Elválasztástechnikai Kutató és Oktató Laboratórium

Az előadások a következő témára: "Elválasztástechnikai Kutató és Oktató Laboratórium"— Előadás másolata:

1 Elválasztástechnikai Kutató és Oktató Laboratórium
GC alapjai Bemutatkozás

2 Kromatográfiás módszerek csoportosítása
gáz folyadék gáz/szilárd gáz/folyadék töltetes kapilláris folyadék/szilárd folyadék/folyadék (megoszlási) oszlop planáris normál fázisú fordított fázisú ioncserélő méret kizárásos affinitás ionpár

3 A gázkromatográf felépítése
Gas Purifiers Injection Port Regulators Detector PC The main components of a gas chromatograph are shown above. The next page reviews the definitions for these components. Column Carrier Hydrogen Air Gas

4 HP 5890

5 Agilent 7890

6 Carrier Injection Column Gas Port Column Integrator Detector Data
Fűtött egységek Heated to Vaporize Sample Heated to Control Separation Carrier Gas Injection Port Column Column Integrator Detector The GC requires at least three, distinct heated zones. Each zone is heated independently and for different reasons. The injection port is heated in order to vaporize the sample. Remember, the sample must be in the vapor state in order to be introduced to the column and to travel through the column. The column is heated to control the separation. Column temperature will prove to be one of the most powerful tools in adjusting the chromatography. The detector is heated simply to keep it clean. The detector temperature should be maintained above the column temperature at all times in order to prevent the sample components from condensing in the detector. Data System Heated to Keep Clean

7 Gázkromatográfiás oszlpok
Töltetes Kapilláris Porous Layer Open Tubular (PLOT) Wall Coated Open Tubular (WCOT) WCOT (narrow) WCOT (wide) Megabore <1 ng/csúcs 1 ng/csúcs 10 ng/csúcs 100 ng/csúcs Mintakapacitás 5-90 1-40 1-20 10-90 Nyomásesés (psi) 1-15 4-30 10-60 Áramlási sebesség (ml/min.) 0.530 2-4 I.D. (mm) 5-100 0.5-10 Hossz (méter) Kapilláris Töltetes

8 Milyen a jó oszlophossz?
 R L  t L  R

9 Kapilláris oszlop

10 A gáz-szilárd kromatográfia álló fázisai
Szervetlen adszorbensek: Aktív szenek Al2O3 (alumina) Szilikagél Molekula sziták (Molecular sieve 5A, Linde 13X stb.) Szerves adszorbensek: Sztirol-divinil-benzol kopolimer különböző típusai Például: Chromosorb sorozat, Porapak Q

11 A gáz-folyadék kromatográfia állófázisai
Szerkezet Néhány gyártó cég márka jelzése Alkalmazhatóság hőmérséklet tartománya (C) HP-1, SPB-1, RTX-1, DB-1, CP-Si5CB, OV-1 -60 – 320 HP-5, SPB 5, RTX-5, DB-5, CP-Sil8CB, OV-5 20 – 280 HP 20M, Carbowax 20M, Supelcowax 10, CP-WAX52CB, RTXWax 20 – 250 SP 2330 RTX 2330 D23 40 – 230 Poli-dimetil-sziloxán (PDMS) Poli-fenil-metil-sziloxán Poli-etilénglikol (PEG) Ciano-propil-sziloxán

12 Az állófázis szelektivitása
C11 4-chlorophenol 1-decylamine C13 methyl caprate C14 acenaphthylene 1-dodecanol C15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5% phenyl methyl silicone (e.g. DB-5) 50 % phenyl methyl silicone (e.g. DB-17) Structure of acenaphthylene:

13 A hőmérséklet hatása a retenciós időre

14 Szelektivitás a hőmérséklet függvényében

15 HŐMÉRSÉKLET-PROGRAMOZÁS
Csúcsszélesedés oszlop: 80cm x 2mm ID, Carbosieve B 80/100, 200°C izoterm A HŐMÉRSÉKLET-PROGRAMOZÁS segít 1 – metán 2 – acetilén 3 – etilén 4 – etán 5 – metil-acetilén 6 – propilén 7 – propán

16 k, Dg és uopt hőmérsékletfüggése hélium vivőgáz esetén
T (C) k Dg (cm2/s) uopt cm/s 100 250 0,100 20,9 125 0,112 23,3 150 64 0,125 26,0 175 32 0,138 28,8 200 16 0,152 31,6 225 8 0,166 34,6 4 0,181 34,7 275 2 0,196 40,8 300 1 0,212 43,8

17 Elméleti tányérmagasság: Lineáris áramlási sebesség:
q a szemcsék közötti holt térre jellemző állandó Dg a komponens diffúziós állandója a mobil fázisban k retenciós tényező df az állófázis filmvastagsága Df a komponens diffúziós állandója az állófázisban

18 Egy oszlop doboza

19 A gázkromatográfiában mindig GÁZ!
Mozgófázis A gázkromatográfiában mindig GÁZ!

20 Mozgófázis Average Linear Velocity (cm/sec) HETP (mm) 1.2 1.0 .8 .6 .4
10 20 30 40 50 60 70 80 90 N He H 2 Nitrogen (58 cm/sec) Helium Hydrogen R = 1.17 R = 1.37

21 Helium lineáris áramlási sebessége a hőmérséklet függvényében
Hőmérséklet / °C Holtidő / min Vivőgáz lineáris áramlási sebessége / cms-1 40 1,62 30,86 50 1,65 30,30 60 1,69 29,58 80 1,78 28,09 100 1,82 27,47 120 1,89 26,45 150 1,99 25,12 200 2,15 23,25 250 2,27 22,03

22 A helium holtidő változása a hőmérséklet függvényében

23 A leggyakoribb vivőgázok belső súrlódásának hőmérsékletfüggése
T (C)  (poise) Hidrogén Hélium Nitrogén 100 96 228 219 200 120 267 256 300 139 278 320 400 155 330 408 η viszkozitás T hőmérséklet (K) Tb a gáz forráspontja (K)

24 Módszergyorsítás ↓L Rövidebb oszlop ↓k gyorsabb hő program
vékonyabb állófázis ↑ u>uopt … HETP>HETPmin Az optimálisnál nagyobb áramlási sebesség ↑u Qs oszlopra juttatható anyagmennyiség df filmvastagság dc oszlop belső átmérő H2 vivőgáz Kisebb átmérőjű oszlop (a változatlan felbontáshoz)

25 Gyors gázkromatográfia

26 Heart cutting működése

27 Heart cutting bemutatása valódi mintán

28 GC x GC

29 Hogyan működik a GC x GC?

30 GC x GC-s (kerozin) 2D kromatogram