Chromatograf gazowy

[lisa2]

Co to jest Chromatograf gazowy, jaka jest jego konstrukcja, do czego służy?

Proszę o odpowiedzi w miarę proste i z przykładami.

lisa2

[Gość: bchem]

Pare slow o chromatografii, o ile jestem w stanie pisac bez rysowania (o ile
latwiejsze by to bylo...).
Na poczatek cos prostego, co powinno przyblizyc sama idee tej techniki.

Wymieszaj roztwory kilku roznokolorowych akwareli albo barwnikow do malowania
jajek. Wylej mieszanine na spodeczek. Postaw w niej pionowo zwykla, biala,
szkolna krede. Poczekaj godzinke lub dwie - roztwor z barwnikami bedzie podsiakal
do gory, szybkosc migracji poszczegolnych barwnikow bedzie rozna, a efektem jest
rozdzielenie mieszaniny - poziome warstwy mniej lub bardziej czystych kolorow na
kredzie. To byla chromatografia cieczowa - rozdzielenie mieszaniny na stalym
nosniku (kreda) za pomoca cieklego eluentu (woda). Chromatografia zawdziecza
swoja nazwe wlasnie takim prostym, wczesnym eksperymentom z rozdzielaniem
barwnikow. Zasady rozdzialu bywaja mniej lub bardziej skomplikowane, ale zawsze
chodzi o rozna szybkosc przemieszczania sie skladnikow mieszaniny przez zloze (w
tym przypadku kreda). Na szybkosc przemieszczania sie czasteczek substancji
skladajacych sie na mieszanine wplywaja ich interakcje z czasteczkami zloza,
jesli wlasciwosci fizyczne czy chemiczne tych substancji roznia sie wystarczajaco
i dlugosc zloza jest odpowiednia, to nastepuje rozdzial mieszaniny. W przypadku
tego przykladu z kreda ruch mieszaniny wzdluz zloza wymuszony jest "podsiakaniem"
cieczy w zlozu. Tak mozna rozdzielac ciecze lub rozpuszczone ciala stale.

Jesli chodzi o rozdzial substancji lotnych, stosuje sie chromatografie gazowa, o
ktora ci chodzi. Zamiast roztworu cieklego jest gaz nosny, przepuszczany prez
kolumne (rure)ze zlozem, do tego gazu wprowadza sie rozdzielana probke znajdujaca
sie w tym samym stanie skupienia (tzn. gazowym). Przy odpowiednim dobraniu
wlasciwosci zloza, dlugosci kolumny i paru innych parametrow z kolumny schodza
frakcje zawierajace rozdzielone poszczegolne skladniki mieszaniny. Oczywiscie
trudno w tym przypadku o wizualne rozpoznanie gdzie (a wlasciwie kiedy) schodza z
kolumny interesujace nas substancje, zamiast tego wychodzacy z kolumny gaz
wpuszcza sie do detektora, ktory mierzy np. wlasciwosci optyczne skladnikow
mieszaniny. Efektem jest chromatogram, czyli wydruk przypominajacy przekroj prez
Himalaje, na ktorym wierzcholki oznaczaja kolejna substancje schodzaca z kolumny
(stosujac odpowiednie kolektory frakcji mozna te substancje osobno zbierac).

A budowa chromatografu gazowego, w duzym uproszczeniu, to port nastrzykowy, czyli
miejsce, gdzie probke mieszaniny wstrzykuje sie na kolumne, dalej kolumna
chromatograficzna ze zlozem odpowiednim do planowanego rozdzialu (dobranym na
podstawie znanych lub przewidywanych wlasciwowsci fizyko-chemicznych
rozdzielanych substancji), detektor (dobrany na tych samych zasadach) i
ewentualnie kolektor frakcji. Przez caly uklad przepuszczany jest gaz nosny,
ktorego ruch zapewnia przemieszczanie sie naszej mieszaniny wzdluz kolumny.

Przepraszam za skrajne uproszczenie opisu (fizykow moze to troche irytowac), ale
technik chromatograficznych jest cale mnostwo, o chromatografii gazowej napisano
ciezkie tomy, a fizyka rozdzialu to tez temat na ksiazke. Mam nadzieje, ze ten
opis w jakis sposob odpowiada twoim oczekiwaniom, jesli nie, jestem gotow
uzupelnic go szczegolami, w miare skromnych mozliwosci.
Pozdrawiam i ide puscic mala chromatografie...

[lisa2]

Dziękuję, opis wystarczająco jasny i prosty, zrozumiałam wszystko.

Powtórzę to co zrozumiałam.

Chromatograf, jest to urządzenie do analizy: cieczy, gazu i czegoś tam jeszcze
czego, nie wiem, ale chyba jeszcze czegoś tam może być.

Zwykle jest to urządzenie powodujące rozdzielenie składników badanej cieczy lub
gazu. Działa on wykorzystując własności analizowanych cieczy lub gazów, tj. ich
gęstości, właściwości itp.

Chromatograf, w uproszczeniu, zwykle jest rurą zawierającą jakiś, odpowiedni gaz
(w przyp. Chr. Gaz.), mający właściwości rozdzielające, na całej jego długości są
rozmieszczone ujścia zamknięte czujnikami o jakichś tam parametrach (nastrojonych
na konkretny analizowany składnik).

Chromatograf jest wykorzystywany do separowania składników badanego materiału i w
ten sposób można nim wykrywać skład chemiczny.

Czy dotąd dobrze?

Następne pytania:

Jakie są zastosowania chromatografów gazowych, w przemyśle, w medycynie inne?
Czy można nimi, czy jest to opłacalne, rozdzielanie np. jakichś pierwiastków, np.
tlenu czy gazów trujących z gazu spalinowego.

Czy chromatograf w wielkim uproszczeniu możemy nazwać filtrem?

lisa2

[Gość: bchem]

chyba troche za bardzo uproscilem cala sprawe...
po kolei.

lisa2 napisał(a):


> Chromatograf, jest to urządzenie do analizy: cieczy, gazu i czegoś tam jeszcze
> czego, nie wiem, ale chyba jeszcze czegoś tam może być.

Chromatografia oczywiscie jest technika analityczna, ale chodzi o rozdzial
mieszaniny - chodzi o to, zeby mozna bylo analizowac (z uzyciem detektorow
podlaczonych do kolumny chromatograficznej) po kolei poszczegolne skladniki
mieszaniny. Mozna (przy odpowiednio duzej skali) zbierac osobno poszczegolne
skladniki, a co za tym idzie, jest to sposob na ich oczyszczanie. Ale faktycznie
chromatografia kojarzy sie glownie z wykrywaniem; jest to etap pozniejszy, ale
zwykle sprzezony z rozdzialem.

> Zwykle jest to urządzenie powodujące rozdzielenie składników badanej cieczy lub
>
> gazu. Działa on wykorzystując własności analizowanych cieczy lub gazów, tj. ich
>
> gęstości, właściwości itp.

Sa rozne rodzaje chromatografii, wykorzystujace rozne wlasciwosci fizyczne lub
chemiczne skladnikow mieszanin. Wyobraz sobie, ze kolumna chromatograficzna to
dlugi korytarz. Rozdzielana "mieszanina" to grupa mezczyzn homo- i
heteroseksualnych (sorry za glupi przyklad, ale akurat to mi przyszlo do
glowy...). Zeby ja rozdzielic, nalezy dobrac "zloze", w tym przypadku najlepiej
wypelnic korytarz atrakcyjnymi blondynkami. Teraz trzeba jeszcze jakos spowodowac
"przeplyw" probki przez "kolumne" - mozna w tym celu uzyc sfory bullterierow.
Efekt jest taki, ze najszybciej z "kolumny" schodza osobniki homoseksualne, jako
ze ich interakcje ze "zlozem" sa ograniczone do minimum. Natomiast znacznie
dluzej przez "kolumne" bedzie przechodzic frakcja hetero, ze wzgledu na bardziej
zlozone interakcje z "materialem zloza". A tym samym, masz w efekcie rozdzial
mieszaniny na dwie frakcje. Jak juz maszx osobno te frakcje, mozesz dokonac ich
precyzyjnej identyfikacji (a wiec analizy jakosciowej) stosujac zewnetrzny
detektor w postaci np. pojedynczej blondynki lub atrakcyjnego chloptasia, ale to
juz etap poza chromatografia.
>
> Chromatograf, w uproszczeniu, zwykle jest rurą zawierającą jakiś, odpowiedni ga
> z
> (w przyp. Chr. Gaz.), mający właściwości rozdzielające, na całej jego długości
> są
> rozmieszczone ujścia zamknięte czujnikami o jakichś tam parametrach (nastrojony
> ch
> na konkretny analizowany składnik).

Chromatograf gazowy to faktycznie rura ze zlozem, ale "czujniki", czyli detektor
umieszczony jest na samym koncu i przechodza przez niego po kolei frakcje
rozdzielonej mieszaniny. I "wlasciwowsci rozdzielajace" ma raczej samo zloze, gaz
jest srodowiskiem, w ktorym znajduje sie rozdzielana mieszanina, ruch gazu
zapewnia przeplyw przez kolumne (nie mozna wstrzyknac do kolumny np. 1 mm
kwadratowego mieszaniny i czekac, az zdazy sie cud i ta mieszanina zacznie
wedrowac wzdluz kolumny).

> Jakie są zastosowania chromatografów gazowych, w przemyśle, w medycynie inne?
> Czy można nimi, czy jest to opłacalne, rozdzielanie np. jakichś pierwiastków, n
> p.
> tlenu czy gazów trujących z gazu spalinowego.
>
> Czy chromatograf w wielkim uproszczeniu możemy nazwać filtrem?
>

Filtracja sama w sobie chromatografia nie jest, ale wielkosc pustych przestrzeni
pomiedzy ziarnami materialu zloza w kolumnie w pewnych przypadkach ma znaczenie
dla rozdzialu, podobnie jak to jest w filtracji (ale uproszczenie staje sie tutaj
juz zbyt duze). To wszystko jest na tyle zawile, ze pelne wytlumaczenie
mechanizmow naprawde przekracza mozliwosci tego forum (i chyba moje tez...).

Chromatografie, w tym gazowa, stosuje sie czesto do wykrywania jakiegos
konkretnego skladnika mieszaniny. Jesli jest to np. osocze krwi, to stosujac
chromatografie cieczowa mozna podlaczyc do sprzetu detektor czy np. spektrometr
masowy i nastawic sie wylacznie na wykrywanie np. heroiny czy jej metabolitow.
Ale podkreslam jeszcze raz - sam chromatograf tylko rozdziela mieszanine, czy
mamy zamiar identyfikowac jej skladniki schodzace z kolumny, czy nie, to juz
nasza sprawa (zwykle jednak chcemy). Sam rozdzial zwykle jest tani (pytalas o
oplacalnosc), pod warunkiem, ze mamy sprzet, a w przypadku chromatografii gazowej
wyposazenie jest raczej kosztowne.
Pozdrawiam.

[lisa2]

Dziękuję

lisa2