أساسيات الكروماتوغرافيا الغازية المحتويات: مقدمة • ما هي تقنية الفصل ألي مركب؟ • ما هي كروماتغرافيا الغاز ؟ • استخدامات ؟ • كيف يبدو الكروماتوجرام؟ تكوين نظام • لمحة عامة • مصدر الغاز • العينات • المدخل • العمود • الكاشف • إخراج ما هي تقنية الفصل ألي مركب؟ محب للماء القطبية كاره للماء طور السائل-الغير متطاير طور الغاز -المتطاير ما هي كروماتغرافيا الغاز GC؟ كروماتوغرافيا الغاز هي تقنية لفصل مركبات محددة لمزيج معين بحيث يمكن تحديد كل منها وتحديد تركيزها. مناسبا لتحليل ،يجب أن يتمتع بمستوى بخاصية التطاير والثبات الحراري .إذا لكي يكون المركب ً كانت كل مكونات العينة أو بعضها متطايرة عند حوالي 400درجة مئوية أو أقل ،وال تتحلل في درجات الحرارة هذه ،فمن الغالب أن يتم تحليل المركب باستخدام كروماتوجراف الغاز. يبخر الجهاز عينة من المركب وينقلها عبر غاز ناقل إلى العمود .تنتقل مكونات العينة عبر اعتمادا على خصائصها الفيزيائية. العمود بمعدالت متفاوتة ً بناء على تفاعله مع المكون. تدخل المكونات المعبأة في كاشف ساخن يولد إشارة إلكترونية ً يسجل نظام البيانات حجم اإلشارة ويرسمها مقابل الوقت المنقضي إلنتاج مخطط كروماتوغرافي. يعتمد فصل المركبات في القطبية نقطة غليان المركب بشكل أساسي على عاملين كلما انخفضت نقطة الغليان ،كلما كان المركب في الحالة الغازية أعلى وبالتالي فإنه ينتقل بشكل أسرع عبر العمود. المركبات ذات نقاط الغليان المتشابهة يتم فصلها بحسب قطبيتها ،حيث يتم فصل المركبات ذات التفاعل أوال األضعف مع العامود ً يستخدم لفصل المركبات القطبية وغير القطبية المتطايرة. تطبيقات نموذجية: • تحليل الغذاء والنكهة • التحليل البيئي (الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ،مبيدات اآلفات ،مبيدات األعشاب ،البنزين) • التحليل الكيميائي الصناعي (الكحول ،الهيدروكربونات المهلجنة ،المذيبات العطرية ، الفينوالت) • تحليل الصناعة البترولية (البنزين ،مركبات الكبريت المتطايرة ،غازات التكرير) إذا كان المركب غير متطاير (على سبيل المثال ،البروتينات واألمالح والبوليمرات) ،فإن اللوني السائل هو تقنية فصل أفضل. كيف يبدو مخطط الكروماتوجرام؟ وتسمى هذه القمم الكروماتوغرافية منفصال. مركبا وكل واحدة تمثل ً ً المركب المركب الوقت بعد الحقن نقطة حقن العينة في العمود نظرة عامة يتكون كروماتوجراف الغاز من: • • • • • مصدر غاز حامل منظم ومنقى ،والذي يحرك العينة عبر الجهاز مدخل يعمل ً أيضا كمبخر لعينات السائل عمود يحدث فيه فصل الوقت كاشف يستجيب للمكونات أثناء فصلها من العمود عن طريق تغيير خرجها الكهربائي المخرجات :تفسير البيانات مصدر الغاز • • • • يجب أن يكون الغاز الحامل مثل الهليوم أو النيتروجين أو الهيدروجين أو خليط نقيا (> .)٪99.9995قد األرجون والميثان ً تتفاعل الملوثات مع العينة والعمود ، قمما زائفة ،وتحمل الكاشف وتخلق ً وترفع خط األساس ،وما إلى ذلك. تتمثل وظيفة الغاز الحامل في نقل العينة عبر النظام. يوصى باستخدام غاز عالي النقاء مع مصائد للمياه والهيدروكربونات واألكسجين. تدعم غازات الكاشف المحددة أجهزة كشف معينة الحاقن يعتمد اختيار حاقن العينات على طبيعة العينة. الحاقن العينة المدخل • • المدخل يدخل العينة المبخرة في تيار شيوعا هي الغاز الحامل .المداخل األكثر ً منافذ الحقن وصمامات أخذ العينات. منافذ الحقن -تعامل مع عينات الغاز أو السائل غالبا ما يتم تسخينها لتبخير عينات السائل ً • تُ ستخدم المحاقن السائلة أو الغازية إلدخال العينة من خالل حاجز في تيار الغاز الحامل. أنواع المداخل المختلفة يتم حقن العينة في بطانة باردة يتم تسخين المدخل لتبخير العينة يتم حقن العينة كاملة مباشرة في العمود لتجنب حرارة المدخل دقة عالية يزيل تمييز العينة يزيل تدهور العينة يعتبر المدخل األكثر شيوعا ً تذهب في وضع كل العينة في العمود يتم تسخين المدخل لتبخير العينة وضع • لتحليل العينات عالية التركيز أو االوساط الشبه متطايرة • يوفر وضع االنقسام طريقة لحقن عينة أكبر وتبخيرها ثم نقل جزء منها فقط إلى العمود .ويتم تفريغ الباقي كنفايات • يجنب التحميل الزائد على العمود و غير القابلة للفصل وضع • لتحليل العينات منخفضة التركيز • يتم إدخال العينة بأكملها في عمود • يعطي نتائج اكثر دقة في العينات منخفضة التركيز العامود العامود يحدث االنفصال هنا. تعتمد معظم عمليات الفصل بدرجة كبيرة على درجة الحرارة ،لذلك يتم وضع العمود جيدا. في فرن يتم التحكم فيه ً يتم توجيه بخار العينة إلى عمود بواسطة غاز حامل. تنقسم المركبات بشكل انتقائي بين الطور الثابت (الطالء) والطور المتحرك (الغاز الحامل). يمكن زيادة درجة حرارة الفرن إلزالة جميع المركبات. :تظل درجة • متساوي الحرارة الحرارة كما هي أثناء الجري :ترتفع درجة الحرارة أثناء • منحدر الجري داخل العمود الشعري • • • • الشعري من أنابيب يتكون عمود ضيقة ( 0.05إلى 0.53مم) مع طالء بوليمر رقيق ( 10.0 - 0.1ميكرومتر) بداخله. أمرا يعد اختيار العمود الشعري االمثل ً بالغ األهمية ويعتمد على عوامل مثل االنتقائية والقطبية ومحتوى الفينيل. يؤثر قطر العمود على الكفاءة واحتساب بالمذاب وضغط الرأس ومعدل تدفق الغاز الحامل. يؤثر طول العمود على احتباس المذاب وضغط الرأس والنزيف والتكاليف. ملخص اختيار العمود في حالة عدم توفر معلومات حول العمود المطلوب استخدامه ،فابدأ بـ أو ً عادة ما تكون أعمدة النزف المنخفض ("مللي ثانية") أكثر خاملة ولها حدود درجة حرارة أعلى. استخدام عامود أقل قطبية توفر دقة مرضية وأوقات تحليل اقل .األعمدة غير القطبية لها عمر أطول مقارنة بالقطبية. استخدام عامود بقطبية مماثلة لتلك الخاصة بالعينة يعطي غالبا نتائج مرضية. أو تغطي عدد من األعمدة. و و و أوسع نطاق من االختيارات مع أصغر الكاشف تُ ستخدم أجهزة الكشف لتحديد وجود وكمية المواد التحليلية في العينة .يقيس بشكل عام الخواص الفيزوكيميائية ويتم تحويل هذه البيانات إلى إشارة وتخطيطها للحصول على مقابل وقت االستبقاء مخطط يعبر عنها بـ كروماتوجرام. • تقوم بإنتاج إشارة إلكترونية مستقرة (خط األساس) عندما يكون غاز ناقل نقي (بدون مكونات) في الكاشف • تقوم بإصدار إشارة مختلفة عندما يمر أحد المكونات عبر الكاشف. أنواع الكاشف يكتشف المركبات ذات الموصلية الحرارية التي تختلف عن الغاز الحامل يكتشف المركبات التي تحترق أو تتأين في اللهب يكتشف مركبات التقاط اإللكترون (على سبيل المثال ،المركبات المهلجنة) يكتشف المركبات التي تحتوي على النيتروجين والفوسفور يكتشف المركبات التي تحتوي على الكبريت والفوسفور قابل للضبط للعديد من العناصر يحدد المكونات من أطياف الكتلة (عند دمجها مع أداة تعريف متاحة) ،أقوى حساسية الكاشف نتائج • • • • يرسم مخطط الكروماتوغرام الوفرة مع الزمن. حجم القمم يتوافق مع كمية المركب في الكمية .مع زيادة تركيز المركب ،يتم الحصول على قمم أكبر. وقت االستبقاء ) هو الوقت الذي يستغرقه المركب للتنقل عبر العمود. إذا تم االحتفاظ بالعمود وجميع ظروف التشغيل ثابتة ،فسيكون للمركب المعين دائما نفس وقت االستبقاء. ً نقاط الضعف • يجب أن تكون المركبات مستقرة حراريا نقاط القوة • سهل االستخدام • قوي • العديد من أجهزة الكشف • تكلفة منخفضة شكرا ً لحسن استماعكم اعداد :عبدالعزيز الجهني