Gas cromatografia

Funzionamento di separazione dei componenti all'interno di una colonna in CG. Fonte: Gabriel Bolívar

Cos'è la gascromatografia?

IL gas cromatografia (CG) è una tecnica analitica strumentale che serve a separare e analizzare i componenti di una miscela. È anche noto come cromatografia di partizione gas-liquid, che è più appropriato fare riferimento a questa tecnica.

In numerosi campi scientifici, è uno strumento indispensabile negli studi di laboratorio, poiché è una versione microscopica di una torre di distillazione, in grado di generare risultati di alta qualità.

Come suggerisce il nome, usa gas nello sviluppo delle sue funzioni. Più esattamente, sono la fase mobile che trascina i componenti della miscela.

Questo gas di trasporto, che nella maggior parte dei casi è elio, viaggia all'interno di una colonna cromatografica, mentre allo stesso tempo finiscono per separare tutti i componenti.

Altri gas di trasporto utilizzati a questo scopo sono azoto, idrogeno, argon e metano.

La selezione dipenderà dall'analisi e dal rivelatore accoppiati al sistema. In chimica organica, uno dei principali rilevatori è lo spettrofotometro di massa (EM). Pertanto, la tecnica acquisisce la nomenclatura CG/EM.

Tipi di gascromatografia

In sostanza ci sono due tipi di gascromatografia: il CGS e il CGL.

CGS

Il CGS è l'acronimo della cromatografia-solida del gas. È caratterizzato dall'avere una solida fase stazionaria anziché da un liquido.

Il solido deve avere i pori di un diametro controllato in cui le molecole vengono mantenute durante la migrazione attraverso la colonna. Questo solido sono generalmente setacci molecolari, come le zeolitas.

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È usato per molecole molto specifiche, poiché il CG di solito affronta diverse complicanze sperimentali. Ad esempio, il solido può conservare irreversibilmente una delle molecole, alterando completamente la forma dei cromatogrammi e il loro valore analitico.

CGL

CGL è cromatografia gas-liquid. È questo tipo di gascromatografia che copre la stragrande maggioranza di tutte le applicazioni ed è quindi il più utile dei due tipi.

In effetti, il CGL è sinonimo di gascromatografia, anche se non è specificato di cui si parla. D'ora in poi, verrà realizzato solo questo tipo di CG.

Parti di un gascromatografo

Schema delle parti di un gascromatografo. Fonte: Wikimedia Commons

Nell'immagine superiore viene mostrato uno schema semplificato delle parti di un gascromatografo. Si noti che la pressione e il flusso della corrente del gas portatore possono essere regolati e anche la temperatura del forno che riscalda la colonna.

Da questa immagine puoi riassumere il CG. Il cilindro scorre una corrente di lui, che, a seconda del rivelatore, una parte si discosta nei suoi confronti e l'altra è diretta all'iniettore.

Nell'iniettore viene posizionata una microjeringa con cui viene immediatamente rilasciato un volume del campione (non gradualmente).

Il calore del forno e l'iniettore devono essere abbastanza elevati da evaporare istantaneamente il campione, a meno che un campione gassoso non venga iniettato direttamente.

Tuttavia, la temperatura non può essere troppo alta, poiché potrebbe evaporare il fluido della colonna vertebrale, che funziona come una fase stazionaria.

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La colonna è piena come una spirale, anche se può anche essere condivisa da u. L'intero campione di lunghezza della colonna percorsa, raggiunge il rivelatore, i cui segnali sono amplificati, ottenendo così cromatogrammi.

Colonna

Nel mercato ci sono un'infinità di cataloghi con più opzioni per le colonne cromatografiche.

La selezione di questi dipenderà dalla polarità dei componenti che si desidera separare e analizzare. Se il campione è apolare, verrà scelta una colonna con una fase stazionaria almeno polare.

Le colonne possono essere imballate o capillari. La colonna dell'immagine centrale è capillare, poiché la fase stazionaria copre il suo diametro interno, ma non l'intero interno.

Nella colonna confezionata, tutto il suo interno è stato riempito con un solido che di solito è polvere di mattoni refrattari o terre diatomacee.

Il suo materiale esterno è costituito da rame, acciaio inossidabile o persino vetro o plastica. Ognuno ha le sue caratteristiche distintive: la sua modalità di utilizzo, la lunghezza, i componenti che meglio si separano, la temperatura ottimale, il diametro interno, la percentuale di fase stazionarie adsorbite nel supporto solido, ecc.

Rivelatore

Se la colonna e il forno sono il cuore del CG (Sea CGS o CGL), il rivelatore è il suo cervello. Se il rivelatore non funziona, non ha senso separare i componenti dal campione, poiché non si sa cosa è. Un buon rivelatore deve essere sensibile alla presenza dell'analita e rispondere alla maggior parte dei componenti.

Uno dei più utilizzati è quello della conducibilità termica (TCD), risponderà a tutti i componenti, sebbene non con la stessa efficienza di altri rilevatori progettati per un set specifico di analiti.

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Ad esempio, il rilevatore di ionizzazione alla fiamma (FID), è destinato a campioni di idrocarburi o altre molecole organiche.

Applicazioni di gascromatografia

- Un gascromatografo non può mancare in un laboratorio di indagini forensi o criminali.

- Nell'industria farmaceutica viene utilizzato come strumento di analisi di qualità alla ricerca di impurità nei molti farmaci fabbricati.

- Aiuta a rilevare e quantificare i campioni di farmaci o consentire all'analisi di verificare se un atleta è DOP.

- Serve di analizzare la quantità di composti alogenati nelle fonti d'acqua. Allo stesso modo, il livello di inquinamento da parte dei pesticidi può essere determinato dai terreni.

- Analizzare il profilo dell'acido grasso di campioni di origini diverse, sia vegetale che animale.

- Trasformare le biomolecole in derivati ​​volatili, possono essere studiati con questa tecnica. Pertanto, puoi studiare il contenuto di alcoli, grassi, carboidrati, aminoacidi, enzimi e acidi nucleici.

Riferimenti

1. Carey f. Chimica organica. Mc Graw Hill.
2. Thet k. & Woo n. Gas di cromatografia. Chimica recuperata.Librettexts.org
3. Gas di cromatografia. Insegnamento recuperato.Shu.AC.UK