English at Laboratory 2006 03.pdf

english in your laboratory | chromatographic methods

oprac. dr Rajmund Michalski

Chromatographic

Methods

Metody

chromatograficzne

Chromatography is a group of high resolution methods for separating

compounds and ions in complex mixtures. It is one of the most impor-

tant techniques in environmental analysis. The ability of the modern

analytical chemist to detect specific compounds at ng/g or lower levels

in water, as well as such complex matrices as waste waters, food, or

animal tissues is due in large part to the development of chromato-

graphic methods.

The science of chromatography began early in the twentieth century,

with the Russian botanist Mikhail Tswett, who used a column packed

with calcium carbonate to separate plant pigments. The diagram of

a chromatography system is shown on Figure 1.

The basis of all types of chromatography is the partition of the sample

compounds between a stationary phase and a mobile phase which

flows over or through the stationary phase. Different combinations of

gaseous or liquid phases give rise to the types of chromatography

used in analysis, namely gas chromatography (GC), liquid chroma-

tography (LC), thin layer chromatography (TLC), and supercritical

fluid chromatography (SFC).

All chromatographic systems rely on the fact that a substance

placed in contact with two immiscible phases, one moving and

one stationary, will equilibrate between them. A reproducible

fraction will partition into each phase, depending on the rela-

tive affinity of the substance for each phase. A substance which

has affinity for the moving or mobile phase will be moved rapidly

through the system. A material which has a stronger affinity for the

stationary phase, will spend more time immobilized in that phase,

and will take a longer time to pass through the chromatography

system. Therefore, it will be separated from the other substances

present in the sample. By definition, chromatography is a separation

technique in which a sample is equilibrated between a mobile and

a stationary phase.

Gas chromatography employs an inert gas as the mobile phase, and either

a solid adsorbent or a nonvolatile liquid coated on a solid support as

the stationary phase. The solid or coated support is packed into a tube, with

the gas flowing through it. Liquid chromatography uses similar packed

tubular columns and usually a pump to force a liquid mobile phase

through the column.

All chromatographic methods can be divided onto Analytical chroma-

tography, which is used to determine the identity and concentration

of different analytes in a mixture, and Preparative chromatography

is used to separate and purify relatively large quantities of substances

from complex mixture.

Chromatografia to wysoko rozdzielcza grupa metod rozdzie-

lania związków i jonów w złożonych mieszaninach. Jest jedną

z najważniejszych technik analizy środowiskowej. Dostępność

wielu metod chromatograficznych umożliwia współczesnemu

chemikowi analitykowi oznaczanie substancji na poziomie ng/g

lub niższych w wodach, jak również w próbkach o tak złożonych

matrycach jak ścieki, żywność czy próbki biologiczne.

Chromatografia jako dział nauki powstała na początku XX wieku,

kiedy to rosyjski botanik Michał Cwiet zastosował kolumnę

pakowaną węglanem wapnia do rozdzielania pigmentów

roślinnych. Schemat układu chromatograficznego przedstawiono

na rysunku 1.

Wszystkie typy chromatografii oparte są na podziale substancji

obecnych w próbce pomiędzy fazę stacjonarną i fazę ruchomą,

która przez nią przepływa. Ze względu na różne układy faz gazo-

wych i ciekłych metody chromatograficzne można podzielić na:

chromatografię gazową (GC), chromatografię cieczową (LC),

chromatografię cienkowarstwową (TLC) oraz chromatografię

nadkrytyczną (SEC).

Wszystkie układy chromatograficzne oparte są na zasadzie,

wedle której oznaczana substancja, kontaktująca się z dwoma nie-

mieszającymi się fazami, fazą stacjonarną i fazą ruchomą,

ulega podziałowi pomiędzy nimi. Podział ten zależy od powi-

nowactwa analitu do fazy ruchomej i stacjonarnej. Substancja,

która ma większe powinowactwo do fazy stacjonarnej, będzie

przebywała na niej dłużej i będzie wolniej przechodziła przez

układ chromatograficzny. W ten sposób zostanie rozdzielona

od innych substancji obecnych w próbce. Zgodnie z definicją

chromatografia to technika rozdzielania, w której próbka jest

dzielona pomiędzy fazę ruchomą i stacjonarną.

W chromatografii gazowej jako fazę ruchomą stosuje się gaz

obojętny, a fazą stacjonarną może być stały adsorbent lub

nielotna ciecz umieszczona na stałym nośniku. Stały lub ciekły

nośnik jest umieszczony w kolumnie, przez którą przepływa

gaz obojętny. W chromatografii cieczowej stosuje się również

cylindryczną kolumnę, a przepływ fazy ruchomej przez nią

jest wymuszony za pomocą pompy.

Wszystkie metody chromatograficzne mogą być podzielone

na chromatografię analityczną, która jest stosowana do analiz

jakościowych i ilościowych różnych mieszanin, oraz chromato-

grafię preparatywną, stosowaną do wydzielania i oczyszczania

relatywnie dużych ilości substancji ze złożonych mieszanin.

Pump

Pompa

Injector

Dozownik

Column

Kolumna

Eluent/Gas container

Zbiornik eluentu/gazu

Recorder

Rejestrator

Detector

Detektor

Waste

Odpady

Fig. 1. The diagram of chromatograph (Rys. 1. Schemat ideowy układu chromatograficznego).

Laboratorium | 3 /2006

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: