Podcast
Questions and Answers
Welke van de volgende gassen is het meest geschikt als draaggas in gaschromatografie, gezien de invloed op de gevoeligheid en scheidingsefficiëntie?
Welke van de volgende gassen is het meest geschikt als draaggas in gaschromatografie, gezien de invloed op de gevoeligheid en scheidingsefficiëntie?
- Zuurstof, vanwege de reactiviteit met sommige analyten.
- Stikstof, vanwege de lage kosten.
- Helium, vanwege de hoge thermische geleidbaarheid en inertheid. (correct)
- Argon, vanwege de hoge dichtheid.
Wat is het belangrijkste verschil tussen Gas-Vloeistof Chromatografie (GLC) en Gas-Vast Chromatografie (GSC) in termen van stationaire fase?
Wat is het belangrijkste verschil tussen Gas-Vloeistof Chromatografie (GLC) en Gas-Vast Chromatografie (GSC) in termen van stationaire fase?
- GLC gebruikt een vaste stof; GSC gebruikt een vloeistof.
- GLC gebruikt een vloeistof; GSC gebruikt een vaste stof. (correct)
- Beide gebruiken een vaste stof, maar met verschillende polariteit.
- Beide gebruiken een vloeistof, maar met verschillende viscositeit.
Welke invloed heeft het verhogen van de kolomtemperatuur in GLC typisch op de retentietijd van analyten en de scheidingsefficiëntie?
Welke invloed heeft het verhogen van de kolomtemperatuur in GLC typisch op de retentietijd van analyten en de scheidingsefficiëntie?
- Verlaagt de retentietijd en verlaagt de scheidingsefficiëntie. (correct)
- Verhoogt de retentietijd en verbetert de scheidingsefficiëntie.
- Verhoogt de retentietijd en verlaagt de scheidingsefficiëntie.
- Verlaagt de retentietijd en verbetert de scheidingsefficiëntie.
Wat is de functie van een split/splitless injector in gaschromatografie?
Wat is de functie van een split/splitless injector in gaschromatografie?
Waarom is silanisering een belangrijke stap bij de bereiding van dragermateriaal voor gepakte kolommen in GLC?
Waarom is silanisering een belangrijke stap bij de bereiding van dragermateriaal voor gepakte kolommen in GLC?
Wat is het belangrijkste principe achter de werking van een Thermal Conductivity Detector (TCD)?
Wat is het belangrijkste principe achter de werking van een Thermal Conductivity Detector (TCD)?
Welke van de volgende factoren beïnvloedt de keuze van de stationaire fase in GLC het meest?
Welke van de volgende factoren beïnvloedt de keuze van de stationaire fase in GLC het meest?
Wat is het voordeel van het gebruik van een temperatuursprogramma in GLC in plaats van een constante kolomtemperatuur?
Wat is het voordeel van het gebruik van een temperatuursprogramma in GLC in plaats van een constante kolomtemperatuur?
Wat is het belangrijkste nadeel van een Flame Ionization Detector (FID) vergeleken met een Thermal Conductivity Detector (TCD)?
Wat is het belangrijkste nadeel van een Flame Ionization Detector (FID) vergeleken met een Thermal Conductivity Detector (TCD)?
Welke van de volgende beweringen over capillaire kolommen in gaschromatografie is correct?
Welke van de volgende beweringen over capillaire kolommen in gaschromatografie is correct?
Wat is het doel van de 'septum purge' in een gaschromatograaf?
Wat is het doel van de 'septum purge' in een gaschromatograaf?
Hoe beïnvloedt de lineaire snelheid van het draaggas de hoogte van de theoretische schotel (HETP) volgens de Van Deemter-vergelijking?
Hoe beïnvloedt de lineaire snelheid van het draaggas de hoogte van de theoretische schotel (HETP) volgens de Van Deemter-vergelijking?
Wat is het effect van een te groot monstervolume op de kolom in gaschromatografie?
Wat is het effect van een te groot monstervolume op de kolom in gaschromatografie?
Waarom is het belangrijk dat de detector in een gaschromatograaf een korte responstijd heeft?
Waarom is het belangrijk dat de detector in een gaschromatograaf een korte responstijd heeft?
Welke van de volgende factoren verbetert de efficiëntie van een gaschromatografische scheiding niet?
Welke van de volgende factoren verbetert de efficiëntie van een gaschromatografische scheiding niet?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de werking van een Wheatstonebrug in een TCD detector?
Welke van de volgende beweringen beschrijft correct de werking van een Wheatstonebrug in een TCD detector?
In welke situatie zou een 'on-column' injectie de voorkeur hebben boven een split/splitless injectie in GC?
In welke situatie zou een 'on-column' injectie de voorkeur hebben boven een split/splitless injectie in GC?
Wat is de functie van de compensatiegasstroom (make-up gas) bij sommige GC-detectoren, zoals de FID?
Wat is de functie van de compensatiegasstroom (make-up gas) bij sommige GC-detectoren, zoals de FID?
Welke van de volgende factoren heeft de grootste invloed op de piekverbreding in gaschromatografie?
Welke van de volgende factoren heeft de grootste invloed op de piekverbreding in gaschromatografie?
Wat is het belangrijkste voordeel van het gebruik van een massaspectrometer (MS) als detector in GC-MS?
Wat is het belangrijkste voordeel van het gebruik van een massaspectrometer (MS) als detector in GC-MS?
Flashcards
Mobiele fase in GLC
Mobiele fase in GLC
De mobiele fase is een inert gas dat geen interactie heeft met de te scheiden componenten.
GLC stationaire fase
GLC stationaire fase
GLC (Gas-Liquid Chromatography) gebruikt een vloeistof als stationaire fase.
Verdelingscoëfficiënt (K)
Verdelingscoëfficiënt (K)
De verdelingscoëfficiënt (K) is de verhouding van de concentratie van een stof in de stationaire fase (Cs) ten opzichte van de mobiele fase (CM).
Van Deemter vergelijking
Van Deemter vergelijking
Signup and view all the flashcards
Eddy diffusie (A)
Eddy diffusie (A)
Signup and view all the flashcards
Longitudinale diffusie (B)
Longitudinale diffusie (B)
Signup and view all the flashcards
Massatransfer (C)
Massatransfer (C)
Signup and view all the flashcards
Gepakte kolom
Gepakte kolom
Signup and view all the flashcards
Capillaire kolom
Capillaire kolom
Signup and view all the flashcards
Monsterinjectie
Monsterinjectie
Signup and view all the flashcards
Split injectie
Split injectie
Signup and view all the flashcards
Draaggas
Draaggas
Signup and view all the flashcards
Zeepbelmeter
Zeepbelmeter
Signup and view all the flashcards
Kolomtemperatuur
Kolomtemperatuur
Signup and view all the flashcards
Silanisering
Silanisering
Signup and view all the flashcards
GC-detector
GC-detector
Signup and view all the flashcards
TCD detector
TCD detector
Signup and view all the flashcards
Wheatstonebrug
Wheatstonebrug
Signup and view all the flashcards
FID detector
FID detector
Signup and view all the flashcards
FID detectie
FID detectie
Signup and view all the flashcards
Study Notes
- GLC is used for analyzing mixtures of volatile compounds with boiling points typically below 700 K, but can also be used for less volatile compounds after derivatization.
- GLC offers advantages such as separating complex mixtures, short analysis times, reliability, and requiring small sample amounts, making it sensitive.
Introduction to GLC
- In Gas Chromatography (GC), the mobile phase is an inert gas, ensuring no interaction with the components being separated.
- The migration speed of components depends on their chemical properties.
- Gas-Solid Chromatography (GSC) involves a solid stationary phase where adsorption occurs, separating components based on their adsorption equilibria, however has limited applications, mainly for low molecular weight gases.
- Gas-Liquid Chromatography (GLC) uses a liquid stationary phase adsorbed or chemically bonded to a solid, where compounds are separated based on their distribution between the gas and liquid phases and having broader applications.
GLC Theory
- The GLC separation principle is based on distribution, with the distribution coefficient K defined as the ratio of the concentration of the analyte in the stationary phase (Cs) to its concentration in the mobile phase (Cm): K = Cs/Cm.
Van Deemter Equation
- The Van Deemter equation helps describe peak broadening in chromatography.
- HETP = A + B/u + Cu, where HETP is the Height Equivalent to a Theoretical Plate, representing column efficiency
- A is eddy diffusion (related to the variety of path lengths through the column packing).
- B is longitudinal molecular diffusion (diffusion of the analyte along the column length).
- C is mass transfer (resistance to mass transfer between phases).
- The equation can be refined to HETP = A + (B/u) + Cmu, expanding 'C' into other factors.
- The longitudinal diffusion term (B) is significant in gases due to the high diffusion coefficient (Dm), which is 10,000 times greater in gases than liquids.
- A plot of HETP against linear velocity (u) typically shows a minimum, indicating an optimal flow rate for minimizing band broadening.
GLC Apparatus
- Key components of a GLC system include a carrier gas source, injection port, column, oven, and detector.
Carrier Gas Source
- The carrier gas is typically a chemically inert gas such as He, Ar, N2, or H2.
- The choice of carrier gas depends on the detection system, viscosity, purity, safety, and cost.
- Accurate pressure regulation and measurement are essential.
- Gas flow rates can be measured using a soap bubble flow meter, which measures the time a soap bubble takes to travel between two points in a burette
Sample Injection System
- The sample injection system introduces the sample (mixture of two or more components in liquid or gas form) into the GLC system.
- Injection can be automated using an autosampler.
- The injection port typically includes a rubber or silicone septum and a septum purge to remove contaminants.
- Good column efficiency requires appropriate sample size and injection speed.
- The injection block is heated to a temperature 50°C above the boiling point of the least volatile component (direct injection).
- Gaseous samples require special injection syringes. Liquid samples are introduced using microsyringes through the septum.
Types of Sample Injection
- Direct injection: The entire sample enters the column; suitable for packed columns and large-diameter capillary columns.
- Split injection: Only a fraction of the sample enters the column; used for capillary columns.
- Splitless injection.
- PTV injection (Programmable Temperature Vaporizing): Similar to SSL but with rapid heating/cooling. The temperature can be initially low to selectively remove volatile solvents.
- On-column injection: The sample is injected directly onto the column in liquid form, eliminating discrimination of volatile components.
Split/Splitless Injector
- Injection is commonly achieved using a split/splitless injector (SSL), including a septum, gas inlet, split valve, heated metal block, glass tube, and liner.
Columns
- Columns may be made of glass, stainless steel, aluminum, or copper, with typical lengths ranging from 1 to 100 meters; they can be U-shaped or spiral.
- Column internal diameters range from 0.15 mm onwards. Columns are classified into two types based on diameter: packed or capillary.
- Packed columns (diameter > 1 mm) were the first type used (from 1950). They are filled with a packing material consisting of a finely divided solid support. The stationary phase is a thin liquid film coated on the support.
- Capillary columns (diameter < 1 mm) came later (1960-1980) and are open tubular.
- Open Tubular (OT) columns have a thin liquid film of stationary phase coated on the inner wall of the capillary tube
- Capillary columns offer higher efficiency compared to packed columns.
Types of Open Tubular columns
- Support Coated Open Tubular (SCOT) columns have a thin film of support material coated on the inner wall of the capillary before coating with stationary phase.
- Wall Coated Open Tubular (WCOT) columns have the stationary phase directly coated as a thin film on the capillary wall.
- Fused Silica Open Tubular (FSOT) columns use specially purified silica with an outer polyimide layer for strength and flexibility.
Packed columns (Column Material)
- Packed Columns, these have a diameter of 2 to 4 mm and a length of 2 to 3 m (spiraled).
- They are filled with finely divided support material with a particle size of 0.1 to 0.6 mm, balancing efficiency and pressure drop.
- The support material is typically treated diatomaceous earth (kieselguhr).
- The preparation process can lead to unwanted silanol groups that cause peak broadening and tailing. Commercial Products like CHROMOSORB are used
Column Thermostatting
- Column temperature is a critical variable that needs controlling.
- This is done using a thermostatted oven.
- The optimal temperature is a function of the boiling points of the components and the degree of separation needed.
- For components with widely varying boiling points, temperature programming (continuous or step-wise) is more appropriate.
- Higher resolution is achieved at lower temperatures.
Stationary Phase
- The stationary phase is an organic liquid, that is either adsorbed or chemically bonded onto a solid support or the column wall, either with packed columns or open tubular (SCOT / WCOT, FSOT) columns.
- Desirable characteristics: high viscosity over a wide temperature range, low volatility, thermal stability (high boiling points), chemical inertness, and appropriate polarity.
- The "like dissolves like" principle applies when selecting the stationary phase.
- An ideal stationary phase should be a TOC (Total Organic Carbon).
Detector
- The detector measures changes in the composition of the gas exiting the column by converting a physical property change into an electrical signal (e.g., electric current).
- Characteristics of an ideal detector: sensitive, stable, linear response, wide temperature range, short response time, high reliability, and ease of use.
- Types of detectors: Thermal Conductivity Detector (TCD), Flame Ionization Detector (FID), Electron Capture Detector (ECD) and Mass Spectrometer (MS).
Silanization
- Silanization is used to reduce peak broadening and tailing.
- It involves reacting silanol groups (-Si-OH) with a silanizing agent like chlorosilanes such as: -SI-OH + CI-SI-CI → -SI-O-SI-CI+HCI, followed by washing with methanol: -Si-O-SI-CI + CH3OH -> SI-O-SI-OCH3 + HCl.
Thermal Conductivity Detector (TCD)
- The Thermal Conductivity Detector (TCD), measures the difference in thermal conductivity between the pure carrier gas and the gas mixture of carrier gas and separated components.
- The TCD is also known as katharometer.
- The TCD consists of a metal block with two passages containing identical filaments of platinum or tungsten, forming part of a Wheatstone bridge. One passage serves as a reference, while the other measures the analyte.
- The TCD uses the Wheatstone bridge arrangement.
TCD Operation
- If the carrier gas flows through both channels, the bridge is balanced, i.e UA = UB.
- If a component is present in the carrier gas, the temperature of the filament changes and the electrical resistance is altered.
- With a component in the carrier gas, the bridge becomes unbalanced (UA ≠ UB) resulting in a signal (proportional to concentration).
TCD advantages and disadvantages
- TCD advantages: simplicity, fairly linear response, universality (detects organic and inorganic compounds), and non-destructive analysis.
- TCD disadvantages: limited sensitivity (10⁻⁸ g/mL), making it suitable for packed or capillary columns.
TCD - Wheatstone bridge
- With reference to the "Spanningswet" (Voltage Law):
- VDA = VCD which implies I1R1 = I2R2
- VAB=VBC which implies IRR=IMRM since
- Therefore: implying R1 = R2 and RR=RM.
Flame Ionization Detector (FID)
- In the FID, ionization occurs through a hydrogen-air flame.
- In a hydrogen-air flame there are relatively few ions resulting in a low conductance and electrical current.
- The introduction of an organic component leads to ionization, increasing conductance and electrical current.
- The components of an FID: collector (anode) and a cathode.
FID advantages and disadvantages
- FID Advantages: simple and robust.
- FID Advantages: Linear range (107).
- FID Advantages: Highly sensitive (especially for hydrocarbons with C-H bonds).
- FID Advantages: Low noise (insensitive to CO2, NOx, H2O, SO2, etc.).
- FID Advantages: High sensitivity (10-13 g/mL) suits packed and capillary columns.
- FID Disadvantages: Destructive. Requires H2 and air.
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.