Elválasztás-technika alkalmazása nélkül nincs modern kémiai analízis!

Az előadások a következő témára: "Elválasztás-technika alkalmazása nélkül nincs modern kémiai analízis!"— Előadás másolata:

1 Elválasztás-technika alkalmazása nélkül nincs modern kémiai analízis!
Az analitikai vizsgáló folyamatban a komponensek érzékelése az anyagi sajátságaik megjelenítésén, leképzésén keresztül történik. A komponensek minőségi és mennyiségi analíziséhez mátrixhatás mentes jelképzés szükséges. Az anyagi sajátságok zavarás mentes leképzéséhez a minta összetevőit el kell különíteni egymástól. Elválasztás-technika alkalmazása nélkül nincs modern kémiai analízis!

2 ELVÁLASZTÁS-TECHNIKA
Funkciója: Anyagi halmazok összetevőinek elkülönítése. Csoportosítás: I. Heterogén fázisok elválasztása - Szűrés (szuszpenziók, porok, stb.) - Ülepítés ill. dekantálás (csapadékok) - Centrifugálás (szuszpenziók, emulziók, stb.) - Flotálás (pelyhes csapadékok) - Kristályosítás - Csapadékképzés - Gázmentesítés, stb. II. Elválasztási műveletek Fázisegyensúlyi Megoszlási egyensúlyon műveletek alapuló műveletek - Desztilláció Abszorpció - deszorpció - Retifikáció Adszorpció - deszorpció - Dializis, stb Extrakció - Kromatográfia, stb.

3 KROMATOGRÁFIA Az elválasztás alapja: A komponensek anyagmennyiségeinek heterogén fázisrendszeri megoszlása. Egymással nem elegyedő fázisrendszerben a fázisok molekuláival kölcsönhatást létesítő komponensek a NERST-féle megoszlási törvény alapján anyagmennyisé- güket a fázisok között megosztják. Fázisrendszeri megoszlás Egyensúlyi állapotban: k’i és Ki = állandó. k’i – az i-edik komponens kapacitási tényezője, Ki – az i-edik komponens megoszlási hányadosa, VM – az M fázis térfogata (dm3), VS – az S fázis térfogata (dm3), n- anyagmennyiség (mol), c – koncentráció (mol/dm3)

4 Megoszló komponens vándorlása dinamikus
érintkezésű fázisrendszerben

5 A megoszló komponens fázisrendszerbeli, a vándorlást
kísérő koncentráció változása A megoszló komponens anyagmennyisége a fázisrendszerben történő vándorlása során az állófázis felületén „a lánctalp mozgásához hasonlóan” sodródik. A kromatográfia alapegyenlete

6 ,

7

8 de Vault egyenlet VR – bruttó retenciós térfogat (ml)
V0 – holt térfogat (ml) F – mozgófázis térfogatárama (ml/s) tR – retenciós idő (s) t0 – holt idő (s) Állandó sebességű mozgófá- zis áramlási sebeség esetén: VR ill. tR azt a mozgófázis térfogatot ill. időt jelenti, amely a megoszló kompo- nens fázisrendszeren való áthaladásához szükséges.

9 A de Vault egyenlet levezetése az impulzus megmaradás törvénye alapján
A mozgófázis áramlásának irányában a teljes anyagmennyiség (n) vándor- lási sebessége: uR. A mozgófázis se- bessége: u0. A megoszló komponens mozgófázisbeli anyagmennyisége (nM) a mozgófázissal együtt végez mozgást. Sebessége a mozgófáziséval megegyező (u0). Az állófázison lévő anyagmennyiség az áramlás irányában (z) nem vándorol, sebessége zérus. Az áramlás irányában az impulzus megmaradás törvénye szerint:

10 R – retenciós index A retenciós idő (tR) a kromatográfiás csúcs maximumának helyét határozza meg.

11 A kromatogram és a kromatográfiás csúcs
A kromatográfiás elválasztás során a komponensek megoszlási sajátságait (k’, R) képezzük le a koncentrációk tér- vagy időbeli változásának érzékelésén keresztül. A kromatográfiás berendezés jelként kromatogramot képez, melynek hasznos jele a kromatográfiás csúcs. A kromatográfiás csúcs tartalmazza a minőségi és mennyiségi analitikai információt. Jel: Kromatogram Hasznos jel: Kr. csúcs Minőségi anal. inf.: tR, VR Mennyiségi anal. Inf: Csúcsterület

12 Kromatográfiás elválasztás folyamata
Két komponensű minta (A, B) elválasztása:

13 Sávszélesedés A megoszló komponens anyagmennyiségének koncentráció eloszlását vissza- tükröző kromatográfiás csúcs az elválasztás folyamán deformálódik.

14 Elméleti tányérszám és tányérmagasság
H – tányérmagasság, N – elméleti tányérszám, L – oszlophossz.

15 Sávszélesedés mechanizmusai
Mechanizmusok Folyadék-kromatográfia Gázkromatográfia a - áramlási egyenetlenség, b – longitudinális diffúzió, c – anyagátadási gátlás (M), d - anyagátadási gátlás (S).

16 Csúcsfelbontás (Kromatográfiás csúcsok megkülönböztethetősége)

17 Csúcsok elkülönülése a felbontás függvényében
Elválasztási kritérium: