Úvod do plynové chromatografie a jak to funguje

Plynová chromatografie (GC) je analytická technika používaná k oddělení a analýze vzorků, které mohou být odpařeny bez tepelný rozklad. Někdy je plynová chromatografie známá jako plynová kapalinová chromatografie (GLPC) nebo plynná chromatografie (VPC). Technicky je GPLC nejsprávnějším pojmem, protože separace složek v tomto typu chromatografie závisí na rozdílech v chování mezi tekoucím mobilem plynná fáze a stacionární kapalná fáze.

Přístroj provádějící plynovou chromatografii se nazývá a plynový chromatograf. Výsledný graf, který ukazuje data, se nazývá a plynový chromatogram.

GC se používá jako jeden test k identifikaci složek kapalné směsi a ke stanovení jejich relativní koncentrace. Může být také použit k oddělení a čištění složek a směs. K určení lze navíc použít plynovou chromatografii tlak páry, teplo roztoku a koeficienty aktivity. Odvětví jej často používají ke sledování procesů k testování kontaminace nebo k zajištění toho, aby proces probíhal podle plánu. Chromatografie může testovat alkohol v krvi, čistotu léčiva, čistotu potravin a kvalitu éterického oleje. GC lze použít na organické nebo anorganické analyty, ale vzorek musí

Nejprve se připraví tekutý vzorek. Vzorek je smíchán s rozpouštědlo a vstřikuje se do plynového chromatografu. Velikost vzorku je obvykle malá - v rozsahu mikrolitrů. Ačkoli vzorek začíná jako kapalina, je to je odpařen do plynné fáze. Chromatografem protéká také inertní nosný plyn. Tento plyn by neměl reagovat se žádnými složkami směsi. Běžné nosné plyny zahrnují argon, helium a někdy vodík. Vzorek a nosný plyn se zahřívají a vstupují do dlouhé zkumavky, která je obvykle stočena, aby byla velikost chromatografu zvládnutelná. Trubice může být otevřená (nazývaná trubkovitá nebo kapilární) nebo může být naplněna rozděleným inertním nosným materiálem (náplňová kolona). Trubka je dlouhá, aby umožnila lepší oddělení součástí. Na konci zkumavky je detektor, který zaznamenává množství vzorku, které ho zasáhlo. V některých případech může být vzorek odebrán také na konci kolony. Signály z detektoru se používají k vytvoření grafu, chromatogramu, který ukazuje množství vzorku, které dosáhne detektor na ose y a obecně jak rychle dosáhl detektoru na ose x (v závislosti na tom, co přesně detektor detekuje). Chromatogram ukazuje řadu píků. Velikost píku je přímo úměrná množství každé složky, i když ji nelze použít ke kvantifikaci počtu molekul ve vzorku. První pík je obvykle z inertního nosného plynu a další pík je rozpouštědlo použité pro výrobu vzorku. Následující píky představují sloučeniny ve směsi. Aby bylo možné identifikovat píky na plynovém chromatogramu, je třeba graf porovnat s chromatogramem ze standardní (známé) směsi, aby se zjistilo, kde se píky vyskytují.

V tomto bodě se možná budete ptát, proč se složky směsi oddělují, zatímco jsou tlačeny podél trubice. Vnitřek zkumavky je potažen tenkou vrstvou kapaliny (stacionární fáze). Plyn nebo pára uvnitř trubice (plynná fáze) se pohybuje rychleji než molekuly, které interagují s kapalnou fází. Sloučeniny, které lépe reagují s plynnou fází, mají tendenci mít nižší body varu (jsou těkavé) a nízké molekulové hmotnosti, zatímco sloučeniny, které dávají přednost stacionární fázi, mají tendenci mít vyšší teploty varu nebo jsou těžší. Mezi další faktory, které ovlivňují rychlost, se kterou sloučenina postupuje dolů ve sloupci (nazývá se eluční doba), patří polarita a teplota kolony. Protože teplota je tak důležitá, obvykle se reguluje do desítek stupňů a je vybírána na základě bodu varu směsi.

Existuje mnoho různých typů detektorů, které lze použít k vytvoření chromatogramu. Obecně mohou být kategorizovány jako neselektivní, což znamená, že reagují na všechny sloučeniny kromě nosného plynu, selektivní, které reagují na řadu sloučenin se společnými vlastnostmi, a charakteristický, které reagují pouze na určitou sloučeninu. Různé detektory používají zvláštní podpůrné plyny a mají různé stupně citlivosti. Některé běžné typy detektorů zahrnují:

Když se podpůrný plyn nazývá "doplňovací plyn", znamená to, že se plyn používá k minimalizaci rozšíření pásma. Například pro FID, plynný dusík (N₂) se často používá. V uživatelské příručce, která doprovází plynový chromatograf, jsou nastíněny plyny, které lze v něm použít, a další podrobnosti.

• Pavia, Donald L., Gary M. Lampman, George S. Kritz, Randall G. Engel (2006). Úvod do organických laboratorních technik (4. vydání). Thomson Brooks / Cole. str. 797–817.
• Grob, Robert L.; Barry, Eugene F. (2004). Moderní praxe plynové chromatografie (4. vydání). John Wiley a synové.
• Harris, Daniel C. (1999). "24. Plynová chromatografie". Kvantitativní chemická analýza (Páté vydání). W. H. Freeman and Company. str. 675–712. ISBN 0-7167-2881-8.
• Higson, S. (2004). Analytická chemie. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850289-0