Gázkromatográfia Mozgófázis: (vivő)gáz Állófázis: folyadék, szilárd Gázkromatográfiás fázisrendszerben a megoszlási hányadost a komponens illékonysága határozza meg. Kolonnák csoportosítása Minél kisebb a komponens molekulatömege, annál illékonyabb. kapilláris töltetes Gázkromatográfiásan csak illékony komponenseket lehet elválasztani (M  500 g/mol).

A vivőgáz kompresszibilitása D’arcy - törvény Bo – az oszlop permeabilitása  - a vivőgáz viszkozitása M - szabad keresztmetszeti tényező u – vivőgáz sebessége p – vivőgáz nyomása Az elválasztási körülményeken (pbe <10 bar, t < 500 oC) érvényesnek tekinthető az ideális gáztörvény: pV=nRT.

A vivőgáz nyomás- és sebességváltozása James-Martin-féle kompresszibilitási tényező

Retenciós térfogatok VR – bruttó retenciós térfogat V’R – redukált retenciós térfogat VN – nettó retenciós térfogat Vg – fajlagos retenciós térfogat Hab – szorpciós hőmennyiség

Gázkromatográfiás oszlopok Csoprotosítás: szorpciós folyamatok jellege alapján Adszorpciós ill. megoszlásos kolonnák Állófázis: szilárd folyadék (PLOT) (WCOT v. SCOT) Kolonna tipus: kapilláris töltetes kapilláris töltetes Belső átmérő: < 1 mm 2-6 mm < 1 mm 2-6 mm Oszlophossz: 20-200 m 0.5-5 m 20-200 m 0.5-5 m Szemcseméret: 1-50 m 0.1-0.3 mm - 0.1-0.3 mm Filmvastagság: - - 0.01-5 m 5-20 m Hordozók: diatomaföld, üveg, aktívszén

Megosztófolyadékok Szkvalán: M = 423 g/mol: apoláros: alkalmazás: alacsony forráspontú vegyületek OV-101: Poli-dimetil-sziloxán OV-17: Poli-difenil-dimeil-sziloxán SP-2300: Polietilén-glikol OV-275: Poli-dicianoallil- sziloxán

Kováts-index Izoterm elválasztás Gradiens elválasztás Homológ sorú vegyületek retenciója a szénatom-szám logaritmikus függvénye. Izoterm elválasztás VN,n – n szénatom számú alkán retenciós térfogata VN,i – az i-edik komponens retenciós Gradiens elválasztás  - eluciós hőmérséklet

A Kováts-index tulajdonságai 1. I / CH2 = 100, 2. IRR (R-Y-R) és IR’R’ (R’-Y-R’) indexekből R-Y-R’ vegyület indexe: IRR’ meghatározható. IRR’ = (IRR + IR’R’) / 2 3. Ha a molekulán belül nincs intramolekuláris hidrogén híd és sztérikus gátlás akkor az index inkrementum összegként származtatható: I = Ij. 4. Egy apoláris vegyület bármelyik poláris állófázisra ill. egy poláris ve- gyület bármelyik apoláris állófázisra vonatkozó indexei közel azonosak. 5. Az állandó meredekségű gradiens elválasztás  eluciós hőmérsékletű komponens Kováts-indexe a T=0.92 oC izoterm elválasztás indexével közel azonos.

Állófázis polaritás McReynolds-Rohrschneider-féle jellemzése Az F-állófázis szkvalánhoz viszonyitott Kováts-index különbsége CP – kolonna polaritás x’ - Ibenzol (aromás és alkén vegyületek diszperziós kölcsönhatása) y’ - I1-butanol (alkoholok, nitrilek, savak, nitro-vegyületek, alkil-kloridok elektron akceptor sajátság kölcsönhatása) z’ - I2- pentanon (aldehidek, ketonok, éterek, észterek, epoxidok, dimetil-amino- származékok elektron donor sajátság kölcsönhatásai) u’ - I1-nitropropán (nitro- és nitril-vegyületek sajátságai) s’ - Ipiridin (aromás bázisok kölcsönhatásai)

Polaritások és McReynolds-állandók Állófázis t (oC) x’ y’ z’ u’ s’ I CP Szkvalán 20/150 OV-101 50/350 17 57 45 67 43 229 4.63 OV-17 0 /325 119 158 162 243 202 884 17.9 Poly A 103 70/275 115 331 149 263 214 1072 21.7 OV-210 0 /275 146 238 358 468 310 1520 30.8 SP-2300 25/275 316 495 446 637 530 2424 49.1 OV-275 25/250 781 1006 885 1177 1089 4938 100 Referencia vegyületek szkvalánra vonatkozó mért Kováts-indexei Benzol : 653, 1-butanol: 590, 2-pentanon: 627, 1-nitro-propán: 652, piridin: 699.

Gázkromatográf felépítése

SHIMADZU GC-14 B Gázkromatográf

GC 14 B kemencetér aktív szénnel töltött kolonnával

A hőmérséklet elválasztásra gyakorolt hatása

Injektor

Hővezető-képességi (TCD) detektor Univerzális detektor Érzékenység: kb. 0.5 ppm

Lángionizációs (FID) detektor Univerzális detektor Érzékenység: 10-12 – 10-14 mol/sec, kb. 1000-szer érzékenyebb, mint a TCD -Termoinonos (TED) det. (Rb, Cs), kb. N-tartalmú vegyületekre kb. 50-szer ill. P-tartalúak esetében kb. 500-szor érzékenyebb, min az FID. Lánfotometriás (FPD) det. (S, P), müködési elv: SxOy (396 nm) ill. PxOy (526 nm) termolumineszceniája alapján. Fotoionizációs (PID) det., nagy energiájú UV sugárzással történő ionizálás.

Elektronbefogásos (ECD) detektor Érzékenység: 10-13 – 10-15 mol/sec