کروماتوگرافی گازی چیست؟ 

تلگرام آرایشی بهداشتی تبلیغ کتاب شوینده ها

کروماتوگرافی گازی چیست؟

نویسنده:

ehsan hosnani
گردآوری، ترجمه و نگارش: احسان حُسنانی
مهندس شیمی - مترجم و پژوهشگر صنایع آرایشی بهداشتی


چکیده: کروماتوگرافی گازی یکی از روشهای آنالیز اسانس های روغنی است که اساس آن بر جداسازی ترکیبات بر اساس مکانیزم حلالیت در گازهای حامل است.
کروماتوگرافی گازی GC نوعی کروماتوگرافی توزیعی است که از بسیاری جهات شبیه روشهای HPLC، کروماتوگرافی کاغذی و غیره است. وجوه تفاوت در این است که فاز متحرک یک گاز است و حرکت اجزاء و ترکیبها در ستون کروماتوگرافی و جدا شدن آنها از یکدیگر تابع نفوذ و پخش متفاوت این ترکیبها در فاز گازی است. بسیاری از تفاوتهای بین HPLC و GC از خواص فیزیکی متفاوت فاز متحرک ترکیبها مثل گرانروی، قدرت اسیدی، قدرت بازی و تراکم پذیری ناشی شده است. اما علت جدا شدن ترکیبها از یکدیگر همان متفاوت بودن ثابت توزیع در فازهای متحرک است.
gas chromatography
دستگاه کروماتوگرافی گازی
در کروماتوگرافی گازی نیز همچون روشهای کروماتوگرافی دیگر دو پدیده دخالت دارند:
•  فرآیندهای استاتیکی یا تعادلی که بر مبنای ترمودینامیک قابل توضیح هستند.
•  فرآیندهای دینامیکی یا جریانی (از جمله انتقال جرم) که باید به وسیله سینتیک توضیح داده شوند.

دستگاه کروماتوگرافی گازی

یک کروماتوگراف گازی شامل قسمتهای زیر است:
الف) منبع گاز حامل که می توان سرعت جریان گاز آن را با یک جریان سنج تنظیم کرد.
ب) محل ورود نمونه که می توان آن را تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرد.
ج) ستون که در اتاقکی با درجه حرارت قابل کنترل قرار دارد و این درجه حرارت تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد قابل تنظیم است.
د) یک آشکارساز مناسب برای نمونه های گازی شکل که می توان آن را تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم کرد.
کروماتوگرافی گازی
درجات حرارت بالای قسمت ورودی و ستون برای تبخیر کردن نمونه و به حالت بخار نگاهداشتن آن مورد نیاز است. چون ضریب توزیع به درجه حرارت بستگی دارد بسته به دقت مورد نیاز در تعیین زمانهای بازداری، تغییرات هر دمای مشخص نباید بیشتر از ۰/۱± درجه سانتیگراد باشد. معمولاٌ قسمت ورودی و آشکارساز را در دمایی بالاتر (حدود ۱۰ درصد) از دمای ستون گاه می دارند تا از بخار بودن نمونه و عدم تراکم آن مطمئین شوند. درجه حرارت ستون معمولاً ۲۵ درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه جوش نمونه است، اما این یک ضرورت مطلق نیست؛ زیرا آنچه که لازم است این است که در ستون، فشار بخار ترکیب به اندازه کافی بالا باشد.
gc shimatsu
دستگاه کروماتوگرافی گازی مدل شیماتسو
آزمایشگاه اسانس گیری موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

ستونهای کروماتوگرافی گازی

متداولترین ستونهای کروماتوگرافی گازی لوله های خمیده ای هستند که از ذرات جامد نسبتاٌ یکنواخت آغشته شده به یک فاز ساکن مایع پر شده اند.
رایج ترین ماده جامد پرکننده، دیاتومه دریایی (از قبیل کروموزورب) است.
جنس لوله نیز بستگی به نوع آزمایشهایی دارد که باید انجام شوند. معمولاً لوله های آلومینیومی و مسی به کار می روند، اما به دلیل وجود اکسیدهای حساس و فعال کاتالیتیکی روی سطوح داخلی و خارجی این فلزات، برای مواد شیمیایی فعال آلی این نوع ستونها کاربرد ندارند. از لوله های شیشه ای یا فولاد ضدزنگ نیز استفاده می شود. از نظر شیمیایی لوله های شیشه ای مناسب ترند، اما کار با آنها مشکل تر است. ستونهای لوله ای باز نازک معمولاٌ به طول 25 الی 100 متر و قطر داخلی 0.3 تا 0.6 میلیمتر بوده و از جنس فولاد ضدزنگ، شیشه یا کوارتز (سیلیس ذوب شده) هستند که از داخل با یک فاز ساکن اندود شده اند. انواع ستونهای سیلیس ذوب شده به دلیل خنثی بودن (و در نتیجه تشکیل پیکهای تیز و بدون دنباله) و انعطاف پذیری مکانیکی زیاد، محبوبیت فراوانی کسب کرده اند. انعطاف پذیری ستون ناشی از یک پوشش پلیمری خارجی روی ستون است که ستون را از رطوبت و انواع فرآیندهای فاسد کننده حفظ می کند و در نتیجه دوام و نرمی ستون حفظ می شود. البته آغشته کردن درون این نوع ستون به یک لایه فاز ساکن مایع بسیار مشکل است، اما می توان این کار را به طور شیمیایی و با تهیه فازهای پیونددار با ستون انجام داد. یعنی تقریباً همان کاری که در تهیه فازهای دارای پیوند شیمیایی با ماده پرکننده ستون در کروماتوگرافی مایع انجام می شود.
یکی دیگر از انواع ستونهای کروماتوگرافی ستونهای کاپیلاری (موئینه) است که در همان دهه اول پیدایش کروماتوگرافی گازی مطرح شدند. اما به تدریج مورد استفاده قرار گرفتند. در سالهای 1970 با افزایش نیاز به جداسازی و تفکیک مخلوطهای پیچیده تر (به ویژه در مطالعات زیست محیطی و زیست شیمیایی) و همزمان با تکامل بیشتر ستونهای موئینه، این نوع ستونها مجدداً مطرح شدند و گسترش سریعی یافتند.

آشکارسازهای کروماتوگرافی گازی

سه نوع آشکارساز بسیار متداول در کروماتوگرافی گازی آنهایی هستند که بر اساس هدایت گرمایی، یونی شدن در اثر شعله، و ربایش الکترون کار می کنند. اولی که در عین حال قدیمی ترین آشکارساز است بر اساس هدایت حرارتی متفاوت گازها و بخارها کار می کند. دومی و سومی تغییرات در جریانهای الکترونی را اندازه گیری می کنند. الکترون در دومی در اثر سوزاندن نمونه تولید می شود و در سومی در اثر مواجهه با یک منبع رادیواکتیو ایجاد می گردد.


مطلب قبلی: کتاب تصفیه آب دکتر امیری

مطلب بعدی: آلودگی هوا

معادل انگلیسی اصطلاحات تخصصی این مطلب

1- کروماتوگرافی گازی = Gas Chromatography
2- انتقال جرم = Mass Transfer
3- فاز ساکن = Stationary Phase
4- فاز متحرک = Mobile Phase
5- آشکارساز = Detector

مطلب فوق را در شبکه های اجتماعی زیر با دوستانتان به اشتراک بگذارید



اگر مطالعه این مطلب برایتان مفید بود، روی دکمه زیر کلیک کنید !