i e j j e s t n i m o d y f i k o w a n y |e l
k r z e m i o n k o w y , r z a d z i e j t l e n e k g l i n u . C h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a j e s t w i c c h r o m a t o g r a f i
a d s o r p c y j n , c o j e s t z r o z u m i a Be , p o n i e w a | r e a l i z o w a n i e e k s t r a k c y j n e g o m e c h a n i z m u p o d z i a Bu
w y m a g a Bo b y u t r z y m y w a n i a w a r s t e w k i c i e c z y n a n o [n i k u , w s t r u m i e n i u i n n e j c i e c z y , w d o d a t k u
p o r u s z a j c e j s i p o d z w i k s z o n y m c i [n i e n i e m .
* Z a s t o s o w a n i e p o l a r o g r a f i i d o d e t e k c j i c h r o m a t o g r a f i c z n e j j e s t z a s Bu g p o l s k i e g o u c z o n e g o ,
p r o f . W . K e m u l i .
* * T e r m i n " d i o d e - a r r a y " j e s z c z e n i e m a o f i c j a l n e g o o d p o w i e d n i k a w j z y k u p o l s k i m .
J e s t t o r o d z a j o b w o d u s c a l o n e g o , k t ó r e g o z a s a d n i c z c z [ s t a n o w i g s t o u p a k o w a n y z e s t a w
f o t o d i o d ( o k . 4 0 0 d i o d n a o d c i n k u o d Bu g o [c i o k . 2 0 m m ; w s z y s t k i e d i o d y p r a c u j r ó w n o c z e [n i e ,
p r z y c z y m k a |d a d i o d a " o b s Bu g u j e " i n n d Bu g o [ f a l i ) .
3 . C h r o m a t o g r a f i a f l u i d a l n a
C h r o m a t o g r a f i a f l u i d a l n a j e s t z n a n a o d 1 9 6 2 r , a n a s z e r s z s k a l s t o s o w a n a j e s t o d l a t
8 0 - t y c h . W t y m r o d z a j u c h r o m a t o g r a f i i , f a z a r u c h o m a j e s t s u b s t a n c j w s t a n i e n a d k r y t y c z n y m
( f l u i d a l n y m ) , c z y l i m a w Ba s n o [c i p o [r e d n i e m i d z y g a z e m i c i e c z .
N a j c z [c i e j s t o s o w a n f l u i d a l n f a z r u c h o m j e s t d w u t l e n e k w g l a , d l a k t ó r e g o w s p ó B-
r z d n e p u n k t u k r y t y c z n e g o w y n o s z : T = 3 1 ° C , P = 7 , 2 9 M P a , a g s t o [ w p u n k c i e k r y t y c z n y m
j e s t r ó w n a 0 , 4 4 8 g / c m 3 .
S c h e m a t b l o k o w y c h r o m a t o g r a f u f l u i d a l n e g o j e s t p o d o b n y d o s c h e m a t ó w p o d a n y c h n a
r y s . 7 i 1 0 , p o n i e w a |, z a l e |n i e o d p o t r z e b y , p r z e w a |a j w n i m c e c h y c h r o m a t o g r a f u g a z o w e g o
l u b c i e c z o w e g o . I s t o t n y m e l e m e n t e m k o n s t r u k c y j n y m j e s t t z w . r e s t r y k t o r , z a k Ba d a n y n a w y l o t
f a z y r u c h o m e j , i s Bu |c y d o u t r z y m a n i a w k o l u m n i e w a r u n k ó w n a d k r y t y c z n y c h ( n a j p r o s t s z y m
r e s t r y k t o r e m j e s t k a p i l a r a o [r e d n i c y 5 d o 1 5 f x m ) .
S z c z e g ó l n e z n a c z e n i e c h r o m a t o g r a f i i f l u i d a l n e j w y n i k a z f a k t u , |e i s t n i e j z w i z k i
( z a l i c z a s i d o n i c h w i e l e l e k a r s t w , p e s t y c y d ó w ) , k t ó r e s z a m a Bo l o t n e , j a k n a w y m o g i
c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j , a w c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j n i e m o g b y w y k r y t e z p o w o d u
n i e w y s t a r c z a j c e j c z u Bo [c i d e t e k t o r ó w . W p r z y p a d k u t a k i c h z w i z k ó w , r o z w i z a n i e m p r o b l e m u j e s t
c h r o m a t o g r a f i a f l u i d a l n a , w k t ó r e j r o z d z i a B m o |n a p r z e p r o w a d z i , j a k w a p a r a c i e c i e c z o w y m , a
d e t e k c j - j a k w g a z o w y m .
4 . C h r o m a t o g r a f i a j o n o w y m i e n n a
C h r o m a t o g r a f i a j o n o w y m i e n n a , z r a c j i s t a n u s k u p i e n i a f a z y r u c h o m e j , z a l i c z a s i d o
c h r o m a t o g r a f i i c i e c z o w e j . F a z a m i s t a c j o n a r n y m i s w y m i e n i a c z e j o n o w e , k t ó r y c h g r u p y j o n o w e ,
t a k i e j a k s u l f o n o w e , k a r b o k s y l o w e , a m o n i o w e , z w i z a n e s z |e l e m , l u b z p o l i m e r e m . Aa d u n k i
t y c h g r u p r ó w n o w a |o n e s p r z e z j o n y p r z e c i w n e g o z n a k u ( p r z e c i w j o n y ) , p o c h o d z c e z p r ó b k i l u b
z e l e k t r o l i t u s t a n o w i c e g o s k Ba d n i k f a z y r u c h o m e j . F a z a r u c h o m a j e s t z w y k l e w o d n y m r o z t w o r e m
b u f o r u o r ó |n y m p H i o r ó |n e j s i l e j o n o w e j .
G d y s t |e n i e p r z e c i w j o n ó w w f a z i e r u c h o m e j j e s t z a d u |e , t o j o n y p r ó b k i z a s Ba b o
o d d z i a Bu j z g r u p a m i j o n o w y m i f a z y s t a c j o n a r n e j , i w r e z u l t a c i e s Ba b o s z a t r z y m y w a n e . W t y m
r o d z a j u c h r o m a t o g r a f i i , p r o g r a m o w a n i e s i By j o n o w e j , p e Bn i w i c p o d o b n r o l , j a k p r o g r a m o -
w a n i e t e m p e r a t u r y w c h r o m a t o g r a f i i g a z o w e j , c z y p o l a r n o [c i e l u e n t u w c h r o m a t o g r a f i i H P L C .
C h r o m a t o g r a f i a j o n o w y m i e n n a z n a j d u j e z a s t o s o w a n i e d o r o z d z i e l a n i a z w i z k ó w
d y s o c j u j c y c h , o b u d o w i e j o n o w e j , l u b o b d a r z o n y c h d u |y m m o m e n t e m d i p o l o w y m . M o |n a t u
w y m i e n i n a s t p u j c e g r u p y z w i z k ó w : a m i n o k w a s y , n i e k t ó r e w i t a m i n y , w g l o w o d a n y , b a r w n i k i .
W w y m i e n i o n y c h r o d z a j a c h c h r o m a t o g r a f i i , z a r ó w n o w y s o k o [ p i k u , j a k i j e g o p o w i e r z -
c h n i a , s p r o p r o c j o n a l n e d o s t |e n i a , c o m o |n a w y k o r z y s t a d o p r z e p r o w a d z e n i a a n a l i z y
i l o [c i o w e j . Z a z w y c z a j w y k o n u j e s i j m e t o d d o d a w a n i a w z o r c a l u b m e t o d k r z y w e j
k a l i b r a c y j n e j , p o s t p u j c a n a l o g i c z n i e , j a k w e w s z y s t k i c h m e t o d a c h a n a l i t y c z n y c h , w k t ó r y c h
s y g n a B j e s t l i n i o w o z a l e |n y o d s t |e n i a .
P r a w i d Bo w o w y k o n a n y c h r o m a t o g r a m z a w i e r a w s z a k |e i n f o r m a c j e o w s z y s t k i c h s k Ba d n i -
k a c h p r ó b k i , c o s t a n o w i p o d s t a w t z w . m e t o d y n o r m a l i z a c j i w e w n t r z n e j . P o l e g a o n a n a
z s u m o w a n i u p o w i e r z c h n i w s z y s t k i c h p a s m i o b l i c z e n i u p r o c e n t o w e j z a w a r t o [c i d a n e g o s k Ba d n i k a .
M e t o d t m o |n a s t o s o w a , g d y o d p o w i e d z d e t e k t o r a n a p o s z c z e g ó l n e s k Ba d n i k i p r ó b k i z a l e |y
t y l k o o d i c h s t |e n i a , a n i e o d r o d z a j u .
B I B L I O G R A F I A
1 . Z . W i t k i e w i c z , P o d s t a w y c h r o m a t o g r a f i i , W N T , W a r s z a w a , 1 9 9 2
O p r a c o w a Ba : M .
R a d o m s k a
2 0 . C H R O M A T O G R A F I A G A Z O W A
W y k o n a n i e w i c z e n i a
Z a d a n i e : M e t o d d o d a w a n i a w z o r c a o z n a c z y z a w a r t o [ j e d n e g o z e s k Ba d n i k ó w m i e s z a n i n y
w g l o w o d o r ó w . Z i d e n t y f i k o w a t e n s k Ba d n i k w i e d z c , |e c z a s y r e t e n c j i a n a l i z o w a n y c h
w g l o w o d o r ó w u k Ba d a j s i w k o l e j n o [c i i c h t e m p e r a t u r w r z e n i a .
O d c z y n n i k i : h e k s a n ( 6 9 ° C ) , b e n z e n ( 8 0 , l ° C ) , t o l u e n ( 1 1 0 , 6 ° C ) , o - k s y l e n ( 1 4 4 , 5 ° C ) ; ( w
n a w i a s a c h p o d a n o t e m p e r a t u r y w r z e n i a ) ;
A p a r a t u r a : c h r o m a t o g r a f g a z o w y G C H F 1 8 . 3 .
W y k o n a n i e :
1 . P o p r o s i p r o w a d z c e g o o w Bc z e n i e c h r o m a t o g r a f u . P o s Bu g u j c s i i n s t r u k c j o b s Bu g i
c h r o m a t o g r a f u * , u s t a w i n a s t p u j c e p a r a m e t r y p r a c y p r z y r z d u :
c i [n i e n i e g a z u n o [n e g o : 1 , 5 a t m
t e m p e r a t u r a k o l u m n y : 1 0 0 ° C
t e m p e r a t u r a d o z o w n i k a : 1 8 0 ° C ( r e g u l a t o r t e m p . w p o Bo |e n i u " 9 " )
t e m p e r a t u r a w y l o t u k o l u m n y : 1 7 0 ° C ( r e g u l a t o r t e m p . w p o Bo |e n i u " 9 " ) .
2 . W y k o n a c h r o m a t o g r a m i z o t e r m i c z n y a n a l i z o w a n e j p r ó b k i p r z y c z u Bo [c i d e t e k t o r a " 8 " , w s t r z y k u j c 1 0
µ l p r ó b k i . J e [l i c z u Bo [ b y Ba n i e o d p o w i e d n i a , n a l e |y j o d p o w i e d n i o z m i e n i i p o w t ó r z y c h r o m a t o g r a m .
E w e n t u a l n i e , m o |n a z m i e n i o b j t o [ p r ó b k i .
2 . U z g o d n i z p r o w a d z c y m w y k o n a n i e c h r o m a t o g r a m u z p r o g r a m o w a n i e m t e m p e r a t u r y .
U s t a w i n a s t p u j c e p a r a m e t r y p r a c y p r z y r z d u :
t e m p e r a t u r a s t a r t u : 6 0 C
t e m p e r a t u r a k o Dc o w a : 1 2 0 C
s z y b k o [ n a r o s t u t e m p e r a t u r y : 1 2 / m i n .
P o z o s t a Be p a r a m e t r y p o z o s t a w i t a k i e , j a k p r z y p r a c y i z o t e r m i c z n e j .
Z a r e j e s t r o w a c h r o m a t o g r a m p r ó b k i .
4 . Z m i e s z a 0 , 5 m l b a d a n e j p r ó b k i i 0 , 5 m l o t r z y m a n e g o w z o r c a .
Z m i e r z y c h r o m a t o g r a m p r ó b k i z w z o r c e m w t a k i c h s a m y c h w a r u n k a c h p r a c y p r z y r z d u , j a k i e
s t o s o w a n o p o d c z a s p o m i a r u p r ó b k i w p . 3 .
O p r a c o w a n i e w y n i k ó w :
Z i d e n t y f i k o w a o t r z y m a n y d o a n a l i z y w z o r z e c , w i e d z c , |e c z a s y r e t e n c j i s k Ba d n i k ó w
m i e s z a n i n y u k Ba d a j s i w k o l e j n o [c i i c h t e m p e r a t u r w r z e n i a . N a c h r o m a t o g r a m a c h p r ó b k i i p r ó b k i z
w z o r c e m , w y k o n a n y c h w w a r u n k a c h p r o g r a m o w a n i a t e m p e r a t u r y , o d n a l e z p a s m a o d p o w i a d a j c e
a n a l i z o w a n e m u s k Ba d n i k o w i . W y z n a c z y p o w i e r z c h n i t y c h p a s m , p r z y b l i |a j c j e t r ó j k t a m i .
W y p r o w a d z i w z ó r , k t ó r y p o z w o l i z t y c h d a n y c h o b l i c z y z a w a r t o [ o z n a c z a n e g o s k Ba d n i k a
w p r ó b c e ( w p r o c e n t a c h o b j t o [c i o w y c h ) .
D o s p r a w o z d a n i a w p i s a w y n i k o b l i c z e D i d o Bc z y c h r o m a t o g r a m y .
* I n s t r u k c j a o b s Bu g i z n a j d u j e s i w w y p o s a |e n i u s z a f k i .
3 0 . C H R O M A T O G R A F I A C I E C Z O W A
W y k o n a n i e w i c z e n i a
Z a d a n i e : Z i d e n t y f i k o w a s k Ba d n i k i p r ó b k i n a p o d s t a w i e c z a s ó w r e t e n c j i w z o r c ó w . W y z n a c z y l i c z b
p ó Be k t e o r e t y c z n y c h k o l u m n y .
O d c z y n n i k i : r o z t w o r y w z o r c o w e w i e l o p i e r [c i e n i o w y c h w g l o w o d o r ó w a r o m a t y c z n y c h ( W W A ) w m i e s z a n i n i e
h e k s a n - d i o k s a n ( 9 : 1 ) , k t ó r a s t a n o w i f a z r u c h o m
A p a r a t u r a : c h r o m a t o g r a f c i e c z o w y K B 5 1 0 1
W y k o n a n i e :
1 . P o p r o s i p r o w a d z c e g o o w Bc z e n i e c h r o m a t o g r a f u . P o s Bu g u j c s i i n s t r u k c j o b s Bu g i c h r o m a t o g r a f i i * ,
z m i e r z y p r d k o [ f a z y r u c h o m e j . P o w i n n a o n a w y n o s i o k . 0 , 5 m l / m i n .
J e [l i w a r t o [ z m i e r z o n a r ó |n i s i w i c e j , n i | 2 0 % o d p o d a n e j , p o p r o s i p r a c o w n i k a o
d o k o n a n i e k o r e k t y p r a c y p r z y r z d u .
2 . Z m i e r z y c h r o m a t o g r a m y p i c i u r o z t w o r ó w w z o r c o w y c h , z n a j d u j c y c h s i w w y p o s a |e n i u s z a f k i , o r a z
a n a l i z o w a n e j p r ó b k i .
R o z t w o r y w z o r c ó w w s t r z y k i w a w i l o [c i 2 µ l , a p r ó b k i - 4 µ l
P o c z t k o w c z u Bo [ d e t e k t o r a u s t a w i n a w a r t o [ " 0 , 1 6 " ; e w e n t u a l n i e j z m i e n i , j e [l i o k a |e s i
n i e o d p o w i e d n i a .
O p r a c o w a n i e w y n i k ó w :
W y z n a c z y c z a s y r e t e n c j i w z o r c ó w i s k Ba d n i k ó w p r ó b k i a n a l i z o w a n e j . N a t e j p o d s t a w i e z i d e n t y f i k o w a
s k Ba d n i k i p r ó b k i .
O b l i c z y l i c z b p ó Be k t e o r e t y c z n y c h k o l u m n y .
D o s p r a w o z d a n i a w p i s a w y n i k o b l i c z e D i d o Bc z y c h r o m a t o g r a m y .
* I n s t r u k c j a o b s Bu g i z n a j d u j e s i w w y p o s a |e n i u s z a f k i .
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