chromatografie - scheidingsvariabelen

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 2

Scheidingsvariabelen

Scheidingsvariabelen

scheidingsvariabelen zijn grootheden waarmee we resultaat uitdrukken. ook kwaliteit van de scheiding.

Relatieve retentie

meestal wordt er gemeten ten opzichte van een standaard. In de praktijk voegt men meestal een hulpstof toe. een dergelijke hulpstof noemen we 'interne standaard'. de piek van deze interne standaard mag de andere pieken niet storen. deze stof mag niet voorkomen in het monster. de plaats van de piek uit het monster kan dan gemeten worden ten opzichte van de interne standaardpiek.

relatieve retentie (r) = t'_R,3 / t'_R,1

Wat injecteer je mee met je monster voor de metingen?

1. eluens
2. referentie
3. interne standaard

interne standaard

Selectiviteitsfactor

als de pieken naast elkaar liggen, kunnen we de relatieve retentie gebruiken als maat voor de kwaliteit van de scheiding. we noemen deze relatieve retentie in dat geval: selectiviteitsfactor of scheidingsfactor. symbool: α

α = t'_R,B / t'_R,A

_{t'R,B = netto retentietijd van de minst vertraagde piek}

_{t'R,A = netto retentietijd van de meest vertraagde piek}

Wat is het symbool voor selectiviteitsfactor?

1. α
2. 𝓸
3. 𝓪
4. β

a

Resolutiefactor

De selectiviteitsfactor is een maat voor de kwaliteit van de scheiding, maar eigenlijk moet je dan ook kijken naar de breedte van de piek. Pieken zijn pas gescheiden als ze ook aan de basis niet overlappen. De grootheid die met de retentietijden en met de piekbreedtes rekening houdt is de resolutiefactor (R_s) 

Formule resolutiefactor

Chromatogram

Wat betekent de grootheid w in de vorige formule?

piekbreedte van het component

Capaciteitsfactor k'

De mate van vertraging die een bepaalde component ondervindt op een bepaalde kolom wordt gegeven door de verhouding tussen de tijd die doorgebracht wordt op de stationaire fase en de tijd op de mobiele fase. Deze verhouding noemt men de capaciteitsfactor.

Formule

k' = t'_R / t'_M 

t'R = netto retentietijd

t'M = retentietijd onvertraagde component

k' = retentiefactor (capaciteitfactor)

Kolom efficiëntie

We noemen een kolom efficiënt als de pieken smal zijn. Er is dan overweg weinig verbreding. Een maat voor deze efficiëntie is het schotelgetal van de kolom. Dit begrip is afkomstig uit de destillatietechniek.

Als in een destillatiekolom op een bepaald niveau evenwicht heerst tussen damp en vloeistof , noemt men deze plek een 'schotel'.

Schotelgetal

Het schotelgetal is een dergelijke variabele. Hoe goed een scheidingskolom stoffen van elkaar kan scheiden hangt af van de kolomlengte en de snelheid van het eluens. Hoe vaker tijdens de reis door de kolom evenwicht is tussen de concentratie in de stationaire fase en mobiele fase, des te beter de scheiding. Dit aantal evenwichten wordt uitgedrukt in het schotelgetal.

Formule

N = aantal theoretische schotels

t_R = brutoretentietijd

w_b = piekbreedte aan de basis

stelling: het schotelgetal van een chromatografische kolom geeft het verband tussen de retentietijd en de piekbreedte voor een component.

waar

niet waar

waar!

Afgeleide formule

Omdat de basisbreedte soms moeilijk te bepalen is, gebruiken we vaak de afgeleide formule:

HETP

Hoe groter het aantal schotels voor een component, des te efficiënter de kolom voor die component. Des te gemakkelijker zal de component van andere componenten te scheiden zijn.

Een betere maatstaf voor het scheidend vermogen van een kolom is daarom de schotelhoogte.

Height Equivalent of a Theoretical Plate

HETP

De HETP schotelhoogte (H) is dan de lengte van de kolom, gedeeld door de aantal schotels.

L = lengte kolom

N = aantal theoretische schotels

stelling: Hoe efficiënter de kolom, des te kleiner het schotel getal en des te kleiner de schotelhoogte.

waar

niet waar

des te groter het schotelgetal en der te kleiner de schotelhoogte.

Van Deemter

Voor elk analysesysteem kan men de snelheid van de mobiele fase regelen, zodat N zo groot mogelijk en dus H zo klein mogelijk is.

u =Lineaire snelheid

in de gegeven vergelijking is u de lineaire snelheid van de mobiele fase. De andere grootheden (A,B,C) hebben een waarde afhankelijk van het chromatografisch systeem.

A = Eddy diffusie 

Dit hangt af van de deeltjesgrootte en de wijze van stapeling. De mobiele fase kan verschillende wegen afleggen: directe en minder directe. Deze verschillen in weglengte veroorzaken verbreding van de zone waarin een component te vinden is 

B = diffusie

Dit staat voor willekeurige moelcuulbeweging van het component.

Hoe langer een component in de kolom verblijft , des te meer diffusie. Hoe hoger de elutie-snelheid, des te korter de verblijftijd in de kolom en des te minder diffusie. 

C = onvolledig evenwicht

De instelling van het concentratie-evenwicht tussen de mobiele fase en de stationaire fase kost tijd. Is de snelheid van de mobiele fase te hoog dan komen de geadsorbeerde componenten niet tijdig los van de stationaire fase. 

We hebben net de factoren A,B en C gezien. Waar stond de B factor voor?

diffusie van het component

Bij de formule: H= L/N kan je de schotelhoogte berekenen. Waar staan de L en N voor?

L = lengte van de kolom

N = aantal theoretische schotels

Verdelingsconstante bij exclusiechromatografie

Bij GPC (gel permeatie) wordt de retentie bepaald door de grootte van de poriënvolume dat door de te scheiden deeltjes gebruikt wordt. 

Wat voor onderwerp willen jullie terug zien bij de herhalingsles?

Zijn er verder nog vragen?

Iedereen klaar voor de laatste toets van het jaar?

1. ja
2. nee
3. volle vertrouwen
4. mogen we hem overslaan?