H13.2 les 4 Gaschromatografie kwalitatief

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Gaschromatografie: kwalitatief

NOVA H13 Analysetechnieken

H13.3 Gaschromatografie - les 4

Nodig:

boekje H13, schrift

laptop 

Gaschromatografie

leerdoelen:

• Je kunt uitleggen hoe een gaschromatograaf werkt
  
• Je kunt de aanwezigheid van stoffen aangeven met behulp van de retentietijd 

bij gaschromatografie wordt een stof/mengsel in de gasfase gebracht en daarna op de kolom gescheiden

mobiele

fase

stationaire

fase

oven

N.a.v. het filmpje van zojuist: Was het een zuivere stof of een mengsel?

1. Het was een zuivere stof
2. Het was een mengsel

druk op het luidsprekertje voor toelichting

Verdelingsevenwicht stof A

A (stationaire fase) <=>A (mobiele fase)

Hoe lang het duurt voordat moleculen van een stof 'elueren' (uit de kolom bij de detector komen) hangt af van...(meerdere antwoorden mogelijk)

1. de moleculen van de stof zelf
2. de stationaire fase
3. de temperatuur in de oven
4. het debiet (stroomsnelheid in mL/s) van het draaggas

Kwalitatief vs Kwantitatief

We kunnen twee dingen uitvinden met gaschromatografie!

• Een kwalitatief resultaat dat laat zien welke stof aanwezig is.
  
• Een kwantitatief resultaat dat aanduid hoeveel van een bepaalde stof aanwezig is

• Deze les gaat over gaschromatografie als kwalitatieve methode, de volgende les over GC als kwantitatieve analysetechniek

druk op het luidsprekertje voor toelichting

Gaschromatografie als kwalitatieve bepaling:

Om stoffen te identificeren kijk je naar de retentietijd (tR)

De retentietijd is de tijd...

1. die het draaggas er over doet om van de injector bij de detector te komen
2. die de stationaire fase er over doet om van de injector bij de detector te komen
3. die de moleculen van stof X in het monster er over doen om van de injector bij de detector te komen
4. die verstrijkt van het begin tot het eind van een kwalitatieve analyse middels gaschromatografie

Retentietijd en stationaire fase

• De retentietijd is afhankelijk van de stationaire fase 
  
• Aan de stationaire fase vind adsorptie plaats
• Vaak geeft het kookpunt van een stof een indicatie over de mate van adsorptie aan de stationaire fase. 
• Hoe sterker iets adsorbeert hoe langer de retentie tijd is!

principe van de scheiding

Hier zie je nogmaals het principe van gaschromatografie uitgelegd. Het monster is een mengsel van een witte stof en een zwarte stof. Aan de wand van de hele kolom zit de stationaire fase (bruin). De witte stof hecht minder goed aan de stationaire fase dan de zwarte stof. De witte stof komt dus als eerst bij de detector aan. Ook de zwarte stof 'elueert', want de temperatuur is dusdanig hoog dat geen stof blijft plakken.

Retentietijd en stationaire fase

• Een polaire stof adsorbeert goed aan een polaire stationaire fase want deze stoffen kunnen dipool-dipool bindingen en waterstof bruggen met elkaar aangaan.
  
• Een polaire stof adsorbeert slecht aan een apolaire stationaire fase
• De keuze van de stationaire fase bepaalt dus de retentietijd van de stof (temperatuur, draaggas etc = controlevariabele)

Wanneer de stationaire fase 'apolair' (een hydrofobe stof) is...(meerdere antwoorden mogelijk)

1. heeft een stof die bestaat uit apolaire moleculen een grotere retentietijd dan een stof die bestaat uit polaire moleculen
2. heeft een stof die bestaat uit polaire moleculen een grotere retentietijd dan een stof die bestaat uit apolaire moleculen
3. bereikt een hydrofobe stof eerder de detector dan een hydrofiele stof
4. bereikt een hydrofiele stof eerder de detector dan een hydrofobe stof

leren redeneren:

In welk soort stationaire fase heeft octaan een kortere retentietijd en waarom?

In welk soort stationaire fase heeft octaan een kortere retentietijd en waarom?

• 
  
• octaan = C8H18                                                = apolaire stof. 
• Korte retentietijd = slecht aanhechten aan stationaire fase,
• dus de stationaire fase moet polair zijn

In welk soort stationaire fase heeft octaan een korte retentietijd en waarom?

en nog eens....

waarom hebben propaan-1-ol en butaan-1-ol niet dezelfde retentietijd?

Waarom hebben propaan-1-ol en butaan-1-ol niet dezelfde retentietijd?

en nog eens....

Welke van deze kolommen heeft een apolaire vulling en waarom?

	Pentaan	Propaan
Kolom A	130 s	75 s
Kolom B	20 s	420 s

• pentaan is groter apolair molecuul dan propaan, 
• dus zal sterkste vdW binding vormen en het beste hechten aan een apolaire stationaire fase. 
• pentaan heeft in een apolaire kolom een grotere retentietijd dan propaan, 
• dus kolom A heeft een apolaire vulling

Welke van deze kolommen heeft een apolaire vulling en waarom?

	Pentaan	Propaan
Kolom A	130 s	75 s
Kolom B	20 s	420 s

Welk van de chromatogrammen is verkregen na de tweede analyse?

1. 
2. 
3. 
4. 

1. Is het korreltje gehydrateerd silica polair of apolair?

2. Is de stationaire fase van korreltjes gehydrateerd silica
geschikt voor de scheiding van polaire stoffen of voor apolaire stoffen?

1. 1. polair 2. polaire stoffen
2. 1. polair 2. apolaire stoffen
3. 1. apolair 2. polaire stoffen
4. 1. apolair 2. apolaire stoffen

Hoe goed heb jij de stof begrepen?

😒🙁😐🙂😃

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd

Wat heb jij nog nodig om de stof nog beter te begrijpen?

eigen werk

leren: H13.2 principe van gaschromatografie en toepassing als kwalitatieve bepaling (blz 98 + 99)

maken en nakijken: H13.2 opgave 14, 17 en 18