Metody identyfikacji związków organicznych Chromatograficzne metody rozdzielania Jolanta Jaroszewska-Manaj i identyfikacji związków organicznych #1 1 #2 2 Chromatografia Fizyczna metoda wykorzystująca różnicę szybkości migracji różnych cząsteczek do rozdzielania składników mieszaniny pomiędzy dwie fazy fazę ruchomą i fazę nieruchomą (stacjonarną). Zastosowanie metod chromatograficznych Identyfikacja i oznaczanie substancji; Otrzymywanie czystych związków chemicznych (nieodzowne przy określaniu struktury); Rozdzielanie wieloskładnikowych mieszanin; Elementy układu chromatograficznego: faza nieruchoma (stacjonarna) substancja porowata adsorbent (np. żel krzemionkowy, tlenek glinowy, celuloza, glinokrzemiany, polimery, itp.), substancja ciekła (np. woda lub związek organiczny naniesiony na nośnik nieaktywny). Poprawne określenia: stała faza stacjonarna, ciekła faza stacjonarna Zastosowanie w badaniach fizykochemicznych. #3 3 #4 4 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 1
Elementy układu chromatograficznego: Elementy układu chromatograficznego: faza ruchoma Ciecz rozpuszczalnik lub układ rozpuszczalników, poruszający się względem fazy stacjonarnej działaniem sił kapilarnych, na skutek swobodnego przepływu, lub pod ciśnieniem. substancja chromatografowana składniki rozdzielanej mieszaniny Ciekła faza ruchoma jest nazywana eluentem. Gaz wprowadzany pod ciśnieniem. Gazowa faza ruchoma jest nazywana gazem nośnym; #5 5 #6 6 Jak przebiega proces chromatograficzny na przykładzie chromatografii adsorpcyjnej #7 7 #8 8 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 2
Elementy układu chromatograficznego wzajemnie ze sobą oddziałują! Rodzaje technik chromatograficznych Chromatografia planarna Fazę stacjonarną stanowi płaszczyzna. Chromatografia kolumnowa Faza stacjonarna umieszczona jest w rurce szklanej lub metalowej. #9 9 #10 10 Rodzaje technik chromatograficznych Chromatografia cienkowarstwowa Chromatografia adsorpcyjna Fazę stacjonarną stanowi adsorbent. Chromatografia podziałowa Fazę stacjonarną stanowi ciecz niemieszająca się z fazą ruchomą. #11 11 Rozdzielanie związków organicznych techniką TLC najprostsze, najszybsze, najtańsze faza stacjonarna adsorbent na płytce faza ruchoma roztwór rozwijający - eluent Analizę wykonuje się - na płaskiej powierzchni, - najczęściej pod ciśnieniem atmosferycznym, - w temperaturze pokojowej. (TLC thin Layer Chromatography) #12 12 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 3
Nanoszenie roztworów substancji badanej W technice chromatografii cienkowarstwowej do nanoszenia na płytkę stosujemy rozpuszczalnik, w którym związek najlepiej się rozpuszcza. #13 13 #14 14 #15 15 #16 16 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 4
Wynik chromatografii poziomej Wywoływanie chromatogramów - Identyfikacja plamek barwnych związków; - Identyfikacja plamek związków fluoryzujących w świetle UV; - Stosowanie adsorbentów z indykatorem i identyfikacja plamek w świetle UV; - Wizualizacja związków z wiązaniami wielokrotnymi w parach jodu; - Spryskiwanie odczynnikami wywołującymi (np. ninhydryna, FeCl 3, itp); - Działanie manganianem (VII) potasu utlenianie plamek; - Działanie stężonym kwasem siarkowym rozkład związku w plamce; densytogram plamki na płytce #17 17 - Wypalanie płytek w wysokiej temperaturze; - Itp. #18 18 Wizualizacja chromatogramów #19 19 #20 20 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 5
Współczynniki retencji #21 21 #22 22 Chromatografia cienkowarstwowa #23 23 #24 24 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 6
Chromatografia cienkowarstwowa Powtarzalność wartości Rf skład eluentu aktywność adsorbentu wpływ temperatury (zmiany składu fazy ruchomej, zmiany rozpuszczalności substancji). kondycjonowanie komory - nasycenie komory parami eluentu; #25 25 #26 26 Dobór warunków chromatografii cienkowarstwowej eluenty #27 27 #28 28 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 7
Określenie polarności rozpuszczalnika współczynniki polarności E Szereg eluotropowy rozpuszczalników Rozpuszczalnik Współczynnik E Stała dielektryczna n-pentan 0,00 1,84 Toluen 0,29 2,38 Chloroform 0.40 4,80 Aceton 0.56 21,40 #29 29 Metanol 0.95 33,60 #30 30 Obliczanie polarności eluentu: E obl. = x E1 + x E2 +..x En x = ułamek objętościowy En = wartość E czystego rozpuszczalnika Przykład: E1 - chloroform, E2 - metanol 25 cm 3 CHCl 3 + 75 cm 3 MeOH E (CHCl 3 ) = 0,40 E (MeOH) = 0,88 Wpływ rozpuszczalnika Szereg eluotropowy wskazuje jak wzrasta siła wymywania. Kolejność rozpuszczalników zależy od rodzaju adsorbentu! Przykład szereg eluotropowy dla silikażelu: #31 31 #32 32 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 8
Wymogi względem rozpuszczalników stosowanych jako eluenty mają odpowiednie właściwości chemiczne (polarność), są dostępne, niedrogie, są czyste, Dobór warunków chromatografii cienkowarstwowej adsorbenty są nie reaktywne (względem adsorbentu i adsorbatu), odznaczają się średnią lotnością. #33 33 #34 34 Aktywność adsorbentów Podział adsorbentów względem mocy: Podział adsorbentów względem polarności: S : sacharoza, celuloza skrobia talk, węglan sodu Polarne: SiO 2, Al 2 O 3 Słabo polarne: MgO, CaCO 3 Ś : węglan wapnia tlenek magnezu (nieaktywowany) Niepolarne: węgiel aktywowany, talk S : silikażel tlenek glinu tlenek magnezu (aktywowany) węgiel aktywowany #35 35 #36 36 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 9
Typy oddziaływań adsorbentów Podział adsorbentów względem charakteru chemicznego: Kwasowe: SiO 2 Zasadowe:... Amfoteryczne:... Obojętne: węgiel aktywowany I Typ brak na powierzchni grup aktywnych lub jonów oddziałują niespecyficznie z adsorbatem (węgle aktywowane) II Typ występują centra aktywne z ładunkami dodatnimi np. kwasowe grupy hydroksylowe (żel krzemionkowy) III Typ występują lokalne koncentracje ładunków ujemnych np. ujemnie naładowane atomy tlenu itp. (tlenek glinu zasadowy) #37 37 #38 38 Adsorpcja oddziaływania międzycząsteczkowe: Żel krzemionkowy Oddziaływania dipol dipol między cząsteczkami mającymi trwały moment dipolowy Oddziaływania dipol dipol indukowany między cząsteczkami dipolowymi i takimi, w których dipol indukuje się poprzez sąsiednie cząsteczki Oddziaływania związane z tworzeniem wiązań wodorowych wodór atom elektroujemny (tlen, azot, chlorowiec) #39 39 #40 40 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 10
Przykłady Najczęściej używany adsorbent żel krzemionkowy SiO 2 nh 2 O Centra adsorpcyjne: grupy silanolowe i siloksanowe Modyfikacje żelu krzemionkowego #41 41 #42 42 Modyfikacje żelu krzemionkowego Tlenek glinu #43 43 #44 44 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 11
Celuloza Naturalny polisacharyd złożony z cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami β(1,4) glikozydowymi Niepolarne Węgle aktywowane powierzchnia właściwa 700 1200 m 2 /g Polimery porowate Niepolarne i polarne; kwasowe i zasadowe Stosowana do analizy i rozdziału związków hydrofilowych, zbyt silnie adsorbowanych przez silikażel lub tlenek glinu #45 45 Duża porowatość powierzchnia właściwa kilkaset m 2 /g #46 46 Podział adsorbentów względem zastosowania: Adsorbent Przykłady zastosowania Jakim wymaganiom powinny odpowiadać dobre adsorbenty: Tlenek glinowy zasadowy Tlenek glinowy obojętny Tlenek glinowy kwasowy Żel krzemionkowy aminy, węglowodory, alkaloidy, zasady heterocykliczne; aminy, amidy, alkaloidy, glikozydy; barwniki, związki kwasowe; aminy, kwasy karboksylowe, amidy, węglowodory, inne związki obojętne Selektywność i specyficzność działania; Duża pojemność adsorpcyjna i porowatość struktury; Całkowity brak rozpuszczalności w roztworze eluującym; Brak reaktywności względem eluentu; Brak reaktywności względem adsorbatu (badanego związku). Celuloza kwasy nukleinowe, sole, barwniki #47 47 #48 48 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 12
Z fazą normalną, faza stacjonarna polarna (np. żel krzemionkowy), faza ruchoma mniej polarna niż faza stacjonarna (rozpuszczalnik organiczny lub mieszanina rozpuszczalników) Z odwróconą fazą Dobór warunków. Rodzaje TLC: faza stacjonarna niepolarna (np. krzemionka związana z długim łańcuchem reszty organicznej), faza ruchoma polarna (mieszanina wody i rozpuszczalnika organicznego) #49 49 Chromatografia zjawiska Związki rozpuszczają się w fazie ruchomej i wędrują wraz z nią. Ruch ten może być spowalniany przez fazę stacjonarną na skutek: adsorpcji chromatografia adsorpcyjna rozpuszczania związku chromatografia podziałowa w fazie stacjonarnej oddziaływań jonowych chromatografia jonowymienna dyfundowania cząstek chromatografia żelowa, sitowa określonej wielkości do żelu tworzenia kompleksów chromatografia powinowactwa #50 50 Chromatografia klasyfikacja metod Chromatografia klasyfikacja metod Stan skupienia fazy ruchomej Ciecz Stan skupienia fazy stacjonarnej Ciało stałe Typ chromatografii Cieczowa, LSC Technika wykonania Planarna Typ chromatografii a) Cienkowarstwowa TLC b) Bibułowa PC Ciecz Gaz Ciecz Ciało stałe Cieczowa, LLC Gazowa, GSC Kolumnowa a) Cieczowa LC b) Gazowa GC c) Wysokosprawna, cieczowa HPLC Gaz Ciecz Gazowa, GLC TLC Thin-layer chromatography ; PC - Paper chromatography #51 51 LC Liquid chromatography; GC Gas chromatography ; HPLC High-performance liquid chromatography; #52 52 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 13
Wymagania względem rozpuszczalników stosowanych jako eluenty Dobór warunków w chromatografii adsorpcyjnej adsorbent - eluent mają odpowiednie właściwości chemiczne (polarność), są dostępne, niedrogie, są czyste, są nie reaktywne (względem adsorbentu i adsorbatu), Na polarnej fazie stacjonarnej mało polarny rozpuszczalnik ma mniejszą siłę wymywania. Im polarniejszy rozpuszczalnik tym większa siła eluowania. odznaczają się średnią lotnością, niezbyt niską t. wrzenia, odznaczają się odpowiednią lepkością i niezbyt wysoką t. wrzenia. #53 53 #54 54 Siła adsorpcji związków organicznych Chromatograficzne rozdzielanie pochodnych benzenu. #55 55 #56 56 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 14
Siła adsorpcji związków organicznych jest większa im większa jest ich polarność: Przykład chromatografii cienkowarstwowej węglowodory nasycone węglowodory nienasycone, aromatyczne chlorowcopochodne etery aldehydy < ketony < estry alkohole fenole aminy, amidy kwasy karboksylowe Silikażel Stopień adsorpcji rośnie ze wzrostem liczby wiązań wielokrotnych, grup funkcyjnych oraz z liczbą podstawników tego samego rodzaju. #57 57 #58 58 Budowa chromatografowanych związków Budowa chromatografowanych związków Adsorbenty polarne mały wpływ wielkości cząsteczki silniejsza adsorpcja związków aromatycznych i heterocyklicznych obecność długich łańcuchów alkilowych zmniejsza adsorpcję izomery orto, meta i para wykazują różną adsorpcję Możliwość rozdzielania izomerów cis i trans - wpływ momentu dipolowego - wpływ budowy geometrycznej #59 59 Adsorbenty niepolarne: adsorpcja w dużym stopniu zależy od wielkości cząsteczki ze wzrostem masy cząsteczkowej rośnie, (np.: na sadzach grafitowanych maksimum adsorpcji dla masy cząsteczkowej 10000 Da, powyżej tej wartości adsorpcja maleje) adsorpcja węglowodorów maleje w szeregu: aromatyczne > parafiny > cykloparafiny #60 60 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 15
Zależność: Związek adsorbent eluent Zależność: Związek adsorbent eluent #61 61 #62 62 DOBÓR UKŁADU DO CHROMATOGRAFII ADSORPCYJNEJ Związki polarne adsorbują się silniej niż związki niepolarne. Zadanie Na podstawie przedstawionych niżej wyników chromatografii TLC określ, którą z substancji A, B, C stanowi : kwas m-chlorobenzoesowy, którą o-aminofenol, a którą 2-metylonaftalen. Narysuj wzory tych związków. Wytłumacz wybór. Zaproponuj schemat rozdziału mieszaniny tych związków. Chromatografowanie związków polarnych wymaga stosowania słabszego adsorbentu ale polarnego eluentu. Do związków niepolarnych stosujemy silniejsze adsorbenty ale niepolarne eluenty. #63 63 #64 64 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 16
Cieczowa chromatografia kolumnowa #65 65 #66 66 Nanoszenie roztworów substancji badanej W technice chromatografii kolumnowej na kolumnę nanosimy mieszaninę związków w jak najmniej polarnym rozpuszczalniku. #67 67 #68 68 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 17
Gdy rozdzielamy mieszaninę związków bezbarwnych Chromatografia podziałowa Układ chromatograficzny w chromatografii podziałowej: Faza stacjonarna ciecz osadzona na nieaktywnym nośniku Faza ruchoma ciecz lub gaz Substancje rozdzielane Rozdział jest wynikiem różnic współczynników podziału #69 69 #70 70 Faza stacjonarna: woda na bibule Typy planarnej chromatografii podziałowej z normalną fazą Faza ruchoma: chloroform Faza stacjonarna: olej parafinowy na bibule z odwróconą fazą Fa za r u ch o m a : w o d a #71 71 N + P Typy kolumnowej chromatografii podziałowej Hydrofilowa faza stacjonarna woda Niepolarna faza ruchoma chloroform z normalnymi fazami P N Hydrofobowa faza stacjonarna chloroform Polarna faza ruchoma N + P woda N P #72 z odwróconymi fazami 72 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 18
Przygotowanie kolumny do chromatografii podziałowej CHROMATOGRAFIA GAZOWA GC Chromatografia z normalnymi fazami Hydrofilowa faza stacjonarna: woda nasycona chloroformem Niepolarna faza ruchoma : chloroform nasycony wodą faza stacjonarna faza ruchoma adsorpcyjna c. stałe gaz podziałowa ciecz gaz Chromatografia z odwróconymi fazami Polarna faza ruchoma: woda nasycona chloroformem zjawiska adsorpcja podział Hydrofobowa faza stacjonarna: chloroform nasycony wodą gaz nośny tylko transportuje substancję, nie oddziałuje z nią #73 73 #74 74 CHROMATOGRAFIA GAZOWA GC Gaz nośny przemieszcza się szybciej niż składniki mieszaniny chromatogram Wartość sygnału t 1 t 1 t 1 #75 75 #76 76 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 19
Chromatogram zapis stężenia substancji w funkcji czasu Ilość próbki w p r o w ad z e ni e p r ó b k i maksimum pasma wskazanie detektora pasmo wzorca czas #77 77 #78 78 Chromatogram zapis stężenia substancji w funkcji czasu Chromatogram czasy retencji wskazanie detektora w p r o w ad z e ni e p r ó b k i t R pasmo wzorca t 0 t R, maksimum pasma t R czas retencji t, R - zredukowany czas retencji t, R = t R t 0 t 0 czas zerowy, czas retencji A B t o = 0,60 s czas retencji substancji niezatrzymywanej t A = 2,10 s czas retencji substancji A t B = 4,50 s czas retencji substancji B Zredukowane czasy retencji: t A = t A t o = 2,10 0,60 = 1,5 s t B = t B t o = 4,50 0,60 = 3,9 s związku niezatrzymywanego czas #79 79 #80 80 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 20
Wielkości charakteryzujące rozdział Wielkości charakteryzujące rozdział k = Współczynnik retencji liczba moli substancji w fazie stacjonarnej liczba moli substancji w fazie ruchomej Czas retencji określa czas od wprowadzenia substancji do chwili pojawienia się maksimum stężenia k = t R t, 0 t R = t t 0 0 t L R = (1+ k) u * k = 1,5 A 0,6 t R zredukowany czas retencji t 0 zerowy czas retencji = 2,5 k = 3,9 B 0,6 = 6,5 #81 81 L długość kolumny, k współczynnik podziału #82 u prędkość przepływu gazu nośnego 82 Wielkości charakteryzujące rozdział Wielkości charakteryzujące rozdział t R1 t R2 t R1 t R2 Współczynnik selektywności, t R2 k 2 α =, = t k R1 t R zredukowany czas retencji, k współczynnik podziału 1 #83 83 wskazanie detektora Rozdzielczość miara skuteczności rozdzielenia składników R = S czas 2 x t R2 w + t w R1 1 2 R S = 1,5 oznacza całkowite rozdzielenie 84 #84 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 21
Chromatogram selektywność, rozdzielczość w1 = w2 = 1,8, α = t R2, = 3,9 1,5 R = S 2 x t R1 t t R2 R1 1 + w 2 w = 2,6 2,4 = 2 x = 2, 67 1,8 #85 85 Wielkości retencyjne Zredukowany czas retencji (t R ) jest charakterystyczny dla substancji w określonym układzie chromatograficznym Na różnych kolumnach substancja wykazuje różne t R t R zależy jeszcze od: Rodzaju i ilości ciekłej fazy stacjonarnej Średnicy kolumny Temperatury kolumny (wahań temperatury w trakcie pomiaru) Prędkości przepływu gazu nośnego Objętości wolnej przestrzeni w aparaturze Innych czynników #86 86 Względne wielkości retencyjne Retencja względna Wielkości retencyjne Indeks retencji I X Indeks retencji I X substancji X wykorzystuje liniową zależność: log t r = ƒ(liczba atomów węgla w n-alkanach) R SW = t' S t' W n = 10 (dekan) t S zredukowany czas retencji badanej substancji t W zredukowany czas retencji wzorca Jako substancje wzorcowe stosuje się n-alkany Retencja względem n-nonanu (C 9 H 20 ) to liczba nonanowa 87 #87 n = 7 (heptan) n = 5 (pentan) Indeksy retencji I X Kovatsa zależą od rodzaju fazy stacjonarnej 88 #88 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 22
Wielkości retencyjne Indeks retencji I X Indeks retencji I X substancji X wykorzystuje liniową zależność: log t r = ƒ(liczba atomów węgla w n-alkanach) Dobór warunków analizy Gazy nośne dobór Gazy nośne: wodór, azot, argon, hel, itp.; rodzaj gazu ma mały wpływ na rozdział; n = 7 (heptan) n = 6 (heksan) Indeksy retencji I X Kovatsa zależą od rodzaju fazy stacjonarnej 89 #89 Wybór zależy od rodzaju detektora, dostępności, czystości gazu, ceny; Przygotowanie: wygrzewanie w wysokiej temperaturze, oczyszczanie (osuszanie, odtlenianie) Regulacja natężenia przepływu powtarzalność pomiarów #90 90 Wymagania: Powierzchnia jednorodna o jednakowej aktywności. Przygotowanie: Aktywacja przez wygrzewanie w wysokiej temperaturze Rodzaje adsorbentów: Nieorganiczne Polimerowe Węglowe Wypełnienia do chromatografii adsorpcyjnej GC: żele krzemionkowe; Corasil, Porasil, Chromosil, itp. polarne i niepolarne; Porapaki, Chromosorby, Polichromy grafityzowane sadze - Carbopaki #91 91 Wypełnienia do chromatografii podziałowej GC: Stacjonarna faza ciekła na nośniku Nośniki silikażele, Chromosorby niesilanizowane, polarne (różnią się zdolnością adsorbowania ciekłej fazy stacjonarnej); Chromosorby silanizowane, niepolarne; Ciekłe fazy stacjonarne gęste, oleiste, mało lotne ciecze; Wymagania odporność termiczna, odporność na działanie gazu nośnego, nieaktywność względem badanych substancji #92 92 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 23
Stacjonarne fazy niepolarne: długołańcuchowe alkany Charakterystyka polarności faz stacjonarnych (Indeksy retencji McReynoldsa) Najczęściej stosowane związki wzorcowe benzen Stacjonarne fazy średnio polarne: żywice, oleje silikonowe 1-butanol CH 3 -CH 2 CH 2 CH 2 -OH 2-pentanol CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH-CH 3 OH Stacjonarne fazy polarne: poliglikole, poliestry nitropropan C H 3 -C H 2 -CH 2 -N O 2 #93 93 pirydyna N #94 94 Wybór fazy stacjonarnej Wybór fazy stacjonarnej Do rozdzielania substancji niepolarnych należy stosować stacjonarną fazę niepolarną. NA NIEPOLARNEJ KOLUMNIE: Substancje niepolarne, różniące się temperaturą wrzenia, eluowane są z kolumny w kolejności temperatur wrzenia (zgodnie z lotnością). Do rozdzielania substancji polarnych należy stosować stacjonarną fazę polarną. NA POLARNEJ KOLUMNIE: Gdy temperatury wrzenia związków są takie same, a polarność różna, z kolumny polarnej najpierw schodzi substancja o mniejszej Gdy temperatury wrzenia związków są takie same, a polarność różna, polarności, jako druga schodzi substancja bardziej polarna. najpierw schodzi substancja bardziej polarna, potem mniej polarna. #95 95 #96 96 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 24
Zadanie: chromatogram na kolumnie polarnej i niepolarnej W wyniku ogrzewania kwasu octowego (K) (tw. 141-142 o C; c.; W, A, E) z 2- propanolem (A) (tw. 107-109 o C) w obecności katalitycznej ilości H 2 SO 4 otrzymano produkt (E) (tw. 141-142 o C; c.; b.t.r. W; A, E). Naszkicuj chromatogram GC dla mieszaniny poreakcyjnej. Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny Dobór temperatury kolumny zależy od: temperatur wrzenia (lotności) rozdzielanych związków, rodzaju wypełnienia; #97 97 #98 98 Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny Chromatografia podziałowa (ciekła faza stacjonarna) Temperatura kolumny niższa od t.wrzenia składników Chromatografia izotermiczna Temperatury składników różnią się 20 o 30 o C stała temperatura kolumny Chromatografia adsorpcyjna (stała faza stacjonarna) Temperatura kolumny wyższa od t.wrzenia składników #99 99 #100 100 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 25
Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny Wpływ temperatury kolumny na rozdział chromatograficzny Ogólna zasada: Zbytnie podwyższenie temperatury pogarsza rozdział (niektóre składniki nie ulegną rozdziałowi dają jeden pik); Zbytnie obniżenie temperatury powoduje poszerzenie i niesymetryczność pików ogonowanie pików, (rozmycie pików spowoduje niewykrycie małych ilości związku). #101 101 #102 102 Programowanie temperatury kolumny a) b) c) 20s 40s 60s d) 10min Zadanie Metodą chromatografii gazowej analizowano następującą mieszaninę. Temperatury wrzenia tych związków zawierają się w granicach 139-141 O C. 1. kwas propionowy, 2. cyklopentanol 3. kwas akrylowy, 4. Acetyloaceton Analizę prowadzono na kolumnie polarnej, zmieniając temperaturę kolumny: 40 O C, 80 O C, 100 O C, 150 O C. Wskaż najlepszy chromatogram w jakiej temperaturze prowadzono tę analizę. Dopasuj pasma do każdego związku. #103 103 #104 104 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 26
Zadanie W wyniku ogrzewania ze stężonym roztworem HBr alkohol neopentylowy (2,2- dimetylopropanol, tw.113 o C) dał oprócz I rzędowego bromku neopentylu (tw.105 o C) jeszcze dwa produkty A (tw. 109 o C) i B (tw. 38 o C). Mieszaninę poreakcyjną badano metodą chromatografii gazowej. Na chromatogramie oprócz pików produktów stwierdzono obecność piku substratu. Przedstaw schemat reakcji. Naszkicuj chromatogram jaki otrzymano stosując kolumnę z wypełnieniem polarnym. Chromatografia jonowymienna Różnice w powinowactwie chemicznym składników rozdzielanej mieszaniny do złoża jonowymiennego - obdarzonego ładunkiem. Właściwości wymieniaczy jonowych: nierozpuszczalne w wodzie, a? odporne chemicznie, ziarna muszą wykazywać formę kulistą. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 jednostki czasu #105 105 #106 106 Chromatografia jonowymienna Budowa złoża jonowymiennego Rodzaje wymieniaczy jonowych Anionity - wymieniają aniony Kationity - wymieniają kationy A) szkielet polimerowy B) grupy funkcyjne związane z organicznym szkieletem C) przeciwjony Amfolity - wymieniają oba rodzaje jonów w zależności od ph Jony bipolarne - wymieniają i aniony i kationy #107 107 #108 108 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 27
Szkielet polimerowy Budowa złoża jonowymiennego żywice jonowymienne lub modyfikowane celulozy. Chromatografia jonowymienna Przeciwjony - biorą udział w wymianie mają przeciwny ładunek do grupy funkcyjnej. Grupy funkcyjne związane z organicznym szkieletem grupy funkcyjne kationitów mają charakter kwasowy np.: -SO 3 H, -COOH, -PhOH; grupy funkcyjne anionitów mają charakter zasadowy np.: -NH 2, -NHR, -NR 3. np. przeciwjony w kationitach: H +, Na +, K + itp. przeciwjony w anionitach: OH, Cl, NO 3, CH 3 COO itp. #109 109 #110 110 Chromatografia jonowymienna Chromatografia jonowymienna #111 111 #112 112 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 28
Chromatografia jonowymienna Powinowactwo jonów Chromatografia żelowa Wykorzystanie różnic w wielkości każdego składnika próbki. rośnie ze wzrostem ładunku elektrycznego jonu dla jonów o jednakowym ładunku, powinowactwo wzrasta ze wzrostem masy jonu Małe cząsteczki wnikają do wnętrza ziaren polimeru i są zatrzymywane Przykład: Rozdział białek różniących się masą cząsteczkową lub oddzielanie białek od składników #113 113 oczyszczone białko jest eluowane z kolumny niskocząsteczkowych #114 114 Chromatografia powinowactwa (afinitywna) Wykorzystanie specyficzności biologicznej każdego składnika próbki rozpuszczonej w fazie ruchomej, powodującej odmienną interakcję z ligandem związanym z powierzchnią adsorbentu; ligand Przykłady: oddziaływanie enzym substrat, enzym inhibitor, przeciwciało antygen itp. adsorbent białko z wysokim powinowactwem do ligandu zatrzymane na kolumnie białko #115 nieoddziałujące 115 IZO - Chromatografia IZIZOObszar stopki 29