1 Oct-9-07 AC – BPBS HS07 1 Analytische Chemie für Biologie Pharmazie Bewegungs- wissenschaften und Sport Teil Chromatographische und Elektrophoretische Trennverfahren Theoretische Grundlagen 529-1041-00 G HS2007 Oct-9-07 AC – BPBS HS07 2 Fundmentale Konzepte Gleichgewicht / Kinetische Eigenschaften Mobile Phase: gasförmig, flüssig Stationäre Phase: flüssig, fest Verteilungsgleichgewicht (flüssige stationäre Phase) Adsorption/Desorption Gleichgewicht (feste stationäre Phase) Zwischen beiden Phasen: 1 2 m S Verteilungs gleichgewicht Adsorption/Desorption Feste stationäre Phase Mobile Phase Flüssige stationäre Phase Mobile Phase [A] m [A] s Verteilung Adsorption/Desorption Beweglichkeit
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529-1041-00 G HS2007 Analytische Chemie · 3 Oct-9-07 AC – BPBS HS07 5 Übersicht Chromatographische Methoden MP Gas Überkritisches Fluid Flüssigkeit SP flüssig Form Adsorbens
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Übersicht Chromatographische MethodenChemische Trennmethode beruht auf
chemische Eigenschaften von der zu trennenden Substanzen.
Physikalische Trennverfahren basiert ankinetische oder Gleichwichts–eigenschaften von
der zu trennenden Substanzen.
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Illustrationen aus Tswetts erster Publikation
Entwicklung der ersten chromatographischen Technik durch MikhailSemenovich Tswett im Jahr 1903 (Trennung verschiedener Chlorophylleaus Blättern an Calciumcarbonat)
Mikhail Semenovich Tswett
Chromatographie:chroma Farbegraphein schreiben
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Geschichte der Chromatographie
1903 Tswett: Arbeiten zur Trennung von Chlorophyll mittelsAdsorptionschromatographie - Namensgebung für die Methode
1938 Iszmailov und Schraiber: Grundlagen der DC
1938 Kuhn: Nobelpreis 1938 für seine Anwendung der Tswett'schenAdsorptionschromatographie an Carotinoiden und Vitaminen
1940 Martin und Synge: Nobelpreis 1952 für Arbeiten zurVerteilungschromatographie, theoretische Grundlagen durchAnalogieerklärungen zur Extraktion, Einführung der HETP alschromatographische Kenngröße
1951 Erster Gaschromatograph von Martin und James
1956 Van-Deemter-Gleichung von der Gruppe Klingenberg (Shell)
1965 Stahl: Einzug der DC in die chemische Analytik
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Bestandteile einer Säulenchromatographie
ElutionsLM
Säule
Glaswolle
Kieselgel
Sand
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Trennsäule – Hauptteil
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Theoretische Grundlagen zum Chromatographie• Anschauliches Konzept
– Nernst-Verteilung– Craig-Verteilung
• Einflussfaktoren– Retentionszeit (tM, tR und tR’)– Retentionsfaktor (k) oder Kapazitätsfaktor (k)– Trennfaktor ( )– Phasenverhältnis ( )
Alle chromatographischen Verfahren basieren auf einer wiederholten Einstellungdes Gleichgewichts in mobiler und stationärer Phase und Transport durch MP.
Stoffaustausch HETP (Height Equivalent to a Theoretical Plate)
Wand aus “fusedsilica” mit Polyimid-beschichtung Flüssigkeitsfilm
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Ein Chromatogramm
Mobile Phase
A + B
BA
A B
tM tA tB
BA
Mobile Phase
Stationäre Phase
Stoffgemisch
MKA =
A[ ]SA[ ]M
KM = 0
KA < KB
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Retentionszeit
tR Retentionszeitv =
L
tR
;
Durchschnittlich linear
Geschwindigkeit
u =L
tM
tN = j • tR’ (in GC, j Kompressionskorrektorfaktor); tR’ (in LC))
tR’ reduzierte retentionszeit
tM solvent delay or dead time
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Kapazitäts- / Retentionsfaktor k
Kapazitätsfaktor
k =tR tMtM
=tR'
tM
k zwischen 1 – 5, < 1 zu schnell ohne Trennung > 20 unerträglich langsam