Come funziona la gascromatografia

La gascromatografia è una tecnica di separazione analitica utilizzata nella separazione e nell'analisi dei campioni. La separazione avviene tra una fase mobile del gas e una fase stazionaria liquida. Il campione utilizzato nella gascromatografia deve essere in grado di vaporizzare senza decomposizione termica. Il campione di preoccupazione viene miscelato con la fase mobile e iniettato nel gascromatografo. Dopo la vaporizzazione per riscaldamento, il campione entra nella colonna con una fase stazionaria liquida. Alla fine della colonna, i rivelatori producono un cromatogramma identificando i composti che avanzano lungo la colonna.

Aree chiave coperte

1. Cos'è la gascromatografia
      - Definizione, principio, applicazioni
2. Come funziona la gascromatografia
     - Processo di gascromatografia

Termini chiave: punto di ebollizione, rivelatore, gascromatografia, fase mobile, fase stazionaria

Cos'è la gascromatografia

La gascromatografia è una tecnica utilizzata nella separazione di una miscela di composti volatili in base alla loro mobilità attraverso una fase stazionaria. Utilizza una fase mobile a gas e una fase stazionaria liquida. La fase mobile può essere gas inerti come argon, elio o idrogeno. Un sottile strato di fase stazionaria liquida ricopre il lato interno della colonna utilizzata nella gascromatografia. La gascromatografia viene utilizzata principalmente per l'analisi qualitativa e quantitativa delle molecole all'interno di una miscela.

Come funziona la gascromatografia

La miscela campione deve essere in grado di vaporizzare in gascromatografia per spostarsi insieme alla fase mobile gassosa. Le molecole della miscela interagiscono con la fase stazionaria all'interno della colonna. Le molecole con meno interazioni con la fase stazionaria si muovono più velocemente attraverso di essa mentre le molecole con maggiore interazione con la fase stazionaria si muovono più lentamente attraverso di essa. Generalmente, la fase mobile è inerte e non è polare. I composti aventi punti di ebollizione bassi e pesi molecolari bassi interagiscono maggiormente con la fase mobile gassosa. I composti che hanno alti punti di ebollizione e alti pesi molecolari interagiscono maggiormente con la fase stazionaria liquida. La strumentazione della gascromatografia è mostrata in Figura 1.

Figura 1: gascromatografia

La polarità e la temperatura della colonna sono gli altri fattori responsabili della mobilità relativa delle molecole attraverso la colonna. Se la polarità dei composti nella miscela è elevata, tendono a rimanere nella fase stazionaria. Quindi, i composti non polari escono prima dalla colonna. Se la temperatura della colonna è elevata, la vaporizzazione dei composti nella miscela avviene più velocemente; quindi, escono rapidamente dalla colonna.

Il gascromatografo utilizza diversi tipi di rivelatori come spettrometria di massa, rivelatore a ionizzazione di fiamma, rilevatore di conduttività termica, rilevatore di cattura di elettroni, ecc. Il rivelatore all'estremità della colonna identifica le molecole che escono dalla colonna e produce un cromatogramma rispetto a il tempo impiegato per l'eluizione, il processo di rimozione di un materiale adsorbito (adsorbato) da un assorbente con un liquido.

Quando un particolare tipo di componente della miscela esce dalla colonna, viene mostrato come un picco nel cromatogramma. Il tempo impiegato per l'eluizione di un particolare componente viene utilizzato per identificare il componente in un insieme definito di condizioni.

La dimensione del picco è direttamente proporzionale alla quantità di quel particolare composto presente nel campione. Il primo picco è dovuto al gas di trasporto interno, che esce prima dalla colonna. Il solvente utilizzato nella preparazione del campione eluisce in secondo luogo.

Conclusione

La gascromatografia è una tecnica analitica utilizzata nella separazione di una miscela di composti volatili. Utilizza una fase mobile gassosa e una fase stazionaria liquida. I composti più semplici e più inerti escono rapidamente dalla colonna mentre i composti più pesanti e polari richiedono un po 'di tempo per l'eluizione.

Riferimento:

1. "Gas cromatografia". Chimica LibreTexts, Libretexts, 21 luglio 2016, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Gas cromatografo vettoriale" di Offnfopt - Opera propria creata utilizzando File: Gas chromatograph.png come riferimento. (Dominio pubblico) via Commons Wikimedia