MONITORIZAREA MONITORIZAREA CALITĂȚIICALITĂȚIIMEDIULUIMEDIULUI

Glossar Glossar

Cromatografie gr. chromos = culoare, graphos = scriereCromatografia de lichide toate formele cromatografice în

care faza mobilă este un lichidEluent faza mobilă, în cromatografie Eluare procesul de scoatere de pe coloană a componentului de interesEluţie procesul de deplasare a componenţilor unei probe pe coloană.Eluat componentul de interes scos de pe coloană cu ajutorul eluentuluiCromatogramă succesiunea de peak-uri cromatografice

produse de detectorAmestec racemic amestec în care cei doi izomeri optici (dextrogir şi levogir) ai unui compus chiral se găsesc în cantităţi egale

Capitolul V Metode de separare şi analiză a

probelor de mediu Separarea proces în urma căruia compuşii aflaţi într-

un amestec alcătuit din mai multe componente sunt trecuţi fie într-un amestec alcătuit din mai puţine componente, fie într-un sistem monocomponent.

Cromatografia

Metode

Electroforeza

5.1.Metode cromatografice Cromatografia metodă fizică de separare prin care

componenţii unei probe se distribuie între două faze, una staţionară şi alta mobilă. Se bazează pe transferul de masă prin difuziune.

Separare cromatografică rezultatul procesului repetat de adsorbţie – desorbţie a componenţilor probei între faza mobilă şi cea staţionară.

coeficienţi de distribuţie diferiţi ce au drept rezultat viteze de deplasare diferite ale componenţilor probei

K = CS/CM

K – coeficientul de distribuţie/repartiţie între două fazeCS – concentraţia compusului în faza staţionarăCM – concentraţia compusului în faza mobilă

Faza staţionară lichidă, sau solidă. a).solidă granulară, aranjată sub formă de pat într-o

coloană b).lichidă volatilitate foarte scăzută, miscibilitate

scăzută cu solvenţi uzuali, vâscozitate ridicată

lichidăFaza mobilă gazoasă

Nemiscibilă cu faza staţionară

Istoric Istoric 1901, Tsvet realizează prima separare cromatografică1938, Reichstein şi van Euw introduc conceptul de eluţie Ismailov şi Schreiber realizează prima cromatografie în strat subţire1941, Martin şi Singe utilizează cromatografia de repartiţie pe coloană1944, Condsen şi col., fundamentează cromatografia pe hârtie1947, Kettle şi Boyd, Harriss şi Tompkins, cromatografia de

schimb ionic pe coloană1952, James şi Martin, introduc faza mobilă gazoasă şi două noi tehnici cromatografice: gaz-lichid, gaz-solid

Criterii de evaluare a separării cromatograficea).SelectivitateaRetenţia măsură a capacităţii fazei mobile de a reţine

moleculele analitului şi se defineşte ca viteză a componentei de interes faţă de eluent

Timp mort al coloanei timpul de care ar avea nevoie o moleculă ca să străbată întreaga lungime a coloanei, dacă nu interacţionează deloc cu faza staţionară

Timpul de retenţie intervalul de timp dintre intrarea (injectare) şi ieşirea din coloană (detecţie).

Volumul de retenţie volumul de fază mobilă necesar pentru a elua (scoate de pe coloană) un compus dintr-o probă.

Factorul de capacitate k raportul masic de distribuţie (raportul dintre timpul pe care componentul de interes îl petrece în faza staţionară şi timpul pe care îl petrece în faza mobilă)

Selectivitatea capacitatea unei metode cromatografice de a separa doi compuşi.

Criterii de evaluare a separării cromatograficeb).Eficienţa numărul de talere teoretice (N) şi înălţimea

echivalentă a talerului teoretic (H)Curgerea prin medii poroase fenomene de difuziune şi transfer de masăTaler teoretic lungimea de coloană necesară pentru un singur

echilibru sobţie – desorbţie (înălţimea talerului teoretic, H, specifică pentru un anumit compus).

Peak-ul fiecărui compus = f (numărul de talere teoretice)Coloana de lungime L va avea un număr N de talere teoretice

H = L/N

c).Separabilitatea RezoluţieRezoluţia = f(timpii de retenţie a compuşilor şi distribuţiile lor

exprimate în funcţie de timp)Se defineşte pentru peak-urile compuşilor separaţi consecutiv

Analiza calitativă Se realizează la ieşirea din coloană cu ajutorul unui Se realizează la ieşirea din coloană cu ajutorul unui

detector.detector.

Detectorul transformă o proprietate a compuşilor de analizat în

semnal electric, proporţional cu cantitatea de substanţă.Timpul de retenţie indicaţie asupra identităţii unei

substanţe, dacă este similar cu cel al unui etalon cunoscut, în aceleaşi condiţii

experimentale.Spectre UV-VIS sau spectre de masă certitudine asupra identităţii unei

substanţe

Analiza cantitativăMărimea semnalului electric produs de detector (aria peak-ului

cromatografic) direct proporţională cu cantitatea de probă.Cromatografe moderne integrarea automată a suprafeţei peak-ului

cromatografic.Metoda curbei de calibrare 4-5 probe de concentraţie cunoscută din substanţa de determinatMetoda standardului intern - Nu este disponibilă o cantitate suficientă de substanţă de analizat- Substanţă standard cu structură similară cu cea a substanţei de determinatMetoda standardului externCompararea peak-ului de analizat cu cel al unei probe ce conţine

aceeaşi substanţă dar de concentraţie cunoscutăMetoda adaosului de standard - După cromatografierea probei, se adaugă în probă o cantitate

cunoscută din proba de analizat- Diferenţa dintre cele două peak-uri cromatografice determinarea

cantităţii iniţiale de substanţă din probă.

Cromatografia de lichideCromatografia de lichide

Clasificare Clasificare

Cromatografie analitică Scopul analizei Cromatografie preparativă

Cromatografie plană (pe hartie, în strat subţire)

Tip Cromatografie pe coloană

Cromatografie capilară

Cromatografia planăModul de eluţie şipresiunea de lucru Cromatografia convenţională (p = 1 – 2

atm)

Cromatografia de înaltă performanţă (p = 150 – 200 atm)

Cromatografie lichid-lichid cu faze normaleNatura fazeistaţionare Cromatografia lichid – lichid cu faze

inverse

Cromatografie solid - solid

În funcţie de mecanismul de selecţieCromatografia prin schimb ionic capacitatea fazei staţionare de a reţine selectiv ioni Cromatografia de excluziune diferenţe de formă şi dimensiune sterică a particulelor separări şi studii de polimeriCromatografia de afinitate pe baza principiului de interacţiune tip antigene – anticorpi, separarea moleculelor cu proprietăţi cu specificitate înaltăCromatografia chirală enantiomeri (izomeri optrici) dintr-un amestec racemic datorită unui „selector chiral” introdus într-una dintre faze

Cromatografia în strat subţireCromatografia în strat subţireFaza staţionară strat depus pe un suport plan silicagelul aluminaFaza mobilă amestecuri omogene de solvenţiEtape Aplicarea probelor Developare în camera cromatografică Vizualizare

Parametrul de retenţie Rf

Rf distanţa relativă de migrare a probei Zx faţă de distanţa

la care migrează frontul de solvent Zf

Determinare cantitativă densitogramă (similar unei cromatograme)

Front

Zf

Zx

Start

Cromatografia de lichide pe coloanăCromatografia de lichide pe coloană Mecanismul de separare în cromatografia lichid – lichid Cromatografia lichid – lichid cu faze directe interacţiunea directă a compusului cu faza staţionară Cromatografia lichid - lichid cu faze inverse Separarea se bazează pe efectul hidrofob

Mecanismul de separare prin cromatografia lichid – solid Modelul de competiţie fiecare moleculă a probei dezlocuieşte

un anumit număr de molecule de solvent pentru a se adsorbi pe faza staţionară

Modelul de interacţiune cu solventul moleculele de compus se dizolvă în stratul d solvent adsorbit la suprafaţa fazei staţionare

Componentele cromatografului de lichideComponentele cromatografului de lichide

Coloană

Detector

Rezervor Pompă Injector solvenţi

Computer

Faze staţionareFaze staţionare Solide silicagelul, alumina, silicatul de magneziu, oxidul de magneziu, carbonatul de zinc etc. Lichide Lichid depus fizic pe un suport (vâscozitate ridicată, volatilitate scăzută, miscibilitate scăzută cu faza mobilă). Ex. silicagel + apă – metanol – acetat de

etil Lichid depus chimic pe un suport. Ex. grupări alchil, fenil, diol, ciano, amino

Faze mobileFaze mobile

Criterii de stabilire Vascozitate Puritate Toxicitate Limita de absorbţie în UV Preţ

Clasificarea grupelor de solvenţi în funcţie de polaritate (Snyder, Clasificarea grupelor de solvenţi în funcţie de polaritate (Snyder, 1978)1978)

Grupa Solvent Tăria solventuluiI n-hexan

dietil etereteri alifatici

02,8

II butanolmetanolalcooli alifatici

3,95,1

III tetrahidrofuranderivaţi de piridină, amide, sulfoxizi

4,0

IV acid acetic formamidăglicoli

6,09,6

V diclormetan1,1 – dicloretan

3,13,5

VI acetat de etilacetonăacetonitrilcetone şi esteri alifatici, dioxanpoliesteri

4,45,15,8

VII toluenhidrocarburi aromatice, eteri şi derivaţihalogenaţi aromatici, nitroderivaţi

2,8

VIII cloroformapă

4,110,2

Aplicaţiile cromatografiei de lichide în analizele de Aplicaţiile cromatografiei de lichide în analizele de mediumediu

Probele de mediu diferite formePrelucrare Concentrare extracţie în fază solidă (reţinerea

urmelor de poluant într-o cantitate mare de apă) substanţa de interes este redizolvată într-o cantitate minimă d solvent

Separarea substanţelor de interes dintr-un amestec complex extracţie lichid lichid

Derivatizarea substanţelor de interes reacţie chimică ce le transformă în compuşi mai adecvaţi unei anumite metode de analiză cu scopul îmbunăţirii detecţiei

Compuşi anorganici Anioni oxoanioni, cationi Compuşi organici Hidrocarburi aromatice policondensate Fenoli Derivaţi halogenaţi Pesticide