GC Instrumentatie H19

• Instrumentele analyse
• MBO
• Studiejaar 3

Instrumentatie GC

Injectiesystemen:

• Verdampingsinjector
• Splitinjector
• Splitlessinjector
• On Column
• (Purge and Trap)
• (Headspace)

Verdampingsinjector (gepakte kolommen)

01:20

Waarom wordt na het opzuigen van het monster de naald gevuld met lucht?

1. Je wil ook lucht injecteren om een piek te krijgen van de onvertraagde component.
2. Omdat anders het injectievolume niet klopt.
3. Geen idee.
4. Om vroegtijdige verdamping bij injectie van het monster te voorkomen.

Splitinjector

Splitinjector

Split Injectie
:

• 0.2-2% van het monster komt op de kolom
  
• Split ratio variërend van 50:1 tot 600:1
  
• Hoe groot is de splitratio in het voorbeeld?

een monster bevat eencomponent in een concentratie van 25 g/L. Hiervan wordt 1 uL geïnjecteerd. Hoeveel µg van deze component komt
op de kolom terecht bij een splitratio van 50:1?

Splitinjector

Splitlessinjector

Splitless Injectie

• Ongeveer 80% van het monster komt op de kolom
• Voor sporen analyse waarbij de te bepalen componenten < 0.01% van het monster beslaat.
• Groot injectievolume (~2 mL) wordt langzaam geïnjecteerd (2s) 
• “Solvent trapping” om brede pieken te voorkomen

Splitinjector

On columninjectie

On-column Injectie

• ~100% op de kolom
  
• Voor componenten die ontbinden boven hun kookpunt.
  
• Vloeistof direct op de kolom geïnjecteerd
  
• Lage start temperatuur
• Verwarmen van de kolom initieert de scheiding

Bij een splitinjectie is het van belang dat:

1. De concentratie van de monsteroplossing voldoende groot is.
2. De concentratie van de monsteroplossing niet te groot is.
3. Je niet te veel monster injecteert anders raakt de kolom overbeladen.
4. Geen idee.

Een on-column injectie wordt gebruikt wanneer:

1. Ik een groot volume moet injecteren.
2. Ik een klein volume moet injecteren.
3. Wanneer de concentratie van de componenten heel laag zijn.
4. Componenten thermisch instabiel zijn

Een verdampingsinjector wordt gebruikt wanneer:

1. Bij hoge concentraties van de monsteroplossing.
2. Bij componenten die moeilijk in gasfase te brengen zijn.
3. bij gepakte kolommen
4. Bij sporenanalyse (lage concentraties)

Capillaire kolommen

Open tubular; lange kolommen met een kleine diameter

Waarom geeft een kolom met een kleinere interne diameter een betere resolutie?

Waarom geeft een kolom met een kleinere interne diameter meer vertraging?

Stationaire fases:

• “like dissolves like”
  
• A-polaire kolommen voor a-polaire componenten
  
• 
  Sterk polaire kolomen voor sterk polaire componenten 
• 
  Om “bleeding”te voorkomen van de stationaire fase vind crosslinking plaats 
• Elutievolgorde veelal op basis van kookpunt.
• Tweede factor is interactie met de stationaire fase
• 
  

Draaggas

Waarom is de resolutie bij gebruik van stikstof als mobiele fase zoveel slechter?

De verdelingscoëfficiënten van stof A, B en C zijn K(a) = 0,50; K(b) = 0,20; K(c) = 0,75. In welke volgorde komen ze van de kolom?

1. Eerst A dan B en dan C
2. Eerst B dan C en dan A
3. Eerst B dan A en dan C
4. Eerst C dan A en dan B

Detectoren

Thermal Conductivity Detector (TCD)

Helium heeft een hoge thermische conductiviteit. Indien er een component aanwezig is dan neemt de thermische conductiviteit af. Hierdoor wordt het filament minder afgekoeld en dus warmer waardoor de weerstand verandert en dus een verandering in elektrisch signaal.  

• Universeel
  
• Niet erg gevoelig
  
• Gevoelig voor wisselingen in flow.
  

Detectoren

Flame Ionization Detector (FID)

Mobiele fase wordt gemengd met lucht en waterstofgas en verbrand in een vlam. Aanwezig koolstof wordt geïoniseerd. Hierdoor gaat stroompje lopen.

• Geschikt voor alle organische componenten
• Goede gevoeligheid.

Detectoren

Electron Capture Detector (ECD)

Nikkelfolie produceert flow aan elektronen. Wanneer een component voorbij komt met een hoge elektronegativiteit dan wordt deze stroom van elektronen onderbroken.

• Halogeenhoudende componenten en andere eletronegatieve componenten
  
• Heel gevoelig
  

Detectoren

Massaspectrometer

• Om een stof met de massaspectrometer te kunnen analyseren dient het in de gasfase te zijn.
  
• Met behulp van een vacuümpomp wordt het gasvormige monster vervolgens door het apparaat gezogen.
  
• Hierbij passeert het monster een aantal verschillende onderdelen:

Ionisatiekamer

Moleculen worden onder invloed van een zeer krachtig elektrisch veld, gebombardeerd met elektronen.

Hierbij ontstaat een positief geladen molecuulion. 

Elektrisch veld

De gevormde fragmenten worden in een volgend onderdeel van de massaspectrometer versneld door middel van een elektrisch veld.

Magnetisch veld

Het magnetisch veld zorgt er voor dat de fragmenten worden afgebogen. De mate van afbuiging is afhankelijk van de massa: de zwaarste ionen zullen het minst worden afgebogen

Massaspectrum

Molecuulmassa

De isotopen van broom (79 en 80) zorgen voor 2 molecuulionen bij 110 en 108

De weerstand van een geleider neemt toe met stijgende temperatuur.
Welke detector is gebaseerd op dit principe?

Een analist wil het ethanol gehalte in jenever bepalen met behulp van GC. Hij maakt standaarden met een oplopend gehalte aan ethanol. Aan elke standaard wordt 1-butanol toegevoegd als interne standaard. Wat is de functie van een interne standaard?

Wanneer we gebruik maken van een FID. Hoeveel pieken zien we in het chromatogram, wanneer we een mengsel van ethanol/butanol/water injecteren?

19.7 Monstervoorbewerking

Welke monster-
voorbewerkingen ken je?

Extraheren