کروماتوگرافی گازی چیست؟

کروماتوگرافی تکنیکی است که اجزای یک مخلوط را با تفاوت در رفتار تقسیم بین فاز متحرک و ثابت جدا می کند. کروماتوگرافی گازی (GC) یکی از روش های کروماتوگرافی رایج برای جداسازی ترکیبات یا مواد فرار است. فاز متحرک گازی مانند هلیوم است و فاز ساکن مایعی با جوش زیاد است که روی یک جامد جذب می شود. کروماتوگرافی گازی به دلیل سادگی، حساسیت بالا و توانایی جداسازی موثر مخلوط ها، به یکی از مهمترین ابزارهای شیمی تبدیل شده است.

اصل کروماتوگرافی گازی

اجزای مخلوط بین دو فاز توزیع می شوند که یکی از آنها فاز ساکن است و دیگری گاز فاز متحرک یا گاز حامل است که مخلوط را از فاز ساکن عبور می دهد. ترکیبات در فاز متحرک هنگام عبور با فاز ساکن برهم کنش دارند. به دلیل تفاوت در خواص و ساختار هر جزء، اندازه و میل ترکیبی هر برهمکنش با فاز ساکن متفاوت است. بنابراین، تحت نیروی محرکه یکسان، زمان ماندگاری اجزای مختلف در ستون متفاوت است، بنابراین به ترتیب های مختلف از ستون خارج می شوند.

مزایای کروماتوگرافی گازی

1) راندمان جداسازی و سرعت تجزیه و تحلیل بالا: به عنوان مثال، نمونه های بنزینی می توانند بیش از 200 پیک کروماتوگرافی را در 2 ساعت به دست آورند. تجزیه و تحلیل نمونه کلی را می توان در 20 دقیقه کامل کرد.

2) مصرف نمونه کوچک و حساسیت تشخیص بالا: 1 میلی لیتر مصرف نمونه گاز، 0.1 میکرولیتر مصرف نمونه مایع، چند میلی گرم مصرف نمونه جامد. آشکارسازهای مناسب می توانند ناخالصی ها را در چند ده تا چند قسمت در میلیون تشخیص دهند.

3) کروماتوگرافی گازی گزینش پذیری خوبی دارد و می توان از آن برای آنالیز مخلوط ها و نمونه های آزئوتروپیک با نقطه جوش نزدیک استفاده کرد. به عنوان مثال، برخی ایزوتوپ ها، ایزومرهای سیس ترانس، ایزومرهای مجاور یا بین ترانس، ایزومرهای نوری و غیره .

4) طیف گسترده ای از کاربردها، اگرچه عمدتاً برای تجزیه و تحلیل گازها و مواد آلی فرار مورد استفاده قرار می گیرد، در شرایط خاصی می توان از آن برای تجزیه و تحلیل مواد با نقطه جوش بالا و نمونه های جامد نیز استفاده کرد.

معایب کروماتوگرافی گازی

فقط می توان از آن برای تجزیه و تحلیل مواد فرار استفاده کرد. برخی از مواد بسیار قطبی را می توان برای افزایش فراریت آنها برای تجزیه و تحلیل GC به دست آورد، اما این فرآیند می تواند پیچیده باشد و ممکن است خطاهایی را در تجزیه و تحلیل کمی ایجاد کند.

کروماتوگرافی گازی چگونه کار می کند؟

ابتدا نمونه وارد جریانی از گاز بی اثر یا حاملی می شود که معمولاً هلیوم یا آرگون است. برای نمونه مایع، باید قبل از تزریق به حامل تبخیر شود. اجزای نمونه با سرعتی متاثر از میزان برهمکنش هر جزء با فاز ثابت غیرفرار در ستون پر شده حرکت می کنند. موادی که بیشتر با فاز ساکن برهمکنش می‌کنند، به تأخیر می‌افتند و بنابراین از موادی که برهمکنش کمتری دارند جدا می‌شوند. هنگامی که اجزاء از ستون شسته می شوند، می توان آنها را کمیت کرد و/یا برای تجزیه و تحلیل بیشتر از طریق آشکارساز جمع آوری کرد.