7/14/2019 9 Separace i

1/17

1

SEPARAN METODY

Princip rozdlen vzorku do vce podl odlin sloen

detekceFrakcionan kapacita

distribuce mezi dv fze

rozpustnost bod varu, tn sorpce, chemisorpce

velikost a tvar molekul

plyn-kapalina plyn-tuh fze kapalina-kapalina

kapalina-tuhfze

destilace sublimace extrakce srenpnov dlen molekulov sta kapalinov

rozdlovacchromatografie

fraknkrystalizace

plynovrozdlovacchromatografie

plynovadsorpnchromatografie

gelov permeanchromatografie

kapalinovadsorpnchromatografieiontomniovchromatografiezonln tavenmolekulov sta

rychlost migrace (tvar drhy)

migrace pes polopropustnoumembrnu

migrace v silovm poli

ultrafiltrace elektroforzareverzn osmza termodifzedialza ultracentrifugace

elektrodialza hmotnostn spektrometrie

7/14/2019 9 Separace i

2/17

2

EXTRAKCE

Princip selektivn pevod sloky z jedn fze do druh

l (aq.) l (org.)

s l; l s

Aplikace izolace analytu

odstrann interferent

zkoncentrovn

Distribun koeficient:

Distribun pomr:

>104

innost extrakce:

Opakovan extrakce:

Vzjemn separace dvou sloek:

separan faktor (faktor selektivity)

>104

[ ] [ ]aqorgD SS=K

aqorg )A()A( ccD=

%100orgaq VVD

DE

+=

n

aqorg

aq

VVD

Vcc

+= aqnaq, )A()A(

BABA, DD=

7/14/2019 9 Separace i

3/17

3

Extrakce pevn ltka kapalina

Soxhletv apart

- nsobn extrakce

- regenerace rozpoutdla: destilace

SFE

extrakce tekutinou v nadkritickm stavu

p >>pk T >Tk

Plyn SF Kapalina

(g/cm3) 103 101 100

D(cm2/s) 101 103104 104105

(Pas) 104 104 103102

CO2 Tk= 31, pk= 7,3 MPa = 0,96 g/cm3(40 MPa)

(CO2+ CH3OH)

CO2

erpadlo

extrakn cela

7/14/2019 9 Separace i

4/17

4

Extrakce kapalina kapalina

extrahuj se elektroneutrln stice

slab kyseliny a zsady nutn zen pH:

HB B + H+][

][][

HB

BHKa

+ =

aq.

org.

]HB[

]HB[=DK

aq.-

aq.

org.

]B[]HB[

]HB[

+=D

aq.]H/[1 ++

=a

D

K

KD

kovy

elektroneutrln chelty

diethydithiokarbaman sodn

pozor: nutno dit pH:

Mn+ + n HL MLn + nH+

iontov asocity

oxoniov ionty rozpoutdla (O ltky): [(C2H5)2O)]3H+ FeCl4

duskat ltky (C8H17)3NH+ PtCl6

2

(C2H5)2NCSNa

S

7/14/2019 9 Separace i

5/17

5

Extrakce kapalina (aq.) tuh fze SPE

peiovn vzork ped analzou

sorbent: viz kapalinov chromatografiepolrn silikagel

nepolrn chemicky modifikovan silikagel

iontov vmna, imobilizovan kov . . .

vt zrnitost (>30 m)

uspodn

minikolony (cca 1 ml)

modifikovan injekn stkaky

piky k pipetm

disky

proces

kondiciovn: stejn rozpoutdlo jako vzorek

nanesen vzorku

promyt: odstrann nedoucch ltek

eluce: jin rozpoutdlo

SPME

7/14/2019 9 Separace i

6/17

6

CHROMATOGRAFIE

dlen mezi dv fze

mobiln(pohybliv) g, l

stacionrn (nepohybliv, sorbent) s, l

typy chromatografie

podle skupenstv mobiln fze

plynov GC

kapalinov LCs tekutinou v nadkritickm stavu SFC

podle skupenstv stacionrn fze

fze mobiln fze stacionrn Technika symbol

plyn (plynovchromatografie)

kapalina nanosii

plynov rozdlovacchromatografie

GLC

tuh ltka plynov adsorpnchromatografie

GSC

kapalina(kapalinovchromatografie)

kapalina(polymer) vzanna nosii

kapalinov rozdlovacchromatografie

LLCRPC

kapalina vprech sorbentu

gelov permeanchromatografie

GPCSEC

tuh ltka kapalinov adsorpnchromatografie

LSC

iontov chromatografie IECtekutina vnadkritickmstavu

kapalina(polymer) vzanna nosii

chromatografie s mobiln fzv nadkritickm stavu

SFC

podle uloen stacionrn fze

kolonovna tenk vrstv

7/14/2019 9 Separace i

7/17

7

POPIS CHROMATOGRAFICKHO DLEN

Distribun pomr:

Kapacitn pomr

retenn pomr

kA= 0 ltka nen zadrovna

kA>20 pli siln retence

Prbh chromatografickho dlen

vzorek

t

ms )A()A( ccD=

m

sA

ms

ss

s

sA

V

VD

Vc

Vc

n

nk =

==)A(

)A(

)A(

)A(

7/14/2019 9 Separace i

8/17

8

Poloha pk:

retenn vzdlenost dR

retenn astR

retenn objemVRFm prtok mobiln fze

mrtv retenn as tM

retenn as nezadrovan sloky

mrtv retenn objem VM

linern rychlostmobiln fze u [cm s1]:

L dlka kolony

kapacitn pomr

redukovan retenn as tR',A

redukovan retenn objem VR',A

VR= tR.Fm

VM = tMFm = Vm

M

'AR,

M

MAR,

M

'AR,

M

MAR,A

V

V

V

VV

t

t

t

ttk =

==

=

sA'

AR, VDV =

tLu=

7/14/2019 9 Separace i

9/17

9

problm

mal rozdlen pk

een:

kinetick

termodynamick

V

c

7/14/2019 9 Separace i

10/17

10

KINETIKA SEPARANHO PROCESU

aproximace Gauss

Odchylky:

sorpn isoterma

2

2

max2

)(exp

V

RVVcc

=

4

2

C

VR

cs

cm

cs

cm

cs

cm

tR tR tR

7/14/2019 9 Separace i

11/17

11

snaha

co neju pky kolona s vysokou innost

poet teoretickch pater

praktick vpoet

Y ka pku na rovni nulov linie

Yh/2 ka pku v polovin vky

h vka pku + A plocha pku

poet efektivnch pater

Vkov ekvivalent teoretickhopatra(vka patra)

Odhad vky patra

ideln stav: rovnovn distribuce

n H0reln proces:

nedojde k ustaven rovnovhy

zny analytu se roziuj H>0

van Deemterv model:

SMLF HHHHH +++=

( )2

, VARVn =

( ) ( ) ( )222/,

2, )(16254,516 AhVYVYVn RhARAR ===

( )2,16 YVn ARef =

nLH=

7/14/2019 9 Separace i

12/17

12

Viv difze v mobiln fziHF

nestejn rychlost proudn:

u kanlky: odpor pomalej rychlost

HF nezvis na linern rychlosti mobiln fze u

Molekulrn difze v mobiln fziHL

nstik

zk zna

eluce

difze (obma smry)

Dm difzn koeficient sloky v mobiln fzi [cm2s-1]

pFF dkH = 2

sloka

m.f.

u

DkH mLL

=

2

7/14/2019 9 Separace i

13/17

13

Odpor proti penosu hmoty ve stacionrn fzi HS

sloka

difze dovnit stac. fze a zptrzn hluboko

zpodn

DS - difzn koeficient sloky ve stacionrn fzi

Odpor proti penosu hmoty v mobiln fziHM

zk kanlky

kapilrn kolona

kanlky mezi sticemi

rozdlen rychlosti

prostedek zny zedn

d

2

2

)1( +

= A

S

fSS

k

k

D

udkH

m

pM

M

D

udkH

=

2

7/14/2019 9 Separace i

14/17

14

Shrnut

pm vliv:

linern rychlostmobiln fze

velikost sticstacionrn fzenepm vliv:

druh mobiln a stacionrn fze difzn koeficienty

TERMODYNAMIKA SEPARANHO PROCESU

Vliv objemu stacionrn fze

vt Vs vt retenn objemy

lep separace sloek

del doba analzy

Vliv teploty

ovlivnn rovnovhy

GLC

hsm 0

Hvp - molrn vparn teplo sloky

HE0 - molrn rozpoutc teplo

LC

hsm < >0

RT

hD

3,2log msA

0Evpms HHh =

sA'

AR, VDV =

7/14/2019 9 Separace i

15/17

15

ROZLIEN PK

Dostaten rozlien: Ri,j= 1,5

( )i,j,iR,jR,

ji, 0,5 tt YY

ttR

+

=

tR

7/14/2019 9 Separace i

16/17

16

KVALITATIVN ANALZA

pm analza (MS, absorpn nebo fluorescenn spektra)

nepm analza

porovnn VR sloky se standardem

(dv kolony s rznou polaritou stac. f.)

KVANTITATIVN ANALZA

men ploch pkA

vnitn normalizace

pedpoklad: stejn citlivost pro vechny sloky

absolutn kalibrace (vnj standard)

neznm vzorek standard(y)

jeden standard

vce standard kalibran kivka

[%]100n

ii

A

Aw

=

t

vzstvz A

cc =

7/14/2019 9 Separace i

17/17

17

standardn pdavek

dva podly vzorku

vzorek

vzorek + pdavek standardu

vnitn standardpedpoklad: stejn citlivost pro vechny sloky

vzorek + pdavek standardu

ciz ltka!

tvz

vz

stvz

vz

A

A

cc

c

+=

+ vztvz

vzstvz

AA

Acc

=

+

t

vzstvz A

cc =