Въведение в газовата хроматография и как работи

Газовата хроматография (GC) е аналитична техника, използвана за разделяне и анализ на проби, които могат да бъдат изпарени без термично разлагане. Понякога газовата хроматография е известна като газо-течна преградна хроматография (GLPC) или парофазна хроматография (VPC). Технически, GPLC е най-правилният термин, тъй като разделянето на компонентите в този тип хроматография разчита на различията в поведението между течаща мобилна газова фаза и стационарен течна фаза.

Инструментът, който извършва газова хроматография, се нарича a газов хроматограф. Получената графика, която показва данните, се нарича a газова хроматограма.

GC се използва като един тест, който помага да се идентифицират компоненти на течна смес и да се определи относителната им концентрация. Той може също да се използва за разделяне и пречистване на компонентите на a смес. Освен това може да се използва газова хроматография за определяне налягане на парата, топлина на разтвора и коефициенти на активност. Индустриите често го използват за наблюдение на процесите, за да тестват за замърсяване или да гарантират, че процесът протича по план. Хроматографията може да тества кръвен алкохол, чистота на наркотиците, чистота на храната и качеството на етеричното масло. GC може да се използва за органични или неорганични аналити, но пробата трябва

Първо се приготвя течна проба. Пробата се смесва с разтворител и се инжектира в газовия хроматограф. Обикновено размерът на пробата е малък - в диапазона на микролитрите. Въпреки че пробата започва като течност, тя се изпарява в газовата фаза. През хроматографа също протича инертен газ-носител. Този газ не трябва да реагира с никакви компоненти на сместа. Общите газове-носители включват аргон, хелий и понякога водород. Пробата и носещият газ се нагряват и влизат в дълга тръба, която обикновено се навива, за да поддържа размера на хроматографа управляем. Тръбата може да бъде отворена (наречена тръбна или капилярна) или запълнена с разделен инертен поддържащ материал (опакована колона). Тръбата е дълга, за да позволи по-добро разделяне на компонентите. В края на епруветката се намира детекторът, който записва количеството на пробата, която я удря. В някои случаи пробата може да бъде възстановена и в края на колоната. Сигналите от детектора се използват за получаване на графика, хроматограма, която показва количеството на пробата, достигащо до детектор на оста y и като цяло колко бързо е стигнал до детектора по оста x (в зависимост от това какво точно е детекторът разпознава). Хроматограмата показва серия от пикове. Размерът на пиковете е пряко пропорционален на количеството на всеки компонент, въпреки че не може да се използва за количествено определяне на броя на молекулите в пробата. Обикновено първият пик е от инертен газ-носител, а следващият пик е разтворителят, използван за направата на пробата. Следващите пикове представляват съединения в смес. За да се идентифицират пиковете на газова хроматограма, графиката трябва да се сравни с хроматограма от стандартна (известна) смес, за да се види къде се появяват пиковете.

В този момент може би се чудите защо компонентите на сместа се разделят, докато се избутват по протежение на тръбата. Вътрешността на тръбата е покрита с тънък слой течност (стационарната фаза). Газ или пари във вътрешността на тръбата (парна фаза) се движат по-бързо, отколкото молекулите, които взаимодействат с течната фаза. Съединенията, които взаимодействат по-добре с газовата фаза, имат тенденция да имат по-ниски точки на кипене (са летливи) и ниски молекулни тегла, докато съединенията, които предпочитат неподвижната фаза са склонни да имат по-високи точки на кипене или са по-тежък. Други фактори, които влияят върху скоростта, с която съединението прогресира надолу по колоната (наречено време на елуиране), включват полярността и температурата на колоната. Тъй като температурата е толкова важна, тя обикновено се контролира в рамките на десети градус и се избира въз основа на точката на кипене на сместа.

Има много различни видове детектори, които могат да се използват за създаване на хроматограма. Като цяло те могат да бъдат категоризирани като неселективни, което означава, че реагират на всички съединения с изключение на носещия газ, селективен, които реагират на редица съединения с общи свойства, и специфичен, които отговарят само на определено съединение. Различните детектори използват специфични поддържащи газове и имат различна степен на чувствителност. Някои често срещани видове детектори включват:

Когато носещият газ се нарича "долива газ", това означава, че газът се използва за минимизиране на разширяването на лентата. За FID, например, азотен газ (N₂) често се използва. Ръководството за потребителя, което придружава газов хроматограф, очертава газовете, които могат да бъдат използвани в него, и други подробности.

• Павия, Доналд Л., Гари М. Лампман, Джордж С. Криц, Рандал Г. Енгел (2006). Въведение в органичните лабораторни техники (4-то изд.). Thomson Brooks / Cole. стр. 797–817.
• Grob, Robert L.; Бари, Юджийн Ф. (2004). Съвременна практика на газовата хроматография (4-то изд.). John Wiley & Sons.
• Харис, Даниел С. (1999). "24. Газова хроматография “. Количествен химичен анализ (Пето издание). W. H. Фрийман и компания. стр. 675–712. ISBN 0-7167-2881-8.
• Хигсон, С. (2004). Аналитична химия. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850289-0