Plynová chromatografie je druh chromatografie. Vzorek, který má být testován, se nejprve přemění na plyn a poté se přenáší přes kolonu nereaktivním "nosným" plynem, jako je helium nebo jiný inertní plyn, například dusík. Při průchodu kolonou se vzorek rozdělí na jednotlivé složky. Za tímto účelem je kolona umístěna v peci, kde je teplota řízena tak, aby jednotlivé složky opouštěly kolonu v různých časech.
Plynová chromatografie
Nástroj
Nosný plyn
Při výběru nosného plynu je důležité zvolit plyn, který nebude reagovat se složkami vzorku. Nosný plyn by měl být také schopen odolávat vysokým teplotám způsobeným pecí. Průtok nosného plynu je důležitý v tom smyslu, že pokud je příliš vysoký, není dostatek času na interakci vzorku s kolonou a nedojde k separaci, pokud je příliš pomalý, může experiment trvat velmi dlouho.
Sloupec
Hlavním typem kolon používaných v plynové chromatografii je kapilární kolona. Plněné kolony jsou vyrobeny z taveného oxidu křemičitého nebo z nerezové oceli. Pro zvýšení separace vzorku plynu musí být kolony vytvořeny o velké délce a jsou svinuty tak, aby se vešly dovnitř pece. Kapilární kolony se dělí na dvě kategorie: otevřené trubicové kolony s povlakem na stěně a otevřené trubicové kolony s povlakem na nosiči. WCOT jsou kapilární trubice s tenkou vrstvou stacionární fáze a u SCOT je trubice potažena tenkou vrstvou podpůrného materiálu. Při pohybu vzorku kolonou se jednotlivé části vzorku zachytí s materiálem uvnitř kolony a poté se uvolní. Tento děj umožňuje separaci vzorku.
Trouba
Je důležité, aby trouba dokázala udržovat konstantní teplotu. Protože pohyb vzorku kolonou závisí na teplotě varu analyzovaného vzorku, měla by být trouba nastavena na teplotu o něco vyšší, než je jeho teplota varu. U vzorků s velkým rozsahem bodu varu lze použít teplotní program, při kterém se teplota kolony zvyšuje. Při použití vysoké teploty se vzorek pohybuje kolonou rychleji, zatímco při nižších teplotách se vzorek pohybuje pomaleji, ale je dosaženo lepšího rozlišení.
Detektor
Při separaci plynovou chromatografií se používá mnoho typů detektorů, z nichž nejčastější jsou plamenoionizační, tepelně vodivostní a hmotnostně spektrometrické detektory. U plamenových ionizačních detektorů je separovaný vzorek z kolony veden do plamene. Vytvořením napětí v blízkosti hrotu hořáku a detektoru putují ionty, které vznikají z plamene, směrem k detektoru. Plamenové detektory nejsou schopny detekovat H2 O, CO2 , SO2 a CO.
U detektoru tepelné vodivosti se vzorek z kolony přivádí do oblasti, která je elektricky zahřívána. Tepelná vodivost kolony se při průchodu vzorku sníží. Když k tomu dojde, detektor se zahřeje a změří změnu odporu. Tepelně vodivostní detektor je schopen detekovat všechny typy sloučenin.
Hmotnostní spektrometr měří poměr hmotnosti a náboje fragmentovaných iontů vzorku. Výstup z kolony lze přivést přímo do ionizační komory hmotnostního spektrometru. Detektor hmotnostního spektrometru je schopen získat informace z neúplně separovaných složek. Používají se dva typy detektorů hmotnostního spektrometru: kvadrupólové a hmotnostní analyzátory s dobou letu. V kvadrupólovém detektoru se vytváří napětí, které způsobuje, že ionty o určité hmotnosti putují k detektoru. V hmotnostním analyzátoru s dobou letu se měří rychlost iontů, což umožňuje zjistit poměr hmotnosti a náboje.
Aplikace
Plynová chromatografie se pravidelně používá k popisu složitého vzorku. Informace získané z plynové chromatografie jsou zaneseny do grafu závislosti odezvy detektoru na době, po kterou vzorek opouští kolonu. Pokud jednotlivé části komplexního vzorku vycházejí v různých časech, které jsou od sebe vzdáleny, je možné určit, co z kolony vyšlo.
Pokud se vzorek porovná se standardní kalibrací, je možné zjistit, kolik oddělené části vzorku tvoří vzorek. To je užitečné při sledování kvality výrobků, jako jsou léky, nápoje nebo parfémy.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to plynová chromatografie?
A: Plynová chromatografie je druh chromatografie, při níž se testovaný vzorek mění na plyn a poté je přenášen přes kolonu nereaktivním "nosným" plynem, jako je helium nebo dusík.
Otázka: Jak se při plynové chromatografii oddělují jednotlivé složky?
Odpověď: Jednotlivé složky se při plynové chromatografii oddělují průchodem kolonou umístěnou v peci, kde je řízena teplota, která umožňuje složkám opouštět kolonu v různých časech.
Otázka: Jaký je účel použití nereaktivního plynu jako nosného plynu v plynové chromatografii?
Odpověď: Účelem použití nereaktivního plynu, jako je helium nebo dusík, jako nosného plynu v plynové chromatografii je, že nereaguje se složkami vzorku, což umožňuje získat přesné výsledky.
Otázka: Proč je plynová chromatografie užitečná při chemické analýze?
Odpověď: Plynová chromatografie je v chemické analýze užitečná, protože umožňuje identifikaci a kvantifikaci jednotlivých složek ve vzorku jejich rozdělením na jednotlivé části.
Otázka: Lze plynovou chromatografii použít k testování pevných nebo kapalných vzorků?
Odpověď: Plynová chromatografie nemůže být použita k přímému testování pevných nebo kapalných vzorků, protože je třeba je nejprve převést do plynné formy.
Otázka: K čemu slouží pec v plynové chromatografii?
Odpověď: Účelem pece v plynové chromatografii je regulovat teplotu kolony, aby složky mohly vycházet v různých časech a aby byla zajištěna přesná separace.
Otázka: Co se rozumí "jednotlivými složkami" vzorku v plynové chromatografii?
Odpověď: "Jednotlivými složkami" vzorku v plynové chromatografii se rozumí oddělené části vzorku, které byly rozděleny a identifikovány pomocí kolony.