kromatografi, uga dikenal minangka "analisis kromatografi", "kromatografi", minangka cara pamisahan lan analisis, sing nduweni macem-macem aplikasi ing kimia analitik, kimia organik, biokimia lan bidang liyane.
Pendhiri kromatografi yaiku ahli botani Rusia M.Tsvetter.Ing taun 1906, ahli botani Rusia Zvetter nerbitake asil eksperimen: Kanggo misahake pigmen tanduran, dheweke diwutahake ekstrak eter petroleum sing ngemot pigmen tanduran menyang tabung kaca sing ngemot bubuk kalsium karbonat lan diencerake nganggo eter petroleum saka ndhuwur nganti ngisor.Amarga pigmen sing beda duwe kapasitas adsorpsi sing beda ing permukaan partikel kalsium karbonat, kanthi proses leaching, pigmen sing beda-beda pindhah mudhun kanthi kecepatan sing beda, saengga mbentuk pita warna sing beda.Komponen pigmen dipisahake.Dheweke menehi jeneng metode pamisahan kromatografi.
Representasi skematis eksperimen pemisahan pigmen godhong tanduran
Kanthi perkembangan terus-terusan metode pamisahan, luwih akeh zat sing ora ana warna dadi obyek pemisahan, kromatografi uga mboko sithik ilang makna "werna", nanging jeneng kasebut isih digunakake nganti saiki.
Klasifikasi kromatografi
Inti kromatografi yaiku proses ing ngendi molekul-molekul sing bakal dipisahake dipisahake lan diimbangi antarane fase stasioner lan fase gerak.Zat sing beda-beda dipisahake kanthi beda ing antarane rong fase, sing ndadekake dheweke pindhah kanthi kecepatan sing beda karo fase seluler.Kanthi gerakan fase seluler, komponen sing beda ing campuran dipisahake saka siji liyane ing fase stasioner.Gumantung ing mekanisme, bisa dipérang dadi macem-macem kategori.
1, miturut klasifikasi negara fisik rong fase
Fase gerak: kromatografi gas, kromatografi cair, kromatografi cairan superkritis
Fase stasioner: gas-padat, gas-cair;Cairan-padhet, cair-cair
2, miturut wangun klasifikasi fase stasioner
Kromatografi kolom: kromatografi kolom dikemas, kromatografi kolom kapiler, kromatografi kolom mikropacked, kromatografi preparatif
Kromatografi bidang: kromatografi kertas, kromatografi lapisan tipis, kromatografi membran polimer
3, diklasifikasikaké miturut mekanisme pamisahan
Kromatografi adsorpsi: Komponen sing beda-beda dipisahake miturut kapasitas adsorpsi lan desorpsi ing adsorben.
Kromatografi partisi: Komponen sing beda-beda dipisahake miturut kelarutan ing pelarut
Kromatografi eksklusi molekuler: miturut ukuran pemisahan molekuler ln kromatografi pertukaran ion: komponen afinitas sing beda kanggo pemisahan resin penukar ion
Kromatografi afinitas: Pemisahan nggunakake anane afinitas tartamtu antarane makromolekul biologis
Elektroforesis kapiler: komponen dipisahake miturut beda ing mobilitas lan / utawa prilaku partisi
Kromatografi kiral digunakake kanggo pamisahan lan analisis obat kiral, sing bisa dipérang dadi telung kategori: metode reagen derivatisasi kiral;Metode aditif fase gerak kiral;Metode resolusi fase stasioner kiral
Terminologi dhasar kanggo kromatografi
Kurva sing dipikolehi kanthi ngrancang sinyal respon komponen sawise deteksi pemisahan kromatografi marang wektu diarani kromatogram.
Baseline:Ing kahanan kromatografi tartamtu, kurva sinyal sing diasilake nalika mung fase seluler sing ngliwati sistem detektor diarani garis dasar, kaya sing dituduhake ing garis ot.Nalika kondisi eksperimen stabil, garis dasar minangka garis sing sejajar karo sumbu horisontal.Garis dasar nggambarake swara instrumen, utamane detektor, liwat wektu.
Dhuwur puncak:jarak vertikal antarane titik puncak kromatografi lan garis dasar, dilambangake karo h, kaya sing dituduhake ing garis AB.
Jembar wilayah:Jembar wilayah puncak kromatografi langsung ana hubungane karo efisiensi pemisahan.Ana telung cara kanggo njlèntrèhaké jembaré puncak kromatografi: standar deviasi σ, jembaré puncak W, lan FWHM W1/2.
simpangan baku (σ):σ yaiku setengah jarak antarane rong titik infleksi ing kurva distribusi normal, lan nilai σ nuduhake derajat dispersi komponen adoh saka kolom.Sing luwih gedhe nilai σ, luwih akeh kasebar komponen efluen, lan luwih elek efek pamisahan.Kosok baline, komponen efluen klempakan lan efek pamisahan apik.
Lebar puncak W:Titik persimpangan ing loro-lorone puncak kromatografi digunakake minangka garis tangent, lan intercept ing garis dasar diarani jembar puncak, utawa jembar garis dasar, sing uga bisa ditulis minangka W, kaya sing dituduhake ing Gambar IJ.Miturut prinsip distribusi normal, hubungan antarane jembar puncak lan simpangan baku bisa dibuktekake dadi W=4σ.
W1/2:Jembar puncak ing setengah saka dhuwur puncak diarani FWHM, kaya sing dituduhake kanggo jarak GH.W1/2=2,355σ, W=1,699W1/2.
W1/2, W loro-lorone asale saka σ lan digunakake kanggo ngetung area puncak saliyane kanggo ngukur efek kolom.Pangukuran FWHM luwih trep lan paling umum digunakake.
ringkesan ringkes
Saka kurva aliran puncak kromatografi, tujuan ing ngisor iki bisa digayuh:
a, Analisis kualitatif ditindakake adhedhasar nilai retensi puncak kromatografi
b, analisis kuantitatif adhedhasar area utawa puncak puncak kromatografi
C. Efisiensi pamisahan kolom dievaluasi miturut nilai retensi lan jembar puncak puncak kromatografi.
Rumus pitungan sing melu kromatografi
1. Nilai retensi
Nilai retensi minangka paramèter sing digunakake kanggo njlèntrèhaké drajat saka komponen sampel disimpen ing kolom lan digunakake minangka indikator karakterisasi kromatografi.Cara representasine yaiku:
wektu retensi tR
Wektu matitM
Nyetel wektu penylametan tR'= tR-tM
(Total wektu ing fase stasioner)
Volume retensi
VR=tR*F. (bebas saka kecepatan fase seluler)
Volume mati
VM=tM*Fc
(Ruang sing ora dikuwasani dening fase stasioner ing jalur aliran saka injektor menyang detektor)
Nyetel volume retensi VR'= t'R*Fc
2. Nilai penylametan relatif
Nilai retensi relatif, uga dikenal minangka faktor pemisahan, rasio koefisien partisi utawa faktor kapasitas relatif, yaiku rasio wektu retensi sing disetel (volume) komponen sing diuji kanggo wektu retensi sing disetel (volume) standar ing kondisi kromatografi tartamtu.
Nilai retensi relatif digunakake kanggo ngilangi pengaruh kondisi operasi tartamtu, kayata tingkat aliran lan mundhut fiksatif, ing nilai retensi.Standar ing nilai retensi relatif bisa dadi komponen ing sampel sing diuji utawa senyawa sing ditambahake kanthi artifisial.
3. indeks penylametan
Indeks retensi yaiku indeks retensi zat i sing bakal diuji ing larutan tetep X. Loro n-alanes dipilih minangka bahan referensi, sing siji duwe nomer karbon N lan liyane duwe N + n.Wektu retensi sing diatur yaiku t 'r (N) lan t 'r (N+n), saengga wektu retensi sing disetel t 'r (i) saka zat i sing bakal diuji persis ana ing antarane, yaiku, t'r (N).
Indeks retensi bisa diitung kaya ing ngisor iki.
4. Faktor Kapasitas (k)
Ing keseimbangan, rasio massa komponen ing fase stasioner (s) kanggo fase seluler (m), disebut faktor kapasitas.Rumus kasebut kaya ing ngisor iki:
5. Koefisien partisi (K) Ing keseimbangan, rasio konsentrasi komponen ing fase stasioner (s) kanggo fase gerak (m), diarani koefisien partisi.Rumuse kaya ing ngisor iki
Hubungan antarane K lan k:
Iki nggambarake jinis kolom lan simpul struktur sing penting
ringkesan ringkes
Hubungan antarane nilai retensi lan faktor kapasitas lan koefisien partisi:
Pemisahan kromatografi adhedhasar prabédan ing kemampuan adsorpsi utawa pembubaran saben komponen ing sampel relatif tetep, sing bisa ditemtokake sacara kuantitatif kanthi ukuran nilai koefisien partisi K (utawa faktor kapasitas k).
Komponen kanthi kemampuan adsorpsi utawa pembubaran sing kuwat duwe koefisien partisi gedhe (utawa faktor kapasitas) lan wektu retensi sing dawa.Kosok baline, komponen kanthi adsorpsi utawa kelarutan sing lemah duwe koefisien partisi cilik lan wektu retensi sing cendhak.
Teori dasar kromatografi
1. Teori Tray
(1) Maju -- teori termodinamika
Diwiwiti karo model piring menara sing diusulake dening Martin lan Synge.
Fractionating kolom: ing tray kanggo kaping pirang-pirang keseimbangan gas-cair, miturut titik didih saka pamisahan beda.
Kolom: Komponen diimbangi kanthi pirang-pirang partisi ing antarane rong fase lan dipisahake miturut koefisien partisi sing beda.
(2) Hipotesis
(1) Ana akeh nampan ing kolom, lan komponen bisa cepet tekan imbangan distribusi ing interval tray (yaiku, dhuwur saka tray).
(2) Fase gerak mlebu kolom, ora terus-terusan nanging pulsating, yaiku, saben perangan minangka volume kolom.
(3) Nalika sampel ditambahake ing saben piring kolom, difusi sampel ing sadawane sumbu kolom bisa diabaikan.
(4) Koefisien partisi padha ing kabeh tray, gumantung saka jumlah komponen.Tegese, koefisien partisi tetep ing saben taban.
(3) Prinsip
Diagram skematis teori tray
Yen komponen massa unit, yaiku m = 1 (contone, 1mg utawa 1μg), ditambahake ing baki No. 0, lan sawise keseimbangan distribusi, amarga k = 1, yaiku ns = nm, nm = ns = 0,5.
Nalika volume piring (lΔV) gas pembawa mlebu ing piring 0 kanthi bentuk pulsasi, gas pembawa sing ngemot komponen nm ing fase gas didorong menyang piring 1. Ing wektu iki, komponen ns ing fase cair saka piring 0 lan komponèn nm ing phase gas saka piring 1 bakal redistributed antarane rong fase.Mulane, jumlah total komponen sing ana ing piring 0 yaiku 0,5, ing endi fase gas lan cairan saben 0,25, lan jumlah total sing ana ing piring 1 uga 0,5.Fase gas lan cair uga 0,25.
Proses iki diulang saben wektu gas pembawa volume piring anyar pulsated menyang kolom (ndeleng tabel ing ngisor iki).
(4) Persamaan kurva aliran metu kromatografi
σ yaiku standar deviasi, yaiku wektu retensi, C yaiku konsentrasi kapan wae,
C, yaiku konsentrasi injeksi, yaiku, jumlah total komponen (area puncak A).
(5) paramèter efisiensi kolom
Ing tR pancet, luwih cilik W utawa w 1/2 (yaiku, puncak sempit), luwih gedhe nomer piring teoritis n, luwih cilik dhuwur piring teoritis, lan luwih dhuwur efisiensi pamisahan kolom.Padha bener saka neff tray teori efektif.Mulane, nomer teoritis tray minangka indeks kanggo ngira-ngira efisiensi kolom.
(5) Ciri-ciri lan kekurangane
> Kaluwihan
Teori tray punika semi-empiris lan nerangake wangun kurva outflow
Proses pemisahan lan pemisahan komponen digambarake
Indeks kanggo ngevaluasi efisiensi kolom diusulake
> Watesan
Komponen kasebut ora bisa nggayuh keseimbangan distribusi ing rong fase:
Difusi longitudinal komponen ing kolom ora bisa diabaikan:
Pengaruh macem-macem faktor kinetik ing proses transfer massa ora dianggep.
Hubungan antara efek kolom lan kecepatan aliran fase seluler ora bisa diterangake:
Ora jelas apa faktor utama sing mengaruhi efek kolom
Masalah kasebut ditanggulangi kanthi apik ing teori tarif.
2. Teori Rate
Ing taun 1956, sarjana Walanda VanDeemter et al.digunakke konsep teori tray, lan digabungake faktor kinetik mengaruhi dhuwur saka tray, sijine nerusake teori kinetik proses kromatografi - téori tingkat, lan diturunake persamaan VanDeemter.Iki nganggep proses kromatografi minangka proses non-keseimbangan dinamis lan nyinaoni pengaruh faktor kinetik ing panyebaran puncak (yaiku, efek kolom).
Mengko, Giddings lan Snyder et al.ngusulake persamaan laju kromatografi cair (yaiku persamaan Giddings) adhedhasar persamaan VanDeemter (sabanjure diarani persamaan laju kromatografi gas) lan miturut beda properti antarane cairan lan gas.
(1) Persamaan Van Deemter
Where: H: dhuwur saka Papan
A: koefisien istilah difusi eddy
B: koefisien istilah difusi molekuler
C: koefisien saka istilah resistance transfer massa
(2) Persamaan Giddings
Analisis kuantitatif lan kualitatif
(1) Analisis kualitatif
Analisis kromatografi kualitatif yaiku kanggo nemtokake senyawa sing diwakili saben puncak kromatografi.Amarga macem-macem zat duwe nilai retensi tartamtu ing kahanan kromatografi tartamtu, nilai retensi bisa digunakake minangka indeks kualitatif.Macem-macem cara kualitatif kromatografi saiki adhedhasar nilai retensi.
Nanging, zat sing beda bisa uga nduweni nilai retensi sing padha utawa identik ing kondisi kromatografi sing padha, yaiku, nilai retensi ora eksklusif.Mangkono iku angel kanggo ciri sampel rampung dingerteni adhedhasar nilai penylametan piyambak.Yen adhedhasar pangerten sumber, sifat lan tujuan sampel, pambiji awal komposisi sampel bisa digawe, lan cara ing ngisor iki bisa digunakake kanggo nemtokake senyawa sing diwakili dening puncak kromatografi.
1. Kontrol kualitatif nggunakake zat murni
Ing kahanan kromatografi tartamtu, sing ora dingerteni mung nduweni wektu retensi sing ditemtokake.Mulane, sing ora dingerteni bisa diidentifikasi kanthi kualitatif kanthi mbandhingake wektu retensi zat murni sing dikenal ing kondisi kromatografi sing padha karo wektu retensi zat sing ora dingerteni.Yen loro iku padha, zat sing ora dingerteni bisa dadi zat murni sing dikenal;Yen ora, sing ora dingerteni dudu zat murni.
Cara kontrol zat murni mung ditrapake kanggo zat sing ora dingerteni sing komposisi wis dikenal, komposisi sing relatif prasaja, lan zat murni sing dikenal.
2. Metode nilai penylametan relatif
Nilai retensi relatif α, nuduhake pangaturan antarane komponen i lan bahan referensi Rasio nilai retensi:
Iku mung owah-owahan karo owah-owahan suhu fixative lan kolom, lan ora ana hubungane karo kondisi operasi liyane.
Ing fase stasioner lan suhu kolom tartamtu, nilai retensi komponen i lan bahan referensi s diukur masing-masing, banjur diitung miturut rumus ing ndhuwur.Nilai retensi relatif sing dipikolehi bisa dibandhingake kanthi kualitatif karo nilai sing cocog ing literatur.
3, nambah bahan dikenal kanggo nambah cara dhuwur puncak
Nalika ana akeh komponen ing sampel sing ora dingerteni, puncak kromatografi sing dipikolehi banget kandhel kanggo gampang diidentifikasi kanthi cara ing ndhuwur, utawa nalika sampel sing ora dingerteni mung digunakake kanggo analisis item sing ditemtokake.
"Kaping pisanan, kromatogram saka sampel sing ora dingerteni digawe, banjur kromatogram luwih lanjut dijupuk kanthi nambahake zat sing dikenal menyang sampel sing ora dingerteni."Komponen kanthi dhuwur puncak sing luwih dhuwur bisa dikenal kanggo zat kasebut.
4. Njaga metode kualitatif indeks
Indeks retensi nggambarake prilaku retensi zat ing fiksatif lan saiki minangka indeks kualitatif sing paling akeh digunakake lan diakoni sacara internasional ing GC.Nduweni kaluwihan saka reproducibility apik, standar seragam lan koefisien suhu cilik.
Indeks retensi mung ana hubungane karo sifat fase stasioner lan suhu kolom, nanging ora karo kondisi eksperimen liyane.Akurasi lan reproducibility apik banget.Anggere suhu kolom padha karo fase stasioner, nilai literatur bisa ditrapake kanggo identifikasi, lan ora perlu nggunakake bahan murni kanggo mbandhingake.
(2) Analisis kuantitatif
Basis kanggo kuantifikasi kromatografi:
Tugas analisis kuantitatif yaiku nemokake atusan komponen ing sampel campuran
Isi pecahan.Kuantifikasi kromatografi adhedhasar ing ngisor iki: nalika kondisi operasi konsisten, yaiku
Massa (utawa konsentrasi) komponen sing diukur ditemtokake dening sinyal respon sing diwenehake dening detektor
Iku proporsional.yaiku:
Basis kanggo kuantifikasi kromatografi:
Tugas analisis kuantitatif yaiku nemokake atusan komponen ing sampel campuran
Isi pecahan.Kuantifikasi kromatografi adhedhasar ing ngisor iki: nalika kondisi operasi konsisten, yaiku
Massa (utawa konsentrasi) komponen sing diukur ditemtokake dening sinyal respon sing diwenehake dening detektor
Iku proporsional.yaiku:
1. Metode pengukuran area puncak
Area puncak minangka data kuantitatif dhasar sing diwenehake dening kromatogram, lan akurasi pangukuran area puncak langsung mengaruhi asil kuantitatif.Cara pangukuran sing beda digunakake kanggo puncak kromatografi kanthi wujud puncak sing beda.
Iku angel kanggo nemokake nilai pas mangsa ing analisis kuantitatif:
Ing tangan siji amarga kangelan kanthi akurat ngukur volume injeksi Absolute: ing tangan liyane
Area puncak gumantung ing kondisi kromatografi, lan jalur kromatografi kudu dijaga nalika nilai diukur.
Ora mungkin lan ora trep kanggo nindakake perkara sing padha.Lan malah yen sampeyan bisa njaluk iku tengen
Nilai pas, uga amarga ora ana standar manunggal lan ora bisa langsung Applied.
2. Faktor koreksi kuantitatif
Dhéfinisi faktor koreksi kuantitatif: jumlah komponen sing mlebu ing detektor (m)
Rasio area puncak kromatografi (A) utawa dhuwur puncak () yaiku konstanta proporsionalitas (,
Konstanta proporsionalitas diarani faktor koreksi absolut kanggo komponen kasebut.
Iku angel kanggo nemokake nilai pas mangsa ing analisis kuantitatif:
Ing tangan siji amarga kangelan kanthi akurat ngukur volume injeksi Absolute: ing tangan liyane
Area puncak gumantung ing kondisi kromatografi, lan jalur kromatografi kudu dijaga nalika nilai diukur.
Ora mungkin lan ora trep kanggo nindakake perkara sing padha.Lan malah yen sampeyan bisa njaluk iku tengen
Nilai pas, uga amarga ora ana standar manunggal lan ora bisa langsung Applied.
Tegese, faktor koreksi relatif saka komponen yaiku komponen lan bahan referensi s
Rasio faktor koreksi absolut.
Bisa dideleng yen faktor koreksi relatif yaiku nalika kualitas komponen lawan standar.
Nalika zat s padha, area puncak bahan referensi minangka area puncak komponen
Multiple.Yen sawetara komponen duwe massa m lan area puncak A, banjur nomer f'A
Nilai padha karo area puncak bahan referensi kanthi massa.Ing tembung liya,
Liwat faktor koreksi relatif, wilayah puncak saben komponen bisa dipisahake
Dikonversi menyang area puncak bahan referensi sing padha karo massa, banjur rasio
Standar kasebut manunggal.Dadi iki cara sing dinormalisasi kanggo nemtokake persentase saben komponen
Basis kuantitas.
Cara entuk faktor koreksi relatif: nilai faktor koreksi relatif mung dibandhingake karo makhluk
Pangukuran kasebut ana gandhengane karo standar lan jinis detektor, nanging karo jalur operasi
Ora masalah.Mula nilai-nilai kasebut bisa dijupuk saka referensi sastra.Yen teks
Yen sampeyan ora bisa nemokake nilai sing dikarepake ing penawaran, sampeyan uga bisa nemtokake dhewe.Cara tekad
Cara: Jumlah tartamtu saka zat sing diukur sepuluh bahan referensi sing dipilih → digawe dadi konsentrasi tartamtu
Area puncak kromatografi A lan As saka rong komponen diukur.
Iku rumus.
3. Metode petungan kuantitatif
(1) Metode normalisasi area
Jumlah isi kabeh pecahan bebas puncak diitung minangka 100% kanggo kuantifikasi
Cara kasebut diarani normalisasi.Rumus pitungane kaya ing ngisor iki:
Ngendi P,% minangka persentase isi komponen sing diuji;A1, A2... A n minangka komponen 1. Area puncak 1~n;f'1, f'2... f'n iku faktor koreksi relatif kanggo komponen 1 kanggo n.
(2) metode standar eksternal
Cara perbandingan kuantitatif antarane sinyal respon komponen sing bakal diuji ing sampel lan komponen murni sing bakal diuji minangka kontrol.
(3) Metode standar internal
Cara standar internal sing diarani minangka cara sing ditambahake jumlah zat murni tartamtu menyang solusi standar saka zat sing diuji lan solusi sampel minangka standar internal, banjur dianalisis lan ditemtokake.
(3) metode tambahan baku
Cara tambahan standar, uga dikenal minangka metode tambahan internal, yaiku nambah jumlah tartamtu (△C)
Referensi zat tes ditambahake menyang solusi sampel sing bakal diuji, lan tes kasebut ditambahake ing tes kasebut
Puncak larutan sampel sawise zat kasebut luwih dhuwur tinimbang solusi sampel asli
Tambah area (△A) digunakake kanggo ngetung konsentrasi zat ing larutan sampel
Konten (Cx)
Where Ax minangka area puncak saka zat sing bakal diukur ing sampel asli.
Wektu kirim: Mar-27-2023