INTRODUCTIE INTRUMENTELE
ANALYSE
WERKCOLLEGE 1: CHROMATOGRAFIE
DUNNE LAAG CHROMOGRAFIE (TLC)
- De eenvoudigste vorm van chromatografie is dunne laag chromatografie (TLC).
- De te scheiden componenten (het monster) worden als een kleine stip aangebracht op een dunne
plaat van silicamateriaal. Silica is een zuiver polair materiaal dat bestaat uit siliciumdioxide (SiO 2)
- De plaat wordt vervolgens geplaatst in een bekerglas met een kleine hoeveelheid apolair
organisch oplosmiddel. Zodra de plaat in contact komt met het oplosmiddel begint het
oplosmiddel omhoog te bewegen door capillaire werking.
- Het monster zal dan oplossen in het oplosmiddel en ook met het oplosmiddel omhoog
meebewegen, elutie.
- Door het meebewegen worden de stoffen van elkaar gescheiden op basis van interactie met het
silicamateriaal en het oplossend vermogen van het oplosmiddel.
- Stoffen die meer affiniteit hebben voor het silicamateriaal zullen meer vertraging (=
meer retentie) ondervinden, minder met het oplosmiddel meebewegen en leggen een kortere
afstand af.
- Stoffen die meer affiniteit hebben voor het oplosmiddel zullen minder vertraging (=
minder retentie) ondervinden, meer met het oplosmiddel meebewegen en leggen een langere
afstand af.
- Stoffen met verschil in affiniteit worden voor het silicamateriaal/oplosmiddel van elkaar
gescheiden. Als de stoffen de zelfde affiniteit hebben, kunnen deze niet op deze manier
gescheiden worden.
- Met een TLC analyse kunnen componenten geïdentificeerd worden aan de hand van een Rf-
waarde ook wel retentiefactor.
- De retentiefactor zegt iets over de vertraging, retentie, van componenten op de silicaplaat.
- Voor iedere component uit het mengsel kan de retentiefactor berekend worden. Deze factor is
componentafhankelijk en wordt gebruikt voor identificatie van componenten in een mengsel.
Afgelegde afstand component
- R f waarde=
Afgelegde afstand oplosmiddel
DE MOBIELE FASE
- Bij chromatografie kan de mobiele fase een gas of een vloeistof zijn en de stationaire fase kan
een vaste stof, vloeistof of een gel zijn.
- Bij een vloeibare stationaire- en mobiele fase zijn beide fasen niet mengbaar en zullen onderling
niet met elkaar reageren.
- Het scheiden draait om het oplossen van een component in de mobiele- en stationaire fase.
Hierbij is intermoleculaire kracht erg belangrijk.
1
,- Componenten die meer interactie hebben met de stationaire fase zullen meer tijd doorbrengen in
die fase en elueren veel langzamer van de kolom, dan componenten die meer interactie hebben
met de mobiele fase en veel sneller van de kolom komen.
2
, VERDELINGSCONSTANTE
- Verdelingsconstante geeft aan hoe de verdeling van componenten over beide fasen is.
- A Mobiele fase ↔ A Stationaire fase
- De verdelingsconstante is een concentratieratio van een component in de mobiele- en stationaire
fase.
C S nS /V S VM
- K c= = =k ;
C M nM /V M VS
- Kc = verdelingsconstante, k = retentiefactor, C = concentratie, n = aantal mol, V = Volume
- In het ideale geval zou de verdelingsconstante een constant getal moeten zijn over een breed
concentratiegebied van de component.
- Praktisch betekent het dat de concentratie in de mobiele fase recht evenredig is met de
concentratie van de stationaire fase.
- Dit levert uiteindelijk een lineair verband op waar berekeningen op gebaseerd kunnen worden.
Dit wordt ook wel lineaire chromatografie genoemd.
VERSCHILLENDE VORMEN VAN CHROMATOGRAFIE
VLOEISTOFCHROMATOGRAFIE (LC)
- Vloeistofchromatografie komt voor in twee vormen, namelijk:
- Normal-Phase vloeistof chromatografie (NP-LC)
- Het stationaire fase materiaal is hierbij polair ongecoat silica óf silica gecoat met polaire
groepen (CN, NH2, OH) die retentie geven aan polaire moleculen.
- Deze vorm van chromatografie wordt veelal ingezet voor het scheiden van polaire mengsels.
- Omdat de stationaire fase polair is, wordt er een apolaire mobiele fase gebruikt.
- Reversed-Phase vloeistof chromatografie (RP-LC)
- Het stationaire fase materiaal is hierbij gecoat met apolaire groepen (aromaten of CH-ketens)
die retentie geven aan apolaire moleculen.
- De meest toegepaste stationaire fase bij RP is een C18 kolom. De stationaire fase is hierbij
gecoat met C18 ketens dat is gelijk aan 18 koolstof atomen per keten.
- De C18 ketens vergroten de oplosbaarheid van apolaire moleculen in de stationaire fase.
- Deze vorm van chromatografie wordt veel meer toegepast en wordt voornamelijk ingezet voor
het scheiden van apolaire en mid-polaire mengsels (organische moleculen).
- Omdat de stationaire fase apolair is, wordt er een polaire mobiele fase gebruikt.
GASCHROMATOGRAFIE
- Soms is de mobiele fase een gas (het draaggas; meestal helium, waterstof of stikstof), in dit geval
wordt de scheidingstechniek gaschromatografie (GC) genoemd.
- Elutie van componenten vindt dan plaats in de gasfase.
- Het monstermateriaal komt als een vloeistof in het systeem. Deze vloeistof verdampt in de
verdampingskamer op hogere temperatuurt (injector) en condenseert vervolgens aan het begin
van de GC-kolom op lagere temperatuur.
3
ANALYSE
WERKCOLLEGE 1: CHROMATOGRAFIE
DUNNE LAAG CHROMOGRAFIE (TLC)
- De eenvoudigste vorm van chromatografie is dunne laag chromatografie (TLC).
- De te scheiden componenten (het monster) worden als een kleine stip aangebracht op een dunne
plaat van silicamateriaal. Silica is een zuiver polair materiaal dat bestaat uit siliciumdioxide (SiO 2)
- De plaat wordt vervolgens geplaatst in een bekerglas met een kleine hoeveelheid apolair
organisch oplosmiddel. Zodra de plaat in contact komt met het oplosmiddel begint het
oplosmiddel omhoog te bewegen door capillaire werking.
- Het monster zal dan oplossen in het oplosmiddel en ook met het oplosmiddel omhoog
meebewegen, elutie.
- Door het meebewegen worden de stoffen van elkaar gescheiden op basis van interactie met het
silicamateriaal en het oplossend vermogen van het oplosmiddel.
- Stoffen die meer affiniteit hebben voor het silicamateriaal zullen meer vertraging (=
meer retentie) ondervinden, minder met het oplosmiddel meebewegen en leggen een kortere
afstand af.
- Stoffen die meer affiniteit hebben voor het oplosmiddel zullen minder vertraging (=
minder retentie) ondervinden, meer met het oplosmiddel meebewegen en leggen een langere
afstand af.
- Stoffen met verschil in affiniteit worden voor het silicamateriaal/oplosmiddel van elkaar
gescheiden. Als de stoffen de zelfde affiniteit hebben, kunnen deze niet op deze manier
gescheiden worden.
- Met een TLC analyse kunnen componenten geïdentificeerd worden aan de hand van een Rf-
waarde ook wel retentiefactor.
- De retentiefactor zegt iets over de vertraging, retentie, van componenten op de silicaplaat.
- Voor iedere component uit het mengsel kan de retentiefactor berekend worden. Deze factor is
componentafhankelijk en wordt gebruikt voor identificatie van componenten in een mengsel.
Afgelegde afstand component
- R f waarde=
Afgelegde afstand oplosmiddel
DE MOBIELE FASE
- Bij chromatografie kan de mobiele fase een gas of een vloeistof zijn en de stationaire fase kan
een vaste stof, vloeistof of een gel zijn.
- Bij een vloeibare stationaire- en mobiele fase zijn beide fasen niet mengbaar en zullen onderling
niet met elkaar reageren.
- Het scheiden draait om het oplossen van een component in de mobiele- en stationaire fase.
Hierbij is intermoleculaire kracht erg belangrijk.
1
,- Componenten die meer interactie hebben met de stationaire fase zullen meer tijd doorbrengen in
die fase en elueren veel langzamer van de kolom, dan componenten die meer interactie hebben
met de mobiele fase en veel sneller van de kolom komen.
2
, VERDELINGSCONSTANTE
- Verdelingsconstante geeft aan hoe de verdeling van componenten over beide fasen is.
- A Mobiele fase ↔ A Stationaire fase
- De verdelingsconstante is een concentratieratio van een component in de mobiele- en stationaire
fase.
C S nS /V S VM
- K c= = =k ;
C M nM /V M VS
- Kc = verdelingsconstante, k = retentiefactor, C = concentratie, n = aantal mol, V = Volume
- In het ideale geval zou de verdelingsconstante een constant getal moeten zijn over een breed
concentratiegebied van de component.
- Praktisch betekent het dat de concentratie in de mobiele fase recht evenredig is met de
concentratie van de stationaire fase.
- Dit levert uiteindelijk een lineair verband op waar berekeningen op gebaseerd kunnen worden.
Dit wordt ook wel lineaire chromatografie genoemd.
VERSCHILLENDE VORMEN VAN CHROMATOGRAFIE
VLOEISTOFCHROMATOGRAFIE (LC)
- Vloeistofchromatografie komt voor in twee vormen, namelijk:
- Normal-Phase vloeistof chromatografie (NP-LC)
- Het stationaire fase materiaal is hierbij polair ongecoat silica óf silica gecoat met polaire
groepen (CN, NH2, OH) die retentie geven aan polaire moleculen.
- Deze vorm van chromatografie wordt veelal ingezet voor het scheiden van polaire mengsels.
- Omdat de stationaire fase polair is, wordt er een apolaire mobiele fase gebruikt.
- Reversed-Phase vloeistof chromatografie (RP-LC)
- Het stationaire fase materiaal is hierbij gecoat met apolaire groepen (aromaten of CH-ketens)
die retentie geven aan apolaire moleculen.
- De meest toegepaste stationaire fase bij RP is een C18 kolom. De stationaire fase is hierbij
gecoat met C18 ketens dat is gelijk aan 18 koolstof atomen per keten.
- De C18 ketens vergroten de oplosbaarheid van apolaire moleculen in de stationaire fase.
- Deze vorm van chromatografie wordt veel meer toegepast en wordt voornamelijk ingezet voor
het scheiden van apolaire en mid-polaire mengsels (organische moleculen).
- Omdat de stationaire fase apolair is, wordt er een polaire mobiele fase gebruikt.
GASCHROMATOGRAFIE
- Soms is de mobiele fase een gas (het draaggas; meestal helium, waterstof of stikstof), in dit geval
wordt de scheidingstechniek gaschromatografie (GC) genoemd.
- Elutie van componenten vindt dan plaats in de gasfase.
- Het monstermateriaal komt als een vloeistof in het systeem. Deze vloeistof verdampt in de
verdampingskamer op hogere temperatuurt (injector) en condenseert vervolgens aan het begin
van de GC-kolom op lagere temperatuur.
3
