Instrumentelle Analytik V4

  1. Chromatographie
    Auftrennung der Komponenten (Analyten) in unterschiedliche Verteilung in der mobilen und stat. Phase
  2. Adsorption
    • Grenzflächenreaktion zwischen einer gasförmigen oder einer flüssigen Phase und einem festen Stoff
    • Wasserstoffbrückenbindungen
    • Dipol-Dipol
    • verstärkt bei niedrigen Temperaturen
    • Anreicherung des Adsorbats an der Phasengrenze
  3. Verteilung
    System: 2 nicht oder nur bedingt mischbare Flüssigkeiten + 1 in beiden Phasen löslicher Stoff
  4. Nernst'scher Verteilungssatz
    • kc = c1/c2
    • kc = Verteilungskonstante (Tabelle)
    • c1, c2 = Konz. in den Phasen 1 & 2
    • im Gleichgewichtsfall bei konstanter Temperatur: kc = konstant
  5. Berechnung der verbleibenden Menge
    • Je mehr Gleichgewichtseinstellung, desto besser die Trennung
    • c2 - 1 = (c2 - 0) / (1 + kc (v1 / v2))n
    • c2 - 0 = Anfangskonz. in Lösung 2 (H2O)
    • c2 - 1 = Konz. nach Extraktion in der Lösung 2
  6. Einteilung nach mobiler & stat. Phase
    • flüssig - flüssig / flüssig - fest: Flüssigchromatographie = Liquid Chromatographie = LC
    • Gas - füssig / Gas - fest: Gaschromatographie GC
  7. Einteilung nach Anwendung
    • Analytische Chromatographie: Ergebnis: Chromatogramm (Detektorsignal vs Zeit), Ziel: Identifizierung und Quantifizierung
    • Präparative Chromatographe: Ergebnis: Lösungen aufgereinigter Substanzen, Ziel: Ausgang für weiterführende Arbeiten, Analytmengen: möglichst groß = Gramm bis Kilogramm
  8. Mobile Phase Namen
    • Eluent: HPLC
    • Trägergas: GC
    • Laufmittel: DC
  9. Verteilungskonstante Kc
    • Kc = cs/cm = Konz. stat. Phase / Konz. mob. Phase
    • beschreibt die Konz. der Moleküle in beiden Phasen
    • spiegelt sich im Retentionsfaktor k wieder
  10. Phasenverhältnis β
    • ß = vm / vs = Vol. mob. Phase / Vol. stat. Phase
    • Volumenverhältnis der Phasen
    • dient Korrektur der Verteilungskoeffizienten
    • wenn groß: Säule rel. durchlässig
    • ↪ große Menge an mob. Phase liegt vor
    • übliche Werte: 5-35 HPLC, 50-1000 GC
  11. Qualitative / quantitative Analyse
    • qualitativ: vgl. Retentionszeit - Reinsubstanz
    • quantitativ: Detektorsignal (Fläche / Höhe) ⇒ Konz. oder Stoffmenge
  12. Durchflusszeit
    Zeit, die die mob. Phase benötigt, um vom Säulenanfang zum -Ende zu gelangen
  13. Totzeit tu
    • Retentionszeit tu einer Inertsubstanz, die der Probe zugegeben wird
    • eine Inertsubstanz fließt gleich schnell wie die mob. Phase durch bzw. über die stat. Phase ⇒ erfährt keine Retention
  14. Lineargeschwindigkeit μ
    • Wieviel Strecke / Zeiteinheit passiert der Eluent?
    • μ = L/tu = Säulenlänge / Totzeit
  15. Volumenfließgeschwindigkeit μv
    • Welches Vol./Zeiteinheit fließt durch die Säule
    • μv = vu/tu = Vol. Säule / Totzeit
  16. Retentionszeit tR
    Zeitpunkt des Austretens (Elution) aus der Trennsäule
  17. reduzierte Retentionszeit t'R
    • tR korrigiert um die Totzeit
    • t'R = tR - tu
  18. Retentionsfaktor k
    • Verweildauer der Moleküle in beiden Phasen
    • gibt an, um wie viel länger sich eine Substanz in der stat. Phase aufhält als in der mobilen
    • k = (tp-tu)/tu ⇒ K = k ⋅ ß
  19. Selektivität α
    • rel. Retention 2er benachbarter Peaks
    • α > 1 (tR1 > ttR1)
    • α = 1: Koelieren von 2 Substanzen
    • α = (R2 - tu)/(R1 - tu) = t'R2/t'R1 = k2/k1
  20. Peakform σ
    • σ = Standardabweichung
    • Gaußfunktion
  21. Halbwertsbreite FWHM
    • Breite des Peaks in halber Höhe
    • FWHM: Full Width at Half Maximum
    • Wh = 2σ√2ln2
    • Wendepunkte: 2σ
  22. Peakauflösung Rs
    • Effizienz einer Trennung
    • hängt vom Retentionsunterschied ΔtR und Basispeakbreite 2er benachbarter Peaks ab
    • Rs = (tR2 - tR1)/[1/2 (Wbr + Wb2)] = [1/2(tR2 - tR1)]/(Wh1 + Wh2)
    • sollte ≥ 1,5 sein
    • mehr Elemente, bei denen eine Verteilung stattgefunden hat ⇒ schmalere, besser aufgelöste Peaks
    • Trennvermögen einer Säule hängt von Bodenzahl N ab
    • theoret. Boden: theoret. räuml. Einheit einer Trennsäule, in der sich zmdst 1x das Nernst-Gleichgewicht einstellen kann
  23. Bodenzahl
    • N = (tR/σ)2 = 16(tR/Wb)2 = 5,54(tR/Wh)2
    • je breiter ein Peak desto ineffizienter die Trennung
  24. Einfluss der Bodenzahl auf die Auflösung R
    • R = [(α-1)/α] [k2/(1+k2)] √N/4
    • N : Säulenlänge & Flussgeschw.
    • K : Zusammensetzung mob. Phase, Säulentemp., Qualität stat. Phase
  25. Bodenhöhe H
    • H = L/N
    • L: Länge der Strecke, auf der sich ein Gleichgewicht einstellt
  26. Lineargeschwindigkeit und Bandbreite
    • Analytteilchen unterliegen versch. Effekten, die verhindern, dass die Probe, wäre sie in einer unendlich schmalen Zeitzone aufgehoben, als linienförmiges Signal beim Detektor registriert wird
    • Eddy-Diffusion → A-Therm
    • Longitudinal-Diffusion → B-Therm
    • Massentransport-Effekt → C-Therm
    • H = A + B/μ + μC = van Deemter Gleichung
  27. Eddy-Diffusion (A-Therm)
    • Einfluss Packung in der Säule auf Verbreitung der Probenzone, allein durch mechanische Widerstände
    • Analytmoleküle legen zw. den Teilchen unterschiedl. lange Wege zurück
    • unabhängig von Fließgeschw.
  28. Longitudinale Diffusion (B-Therm)
    • Teilchenbewegung, die infolge eines Konz.gefälles auftreten
    • kann durch einen schnelleren Fluss der mob. Phase gering gehalten werden, da es sich um einen zeitabhängigen Prozess handelt
  29. Massentransport (C-Therm)
    • für den Analyten notwendige endliche Zeit, die zur Gleichgewichtsherstellung zw. mobiler und stat. Phase gebraucht wird
    • sitzt ein Teil des Analyten an der stat. Phase fest, bewegt sich der Rest währenddessen in der mob. Phase weiter, wodurch die Bande des Analyten verbreitert wird
  30. Van-Deemter-Kurve
    • Zusammenhang mittlere Lineargeschwindigkeit μ der mob. Phase und der Bodenhöhe H / Bodenzahl N
    • Minimum Hmin = opt. Lineargeschwindigkeit oopt, bei der die Säule für einen best. Analyten bei den geg. Bedingungen die höchste Trennstufe (Nmax) hat
  31. Peaksymmetrie
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Author
Bibi
ID
338474
Card Set
Instrumentelle Analytik V4
Description
Instrumentelle Analytik, 4.Vorlesung, 3. Semester
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