Analytische chemie/Chromatografie - algemeen: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting |
|||
Regel 10:
Zowel scheitrechter #1 als #2 worden geschud. Nadat de water en etherfase zich van elkaar gescheiden hebben, wordt de waterfase uit scheitrechter #2 bij de ther in #3 gevoegd, het water uit #1 bij de ether in #2, en aan scheitrechter #1 wordt weer een nieuwe hoeveelheid water toegevoegd.
== Schotelgetal, HETP ==
=== Inleiding ===
Een van de oudste systematisch bestudeerde chromatografische technieken is GLC geweest. Hierin wordt een mengsel van componenten in een kolom langs de staionaire fase geleid. De stationaire fase bestaat uit een dun laagje heel hoog kokende olie. Het laagje olie bevindt zich op fijn zand. Een van de eerste zaken die opviel was dat de volgorde waarin de componenten een het einde van de kolom verschenen gelijk was aan die van hun kookpunten. Laagkokende componenten verschijnen eerst, waarna de hoger kokende componenten komen. Dit gedrag is vergelijkbaar met een destillatie. Vooral een in de olie-industrie gebruikte techniek, gefractioneerde destillatie, leent zich goed voor het beschrijven van de scheiding.
=== Gefractioneerde destillatie ===
In de gefractioneerde destillatie wordt een opstelling gebruikt die van onderen verwarmd kan worden. De destillatiekolom bestaat uit een holle toren. In de toren zijn verdiepingen, of schotels (engels: "plate") aangebracht. Damp kan alleen omhoog door een opening die de damp ook meteen door de vloeistof in de bovenste schotel leidt. Terugvloeien is ook mogelijk.
Tijdens een destillatie wordt een mengsel van componenten verwarmd. Afhankelijk van de temperatuur van het mengsel zullen de verschillende componenten een dampspanning opbouwen. Voor componenten met een lager kookpunt zal de dampspanning, en daarmee het aandeel in de damp, groter zijn dan van hoger kokende componenten. De damp zal dus rijker zijn aan laagkokende componenten, de achterblijvende vloeistof zal juist rijker zijn aan hoger kokende componenten.
De damp stijgt op in de destillatiekolom. De kolom is vaak wel geïsoleerd, maar wordt niet verwarmd. De opstijgende damp
komt in een koelere toren en zal door gedeeltelijk condenseren. Als de damp nog niet via het borrelgat naar de hogere schotel is opgestegen loopt het condensaat rechtstreeks terug in de destillatiekolf. Is de volgende schotel wel bereikt dan zal deze eerst gevuld worden met concensaat, waarna volgende hoeveelheden teruglopen naar de lagere schotel. Bij de overgang van damp naar vloeistof zullen componenten met een hoger kookpunt eerder condenseren dan componenten met een lager kookpunt. Zowel bij verampen als condeseren geldt dus dat de damp rijker wordt aan laagkokende componenten, de vloeistof wordt juist rijker aan hoogkokende componenten.
Tijdens de passage van de damp door het borrelgat treedt nog een vorm van scheiding op. Het borrelgat maakt een intensief contact tussen opstijgende damp en vloeistof op de schotel mogelijk. Ook hier zal weer gelden dat hoger kokende componenten in de damp meer de neiging hebben in de vleoistof op te lossen (condenseren), dan de lager kokende componenten. Ook hier wordt de damp dus ontdaan van hoger kokende fracties. Tijdens het condenseren komt warmte vrij. Deze warmte kan gebruikt worden om de vloeistof in de schotel voor een deel in dampvorm om te zetten. Vooral de lager kokende componenten zullen hiervoor gevoelig zijn.
Het feit dat de hoger kokende componenten steeds terugvloeien, terwijl de lager kokende stoffen juist doorgaan heeft tot gevolg dat onderin de destillatietoren de temperatuur hoger is dan verder naar boven. Door de lagere temperatuur hoger in de destillatietoren zullen juist de lager kokende componenten daar vloeistof vormen.
Omdat de destillatietoren alleen aan de onderzijde verwarmd wordt zal er een evenwicht ontstaan tussen de warmte aanvoer onderin en de warmte afvoer langs de lengte van de destillatietoren. De temperatuur zal een gradient vertonen van hoog onderin tot lager meer naar boven. Dat betekent dat ook de temperatuur van de diverse schotels van beneden naar boven zal afnemen. Omdat de samenstelling van damp en vloeistof in de schotels direct samenhangt met de temperatuur is het mogelijk om de fracties van een specifieke samenstelling af te tappen. Dit gebeurt door van sommige schotels niet alle condensaat af te voeren naar de eronder gelegen schotel. Omdat de temperatuur in de dampfase boven een schotel constant is, zal het aantal schotels tussen twee aftappunten bepalen hoe goed componenten van elkaar gescheiden kunnen worden. Bij een gegeven lengte aan destillatiekolom is dan de schotelhoogte een directe maat voor hoe goed de scheiding uitgevoerd kan worden. Hoe kleiner de schotelhoogte, hoe meer schotels er in de kolom passen.
In de chromatografie kunnen we uiteraard geen echte compartimentering aanwijzen in de kolom. Ook is schotelHOOGTE een wat vreemd begrip als je een tot meer dan 100 slagen gespiraliseerde GLC-kolom bekijkt. Toch wordt het begrip gebruikt: "Equivalente Hoogte van Theoretische Schotels", of in het engels: Height Equivalent of Theoretical Plates, '''HETP''' gebruikt als maat voor het scheidend vermogen van een kolom. Omdat je eigenlijk wilt aangegeven hoe goed een kolom mengsels kan scheiden is de HETP eigenlijk geen goede maat. Een grote HETP betekent immers dat je per lengte weinig schotels hebt, en dus weinig scheiding. Omgekeerd, een lage HETP betekent juist een hele goede scheiding. Door het aantal schotels in een kolom te vermelden, krijg je een getal dat wel steeds groter wordt naarmate de scheiding beter wordt. De relatie is vrij simpel:
:::<math>N = {lengte_{kolom}}/{HETP}</math>
waarin
:::N: het aantal schotels in de kolom
:::lengte kolom: de lengte van de kolom in dezelfde eenheid als de HETP
:::HETP: equivalente hoogte van een theoretische schotel
=== Bepalen van het aantal schotels of de HETP ===
Om het schotelgetal van een kolom of de HETP ervan te bepalen wordt een analyse op de kolom uitgevoerd.
== Van Deemtervergelijking ==
=== Algemeen ===
| |||