Qual è il vantaggio della programmazione della temperatura nella gascromatografia

Le regolazioni del profilo di temperatura durante la gascromatografia modificano la velocità di rampa dei componenti della miscela, consentendo la rapida eluizione del componente desiderato. Durante la separazione di una miscela con componenti sconosciuti mediante gascromatografia, viene utilizzato un programma di temperatura generico nello studio del comportamento di ritenzione dei componenti. La gascromatografia è una tecnica di separazione analitica utilizzata nella separazione di una miscela di composti volatili. Diversi fattori come i punti di ebollizione, il peso molecolare e la polarità relativa dei componenti della miscela, la lunghezza della colonna e le quantità di materiali iniettati sono responsabili della separazione della miscela.

Aree chiave coperte

1. Cos'è la gascromatografia
     - Definizione, principio, applicazioni
2. Qual è il vantaggio della programmazione della temperatura nella gascromatografia
     - Influenza della programmazione della temperatura sulla separazione

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

Cos'è la gascromatografia

La gascromatografia è un metodo di separazione per componenti volatili di una miscela che utilizza la distribuzione differenziale tra una fase mobile gassosa e una fase stazionaria liquida. La fase mobile è un gas inerte come argon, elio o idrogeno. La fase stazionaria liquida ricopre il lato interno della colonna come uno strato sottile nella gascromatografia.

I componenti volatili si muovono attraverso la fase stazionaria insieme alla fase stazionaria. La separazione delle molecole all'interno di una miscela dipende da diversi fattori:

• Punti di ebollizione dei componenti nella miscela - I componenti con bassi punti di ebollizione eluiscono rapidamente.
• Peso molecolare dei componenti nella miscela - I componenti con pesi molecolari più bassi eluiscono rapidamente.
• Polarità relativa dei componenti rispetto alla polarità della fase stazionaria - I composti polari interagiscono maggiormente con la fase stazionaria e eluiscono lentamente.
• Temperatura della colonna - Temperature della colonna più alte eluiscono tutti i componenti più velocemente dalla colonna.
• Lunghezza della colonna - Lunghezze maggiori della colonna aumentano il tempo di eluizione. Ma dà una separazione adeguata.
• Quantità di materiali iniettati - quantità maggiori di un particolare componente aumentano il tempo di eluizione.

La strumentazione della gascromatografia è mostrata in Figura 1.

Figura 1: gascromatografia

Un rivelatore viene utilizzato nell'identificazione dei componenti separati della miscela rispetto al tempo e produce un cromatogramma. Ciascun picco del cromatogramma rappresenta un particolare tipo di componente nella miscela. In un insieme definito di condizioni, il tempo di eluizione di un particolare composto è una costante. Quindi, i composti del cromatogramma possono essere identificati in base al tempo di eluizione (misura qualitativa). La dimensione del picco rappresenta la quantità di quel particolare componente (misura quantitativa).

Qual è il vantaggio della programmazione della temperatura nella gascromatografia

La gascromatografia utilizza due metodi nel controllo della temperatura; funzionamento isotermico e programmazione della temperatura.

Funzionamento isotermico

Durante il funzionamento isotermico, la colonna funziona a temperatura costante durante tutto il processo. La temperatura al punto medio del campo di ebollizione viene utilizzata come temperatura isotermica. Ci sono svantaggi in questo metodo quando il campione contiene composti pesanti con pesi molecolari più elevati e punti di ebollizione più elevati. Questi svantaggi includono:

• Scarsa risoluzione di componenti più leggeri a temperature più elevate
• Vette ampie per i composti che eluiscono più tardi
• Effetto di riporto delle componenti più pesanti o picchi fantasma a causa della decomposizione
• Tempi di esecuzione più lunghi
• Minore produttività del campione

Programmazione della temperatura

Durante la modalità di programmazione della temperatura, la temperatura della colonna aumenta continuamente a una velocità predominante. La velocità di rampa o il tasso di eluizione sono proporzionali alla temperatura della colonna. All'inizio utilizza temperature più basse che danno una maggiore risoluzione di composti più leggeri. Con l'aumentare della temperatura, aumenta anche il tasso di rampa dei composti più pesanti. Questo dà picchi più acuti per composti più pesanti. I vantaggi della programmazione della temperatura sono elencati di seguito.

1. Alta risoluzione di composti più leggeri
2. Picchi affilati per composti più pesanti
3. Tempi di esecuzione ridotti
4. Minore riporto
5. Maggiore produttività del campione
6. Intervallo di applicazione esteso da una singola colonna

Conclusione

La gascromatografia è un metodo analitico per separare i composti volatili da una miscela. Separa i composti principalmente in base al punto di ebollizione e al peso molecolare. La programmazione della temperatura consente una maggiore risoluzione di composti più leggeri e picchi affilati per composti più pesanti, riducendo i tempi di lungo periodo generati da composti più pesanti.

Riferimento:

1. "Controllo della temperatura della colonna gascromatografica". Lab-Training.com, 29 dicembre 2015, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Schema Gcms" di K. Murray (Kkmurray) - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia