1. Chromatogram gazowy, na którym widoczny był sygnał toluenu (t w =110 C), otrzymany został w następujących warunkach chromatograficznych: - kolumna pakowana o wymiarach 48x0,25 cala (podaj długość i średnicę w cm); - kolumna 12 g, które stanowią: ciekła faza stacjonarna (20%) i nośnik (80%)- Chromosorb P 80/100 mesh (co oznacza mesh?); - gęstość chromosorbu P d=2,26 g/cm 3 ; gęstość ciekłej fazy stacjonarnej d=1,03 g/cm 3 ; - temperatura pieca t k =100 C; - temperatura otoczenia t a =25 C; - ciśnienie zewnętrzne p o =1013 hpa (wyraź ciśnienie w atm i mmhg) = na wyjściu z kolumny; - ciśnienie gazu na wlocie do kolumny p i =2026 hpa (wyraź ciśnienie w atm i mmhg); - natężenie przepływu gazu nośnego (mierzone przepływomierzem) F 0 ~ 2,5 cm 3 /min dla kolumn kapilarnych, F 0 ~ 80 cm 3 /min dla kolumn pakowanych (wzrost spowodowany większą objętością kolumny); - szybkość przesuwu papieru v p =2,54 cm/min; odległość retencji l R =19,5 cm, zredukowana odległość retencji l R =18,9 cm; - prężność pary wodnej w temperaturze 25 C 24 mmhg. Oblicz maksymalną ilość parametrów chromatograficznych. 2. Narysuj chromatogram gazowy mieszaniny substancji rozpuszczonych w acetonie: t RB =12 min.; względny czas retencji substancji A względem substancji B 0,8; czas retencji substancji nieoddziałującej z fazą stacjonarną 3 min. 3. Jak zmienią się właściwości żelu krzemionkowego jako fazy stacjonarnej, jeśli zwiążemy go chemicznie z grupą n-oktadecylodimetylosililową? 4. Rozdzielono jedną niepolarną i jedną polarną substancję techniką HPLC w układzie odwróconych faz i zmieniono fazę ruchomą. Zamiast układu metanol:woda 5:5 użyto układu metanol:woda 7:3. Jak to wpłynęło na wartość współczynnika podziału? Jak zmieni się czas retencji analizowanych związków? Odpowiedź uzasadnij. 5. Rozdzielono niepolarne substancje techniką HPLC w układzie faz odwróconych. Następnie zmieniono skład fazy ruchomej i zamiast mieszaniny metanol:woda 9:1 użyto
mieszaniny metanol:woda 7:3. Jak to wpłynęło na wartość współczynnika podziału? Jak zmieni się czas retencji analizowanych związków? Odpowiedź uzasadnij. 6. Następujące rozpuszczalniki uporządkuj w kolejności wzrastającej siły elucji w przypadku użycia fazy stacjonarnej - żelu krzemionkowego: woda, metanol, n-heksan, eter dietylowy i uzasadnij. Jak nazywa się taki szereg? 7. W odwróconym układzie faz jako eluentów używa się: a) mieszaniny metanol-woda b) chloroformu c) heksanu d) mieszaniny acetonitryl woda 8. Jeżeli faza stacjonarna jest słabo polarna lub niepolarna a faza ruchoma polarna to wzrost zawartości wody... czas retencji substancji niepolarnych, a wzrost ilości rozpuszczalnika organicznego...ich czas retencji. Im wyższa temperatura kolumny tym... czas retencji i...zdolność rozdzielcza kolumny. Chromatografię z programowaną temperaturą stosujemy wówczas gdy składniki rozdzielanej mieszaniny różnią się znacznie... 9. Uszereguj następujące rozpuszczalniki według wzrastającej mocy elucyjnej: heksan, aceton, woda, kwas octowy, chloroform, benzen, toluen, dichlorometan. 10. Przeprowadzono rozdział mieszaniny związków organicznych (heksan, kwas heksanow, eter dipropylowy, n-heksanol) metodą adsorpcyjnej chromatografii kolumnowej na polarnym adsorbencie. Podaj przewidywaną kolejność elucji. 11. Sklasyfikuj rozpuszczalniki według wzrastającej mocy elucyjnej: dichlorometan, chloroform, woda, n-heptan. 12. Jaka będzie kolejność elucji zwiazków z żelu krzemionkowego dla różnych związków o tej samej ilości atomów węgla w łańcuchu: alkohol, kwas, eter, alkan? Jaki to układ faz?
13. Który rozpuszczalnik dodany do eteru naftowego (faza ruchoma) zwiększy moc elucyjną fazy ruchomej w układzie NP? a) benzen; b) octan etylu; c) metanol; d) pentan. 14. Im większe stężenie substancji w fazie stacjonarnej, tym: a) czas retencji b) wartość K c) wartość k. 15. Im większe stężenie substancji w fazie stacjonarnej, tym: d) czas retencji dłuższy e) czas retencji krótszy f) wartość K mniejsza g) wartość K większa h) wartość k większa i) wartość k mniejsza 16. Zdefiniuj pojęcie: półka teoretyczna. Wyznacz liczbę półek teoretycznych kolumny A i kolumny B na podstawie kształtu sygnału tego samego związku. Czas retencji sygnału na kolumnie A wynosi 6 min., a szerokość sygnału na linii podstawy 0,45 min. Czas retencji sygnału na kolumnie B wynosi 7 min., a szerokość sygnału na linii podstawy 0,35 min. Która z kolumn i dlaczego charakteryzuje się większą sprawnością? 17. Techniką HPLC rozdzielano substancje A, B, C na kolumnie o długości 15 cm. Przepływ fazy ruchomej wynosił 0,4 ml/min.; t M = 2 min. Czasy retencji poszczególnych analitów i szerokości sygnałów wynosiły odpowiednio: Substancja t R [min] w [min] A 5,4 0,4 B 13,4 0,8 C 16,2 1,0
Oblicz: a) liczbę półek teoretycznych N b) współczynnik retencji (k) dla składnika B c) zdolność rozdzielczą dla pików A i B oraz B i C d) współczynnik selektywności α. 18. Wiedząc, że czasy retencji [min] dla składników A, B i C wynoszą odpowiednio1,3; 3,0; 5,5. Szybkość przesuwu taśmy rejestratora 30 mm/min., a początek i koniec poszczególnych sygnałów znajdował się odpowiednio w odległości: A- 3,5 i 4,3 cm; B- 8,8 i 9,2 cm; C- 16 i 17 cm a) oblicz liczbę półek teoretycznych w kolumnie dla każdego piku. b) podaj wysokość odpowiadającą półce teoretycznej dla każdego piku. c) czy wartości te powinny być jednakowe? TAK/NIE, dlaczego? 19. Przepuszczając mieszaninę zawierającą sześć składników przez kolumnę do GC o długości 30 m otrzymano chromatogram otrzymany poniżej. Szybkość przesuwu taśmy rejestratora 5 mm/min. Odczytaj z chromatogramu odległości retencji, szerokości pików przy podstawie, policz t R, t R, t m. Oblicz: a) oblicz liczbę półek w kolumnie dla każdego piku b) podaj wysokość odpowiadającą półce teoretycznej dla każdego piku c) współczynnik retencji k (dla składnika C) d) zdolność rozdzielczą dla pików A i B e) współczynnik selektywności α pików B i C. t
20. Wykonano analizę chromatograficzną próbki X stosując kolumnę o liczbie półek teoretycznych: a) 400 b) 1000. W którym przypadku kształt sygnału chromatograficznego był bardziej ostry i dlaczego? 21. Wykonano analizę chromatograficzną mieszaniny analitów A i B stosując dwie różne kolumny chromatograficzne. Uzyskano następujące wartości parametrów: a) t RA = 4,0 min.; t RB = 5,0 min.; w A = 0,5 min.; w B =0,5 min.; b) t RA = 4,5 min.; t RB = 6,0 min.; w A = 0,5 min.; w B =0,6 min. Korzystając z odpowiednich równań uzasadnij, w którym przypadku uzyskaliśmy lepszą rozdzielczość pików. 22. W celu rozdziału trzech analitów (X, Y i Z) przetestowano trzy różne kolumny chromatograficzne (A, B, i C). Uzyskano następujące wartości parametrów: a) t RX = 4,0 min.; t RY = 4,3 min.; t RZ = 4,7 min.; w X = 0,4 min.; w Y =0,3 min.; w Z =0,4 min.; b) t RX = 4,4 min.; t RY = 4,8 min.; t RZ = 5,4 min.; w X = 0,4 min.; w Y =0,4 min.; w Z =0,4 min.; c) t RX = 4,4 min.; t RY = 4,7 min.; t RZ = 5,1 min.; w X = 0,2 min.; w Y =0,2 min.; w Z =0,3 min. Korzystając z otrzymanych danych uzasadnij, która z kolumn najlepiej nadaje się do analizy substancji X, Y i Z. 23. Rozdzielono dwie substancje A i B za pomocą HPLC. Ich czasy retencji wynosiły odpowiednio 1,5 i 1,9 min., a szerokości sygnałów w połowie ich wysokości 0,3 i 0,4 min. Oblicz rozdzielczość otrzymanych pików. 24. Rozdzielczość sygnałów odpowiadających substancjom A i B (rozdzielanych za pomocą HPLC) wynosiła 1,4, czasy retencji wynosiły odpowiednio 1,9 i 2,5 min., a szerokość sygnału A w połowie jego wysokości 0,3 min. Ile wynosiła szerokość w połowie wysokości sygnału B? Ile wynoszą szerokości obu sygnałów przy podstawie jeśli oba są jednakowe? Czy sygnały są rozdzielone do linii podstawowej? 25. Rozdzielczość sygnałów odpowiadających substancjom A i B (rozdzielanych za pomocą HPLC) wynosiła 1,7, czasy retencji wynosiły odpowiednio 1,9 i 2,5 min., a szerokość
sygnału A w połowie jego wysokości 0,2 min. Ile wynosiła szerokość w połowie wysokości sygnału B? Ile wynoszą szerokości obu sygnałów przy podstawie jeśli oba są jednakowe? Czy sygnały są rozdzielone do linii podstawowej? 26. Planujemy rozdzielić substancje A i B metodą chromatografii gazowej. Zakładamy, że rozdzielczość pików ma wynosić 1,5. Czasy retencji: A 5 min. 15 s; B 5 min. 50 s; czas martwy 2 min. 13 s. Oblicz liczbę półek teoretycznych potrzebną do uzyskania rozdziału uwzględniającego wcześniejsze założenia. 27. Ile powinna wynosić liczba półek teoretycznych, aby rozdzielić dwie substancje o czasach retencji 10,2 i 10,7 min. z rozdzielczością równą 2? Czas martwy 2 min. 15 s. 28. Rozdzielano dwie substancje metodą GC-FID stosując cztery różne kolumny chromatograficzne. Korzystając z otrzymanych chromatogramów obliczono rozdzielczość pików, która wynosiła odpowiednio: 5; 1; 1,5; 0,75. Która z kolumn najlepiej nadaje się do rozdziału testowanych substancji? Odpowiedź uzasadnij. 29. Rozdzielono metodą TLC barwniki zawarte w tuszu z markera. Czoło rozpuszczalnika znajdowało się w odległości 7 cm od linii startu, a środki plamek odpowiadających poszczególnym barwnikom A, B i C znajdowały się odpowiednio w odległości 4,2; 4,5 i 5,2 cm od linii startu. Oblicz współczynnik opóźnienia dla poszczególnych barwników. 30. Jakie wartości może przyjmować współczynnik opóźnienia R f? 31. Od czego zależy wartość współczynnika R f? 32. O czym świadczy R f =1? 33. Oznaczano próbkę X metodą TLC. Dla jednego z analitów R f był równy 0. Co na podstawie tej wartości można powiedzieć o tej substancji i układzie chromatograficznym?
34. Oblicz indeks retencji dla substancji X, której czas retencji wynosi 10 min. 30 s. Czas martwy wynosi 2 min., czasy retencji dla n-alkanów: C 12 7 min 30 s, C 13 10 min, C 14 12 min 30 s, C 15 15 min. Analizę chromatograficzną prowadzono stosując program temperaturowy: 80-250 C przy naroście 6 C/min. 35. Oblicz indeksy retencji substancji Y i Z, których czasy retencji wynoszą odpowiednio 15,4 i 17,2 min. Czas martwy wynosi 2 min., czasy retencji dla n-alkanów: C 12 14,5 min., C 13 16,1 min, C 14 17,8 min., C 15 19,6 min. Podczas analizy chromatograficznej temperatura kolumny wynosiła 100 C. 36. Przeprowadzono analizę chromatograficzną mieszaniny węglowodorów. Na chromatogramie zmierzono następujące czasy retencji: czas martwy - 2 min, n-hexan 9 min, n-heptan - 16 min, n-oktan - 35 min, cyklohexan - 13 min, toluen - 18 min. Obliczyć indeksy retencji cyklohexanu i toluenu. Analiza chromatograficzna była prowadzona w warunkach izotermicznych. 37. Oblicz indeks retencji substancji Y, której czas retencji wynosi 6,3 minuty. Czasy retencji węglowodorów C 7 i C 9 wynoszą odpowiednio 5,1 i 7,6 min., czas martwy 1,9 min. Analiza była prowadzona w programowanej temperaturze. 38. Oblicz liczbę pików, która może być rozdzielona pomiędzy pikami odpowiadającym n-alkanom C 24 i C 25, C 26 i C 27, C 32 i C 33, wiedząc, że ich czasy retencji wynoszą odpowiednio 73,9; 80,8; 87,5; 93,9; 122,9; 128,5 min. Szerokości wszystkich sygnałów w połowie ich wysokości były jednakowe i wynosiły 0,2 min. 39. W poniższej tabelce znajdują się wartości indeksów Kovats a (IR) diastereoizomerów glikozydów (S)-(+)- i (R)-(-)-2-butylu względem n-alkanów. Wiedząc, że czasy retencji węglowodorów C 24, C 25, C 26, C 27, C 28, C 29, C 30, C 31, C 32, C 33, C 34, wynoszą odpowiednio 73,9; 80,8; 87,5; 93,9; 100,3; 106,2; 112,2; 117,8; 122,9; 128,5; 133,4 min., oblicz czasy retencji wszystkich sygnałów otrzymanych dla odpowiednich pochodnych L-ramnozy i D- galaktozy. Warunki rozdziału metodą GC-FID: kolumna DB-23 60 m, 50-260 C, przyrost temperatury 1 C/min.
Monosacharyd Furanozyd 1. Piranozyd α lub β α lub β α lub β α lub β α lub β α lub β α lub β α lub β L-ramnoza 2533 2579 2514 2540 2641 2702 2652 2703 D-galaktoza 3163 3192 3165 3220 3198 3370 3225 3387 gdzie S-Ag pochodzi od aglikonu konfiguracji S; L-cukier-S-Agl D-cukier-R-Agl w analizie GC 40. Korzystając z zamieszczonego niżej chromatogramu policz indeks Kovats a substancji 3 zakładając, że substancja 2 to undekan a substancja 4 to dodekan. 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 14 t