Kromatografi gas cara kerjanya, jenis, bagian, aplikasi



itu kromatografi gas (CG) adalah teknik analisis instrumental yang digunakan untuk memisahkan dan menganalisis komponen campuran. Ini juga dikenal sebagai kromatografi partisi gas-cair, yang, sebagaimana akan dilihat nanti, adalah yang paling tepat untuk merujuk pada teknik ini..

Dalam sejumlah bidang kehidupan ilmiah, ini merupakan alat yang sangat diperlukan dalam studi laboratorium, karena merupakan versi mikroskopis dari menara distilasi, yang mampu menghasilkan hasil berkualitas tinggi.

Seperti namanya, ia menggunakan gas dalam pengembangan fungsinya; lebih tepatnya, mereka adalah fase gerak yang menyeret komponen campuran.

Gas pembawa ini, yang dalam kebanyakan kasus adalah helium, berjalan melalui bagian dalam kolom kromatografi, sementara pada saat yang sama akhirnya memisahkan semua komponen.

Gas-gas pengangkut lain yang digunakan untuk tujuan ini adalah nitrogen, hidrogen, argon dan metana. Pemilihan ini akan tergantung pada analisis dan detektor digabungkan ke sistem. Dalam kimia organik, salah satu detektor utamanya adalah spektrofotometer massa (MS); oleh karena itu, teknik ini memperoleh nomenklatur GC / MS.

Jadi, tidak hanya semua komponen campuran dipisahkan, tetapi diketahui apa massa molekulnya, dan dari sana, hingga identifikasi dan kuantifikasi mereka..

Semua sampel mengandung matriks mereka sendiri, dan karena kromatografi mampu "mengklarifikasi" untuk penelitiannya, itu telah sangat membantu untuk kemajuan dan pengembangan metode analitik. Dan di samping itu, bersama dengan alat multivarian, cakupannya bisa naik ke tingkat yang tidak terduga.

Indeks

  • 1 Cara kerja kromatografi gas?
    • 1.1 Pemisahan
    • 1.2 Deteksi
  • 2 Jenis
    • 2.1 CGS
    • 2.2 CGL
  • 3 Bagian dari kromatografi gas
    • 3.1 Kolom
    • 3.2 Detektor
  • 4 Aplikasi
  • 5 Referensi

Cara kerja kromatografi gas?

Bagaimana cara kerja teknik ini? Fase gerak, yang komposisinya maksimum adalah gas pembawa, menarik sampel ke dalam kolom kromatografi. Sampel cairan perlu menguap, dan untuk memastikan ini, komponennya harus memiliki tekanan uap tinggi.

Jadi, gas pembawa dan sampel gas, yang diuapkan dari campuran cairan asli, merupakan fase gerak. Tapi apa fase stasioner?

Jawabannya tergantung pada jenis kolom di mana tim bekerja atau menuntut analisis; dan pada kenyataannya, fase diam ini mendefinisikan jenis CG yang dipertimbangkan.

Pemisahan

Dalam gambar pusat diwakili dengan cara sederhana operasi pemisahan komponen di dalam kolom di CG.

Molekul gas pembawa dihilangkan agar tidak bingung dengan sampel yang diuapkan. Setiap warna sesuai dengan molekul yang berbeda.

Fase diam, meskipun tampak seperti bola oranye, sebenarnya adalah lapisan tipis cairan yang membasahi dinding bagian dalam tulang belakang..

Setiap molekul akan larut atau akan mendistribusikan berbeda dalam cairan tersebut; mereka yang paling berinteraksi dengannya tertinggal, dan yang tidak, bergerak lebih cepat.

Akibatnya, pemisahan molekul terjadi, seperti yang terlihat dengan titik-titik berwarna. Dikatakan bahwa titik-titik atau molekul ungu menghindari pertama, sedangkan yang biru akan keluar terakhir.

Cara lain untuk mengatakan hal di atas adalah sebagai berikut: molekul yang lolos pertama memiliki waktu retensi terpendek (TR).

Jadi, Anda dapat mengidentifikasi molekul mana yang secara langsung membandingkan T merekaR. Efisiensi kolom berbanding lurus dengan kemampuannya memisahkan molekul dengan afinitas serupa untuk fase diam.

Deteksi

Setelah pemisahan selesai seperti yang ditunjukkan pada gambar, titik-titik akan hilang dan terdeteksi. Untuk ini, detektor harus peka terhadap gangguan atau perubahan fisik atau kimia yang disebabkan oleh molekul-molekul ini; dan setelah itu, akan merespons dengan sinyal yang diperkuat dan diwakili melalui kromatogram.

Kemudian dalam kromatogram di mana sinyal, bentuk dan ketinggiannya dapat dianalisis sebagai fungsi waktu. Contoh dari titik-titik berwarna harus berasal dari empat sinyal: satu untuk molekul ungu, satu untuk yang hijau, satu lagi untuk yang mustard, dan sinyal terakhir, dengan T yang lebih tinggiR, untuk yang biru.

Asumsikan bahwa kolom tersebut kurang dan tidak dapat memisahkan molekul berwarna biru dan mustard dengan benar. Apa yang akan terjadi Dalam hal ini, empat tidak akan diperoleh pita elusi, tapi tiga, karena dua yang terakhir tumpang tindih.

Ini juga dapat terjadi jika kromatografi dilakukan pada suhu yang terlalu tinggi. Mengapa Karena semakin tinggi suhunya, semakin cepat migrasi molekul gas akan, dan semakin rendah kelarutannya; dan karena itu, interaksinya dengan fase diam.

Jenis

Pada dasarnya ada dua jenis kromatografi gas: CGS dan CGL.

CGS

CGS adalah akronim untuk Gas-Solid Chromatography. Hal ini ditandai dengan memiliki fase diam yang solid dan bukan cairan.

Padatan harus memiliki pori-pori dengan diameter terkontrol di mana molekul dipertahankan saat mereka bermigrasi ke bawah kolom. Zat padat ini biasanya adalah saringan molekuler, seperti zeolit.

Ini digunakan untuk molekul yang sangat spesifik, karena CGS biasanya menghadapi beberapa komplikasi eksperimental; sebagai contoh, padatan dapat mempertahankan salah satu molekul secara ireversibel, sepenuhnya mengubah bentuk kromatogram dan nilai analitisnya..

CGL

CGL adalah Kromatografi Gas-Cair. Jenis kromatografi gas inilah yang mencakup sebagian besar dari semua aplikasi, dan oleh karena itu yang paling berguna dari kedua jenis ini.

Bahkan, CGL identik dengan kromatografi gas, meskipun tidak ditentukan apa yang sedang dibahas. Mulai sekarang, hanya CG jenis ini yang akan disebutkan.

Bagian dari kromatografi gas

Gambar atas menunjukkan diagram yang disederhanakan dari bagian-bagian kromatografi gas. Perhatikan bahwa tekanan dan aliran aliran gas carriage dapat diatur, dan juga suhu tungku yang memanaskan kolom.

Dari gambar ini Anda dapat meringkas CG. Dari silinder mengalir arus He, yang tergantung pada detektor, sebagian dialihkan ke arahnya dan yang lain pergi ke injektor.

Sebuah microsyringe ditempatkan di injector, dengan mana volume sampel dalam urutan μL dilepaskan segera (tidak secara bertahap)..

Panas oven dan injektor harus cukup tinggi untuk menguapkan sampel secara instan; kecuali sampel gas disuntikkan langsung.

Namun, suhunya tidak bisa terlalu tinggi, karena bisa menguapkan cairan dari kolom, yang berfungsi sebagai fase diam.

Kolom dikemas sebagai spiral, meskipun juga bisa berbentuk U. Sampel bergerak sepanjang kolom, mencapai detektor, yang sinyalnya diperkuat sehingga memperoleh kromatogram.

Kolom

Di pasaran ada banyak katalog dengan banyak pilihan untuk kolom kromatografi. Pemilihan ini akan tergantung pada polaritas komponen yang akan dipisahkan dan dianalisis; jika sampelnya adalah apolar, maka kolom dengan fase diam yang paling tidak polar akan dipilih.

Kolom bisa dari jenis atau kapiler yang dikemas. Kolom gambar pusat adalah kapiler, karena fase diam meliputi diameter internal tetapi tidak semua bagian dalamnya.

Pada kolom yang penuh, semua bagian dalamnya telah diisi dengan padatan yang biasanya berupa debu bata tahan api atau tanah diatom.

Bahan luarnya terdiri dari tembaga, stainless steel, atau bahkan kaca atau plastik. Masing-masing memiliki karakteristik yang berbeda: mode penggunaan, panjang, komponen yang paling baik diatur untuk memisahkan, suhu kerja optimal, diameter internal, persentase fase diam yang teradsorpsi pada penyangga solid, dll..

Detektor

Jika kolom dan tungku adalah jantung dari CG (baik itu CGS atau CGL), detektor itu adalah otak Anda. Jika detektor tidak berfungsi, tidak masuk akal untuk memisahkan komponen sampel, karena mereka tidak akan tahu apa itu. Detektor yang baik harus peka terhadap keberadaan analit dan menanggapi sebagian besar komponen.

Salah satu yang paling banyak digunakan adalah konduktivitas termal (TCD), akan merespons semua komponen, tetapi tidak dengan efisiensi yang sama dengan detektor lain yang dirancang untuk sekumpulan analit tertentu..

Misalnya, detektor ionisasi nyala (FID) dimaksudkan untuk sampel hidrokarbon atau molekul organik lainnya.

Aplikasi

-Kromatografi gas tidak dapat dilewatkan di laboratorium investigasi forensik atau kriminal.

-Dalam industri farmasi digunakan sebagai alat analisis kualitas dalam mencari kotoran dalam batch obat-obatan yang diproduksi.

-Ini membantu mendeteksi dan mengukur sampel obat, atau memungkinkan analisis untuk memeriksa apakah seorang atlet didoping.

-Ini digunakan untuk menganalisis jumlah senyawa terhalogenasi dalam sumber air. Demikian juga, tanah dapat menentukan tingkat kontaminasi oleh pestisida.

-Analisis profil asam lemak sampel dari asal yang berbeda, baik sayuran atau hewan.

-Dengan mengubah biomolekul menjadi turunan yang mudah menguap, mereka dapat dipelajari dengan teknik ini. Dengan demikian, kandungan alkohol, lemak, karbohidrat, asam amino, enzim dan asam nukleat dapat dipelajari.

Referensi

  1. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kimia Analitik Kuantitatif. Kromatografi gas-cair. (Ed kelima.) PEARSON Prentice Hall.
  2. Carey F. (2008). Kimia Organik (Edisi keenam). Mc Graw Hill, p577-578.
  3. Skoog D. A. & West D. M. (1986). Analisis Instrumental (Edisi kedua). Interamerika.
  4. Wikipedia. (2018). Kromatografi gas. Diperoleh dari: en.wikipedia.org
  5. Thet K. & Woo N. (30 Juni 2018). Kromatografi gas. Teks Libre Kimia. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
  6. Universitas Sheffield Hallam. (s.f.). Kromatografi gas. Diperoleh dari: teaching.shu.ac.uk