L'app all-in-one per gli studenti
4.8 • +11K recensioni
Più di 3 milioni di downloads
Free
Cosa succede se si sospetta che qualcuno faccia uso di droghe? Spesso viene chiesto di effettuare un esame delle urine. Questo tipo di analisi può mirare alla ricerca di un composto specifico o un'intera famiglia di droghe. Se i risultati sono positivi, l'urina viene analizzata ulteriormente con un metodo chiamato gascromatografia. E' una tecnica utile per separare e identificare i componenti di una miscela gassosa.
Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.
Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken
Jetzt kostenlos anmeldenCosa succede se si sospetta che qualcuno faccia uso di droghe? Spesso viene chiesto di effettuare un esame delle urine. Questo tipo di analisi può mirare alla ricerca di un composto specifico o un'intera famiglia di droghe. Se i risultati sono positivi, l'urina viene analizzata ulteriormente con un metodo chiamato gascromatografia. E' una tecnica utile per separare e identificare i componenti di una miscela gassosa.
Se hai cliccato su questo articolo, probabilmente sei curioso di conoscere la gascromatografia. Che cos'è questa tecnica e come funziona?
La gascromatografia (GC) è una tecnica analitica che separa e analizza i componenti di un campione gassoso. È utilizzata per i composti volatili e che non si decompongono se sottoposti a calore.
La gascromatografia non solo separa i componenti di un campione, ma fornisce anche una misura della quantità relativa di ciascuna specie presente. Pertanto, questa tecnica è utile per consentire ai chimici di analizzare miscele complesse, sia qualitativamente che quantitativamente.
Esistono vari tipi di gascromatografia, ma il termine viene generalmente utilizzato per indicare la Cromatografia gas-liquido (nota anche come cromatografia di ripartizione gas-liquido, o GLPC). Il termine liquido indica lo stato fisico della fase stazionaria utilizzata, che esamineremo in seguito. Per il resto di questo articolo useremo il termine gascromatografia per riferirci alla GLPC.
La gascromatografia segue gli stessi principi di tutti gli altri tipi di cromatografia. Tuttavia, vi sono alcuni dettagli particolari da tenere in considerazione, che esamineremo in modo più approfondito man mano che li incontreremo:
Non ti sei mai imbattuto in uno dei vari tipi di cromatografia? Ti consigliamo di iniziare con l'articolo Cromatografia. In esso vengono approfonditi tutti i principi che abbiamo menzionato finora. Da qui è possibile conoscere altri esempi di cromatografia, come la Cromatografia su strato sottile e la Cromatografia su carta.
Adesso vediamo come funziona il metodo cromatografico:
I forni dei gas cromatografi possono essere riscaldati a diverse temperature. Tuttavia, devono essere più caldi del punto di ebollizione del campione, in modo che il campione non condensi all'interno del tubo capillare.
Il seguente diagramma di un tipico esperimento di gascromatografia è mostrato per semplificarne la comprensione:
Figura 1. Un tipico set-up di un esperimento di gas cromatografia.
Abbiamo imparato che la gascromatografia produce un cromatogramma. Si tratta di un grafico che ci informa sui componenti all'interno del nostro campione. Mostra i picchi corrispondenti al tempo di ritenzione e alla quantità relativa di ciascun componente.
Figura 2. Un esempio di un cromatogramma ottenuto da un esperimento di gas cromatografia.
Dai cromatogrammi possiamo ottenere due informazioni:
Il tempo di ritenzione di un componente all'interno di un campione è il tempo che intercorre tra la sua iniezione e la sua rilevazione. In altre parole, è il tempo necessario per raggiungere il rivelatore in un cromatografo.
I tempi di ritenzione sono sempre gli stessi per un particolare componente, a patto che si mantengano le stesse condizioni. Ciò significa utilizzare la stessa fase mobile, la stessa fase stazionaria, lo stesso tubo capillare (o colonna), la stessa pressione e la stessa temperatura. Anche se il controllo accurato delle condizioni può essere un po' complicato, l'uso di condizioni standard ci permette di confrontare il tempo di ritenzione di un determinato componente con quelli presenti in un database. Di conseguenza, è possibile identificare il componente.
I database potrebbero non includere tutti i composti. Ciò rende difficile l'identificazione di alcune specie. Allo stesso modo, alcuni composti hanno tempi di ritenzione molto simili e sono difficili da distinguere. Per questo motivo, possiamo combinare la gascromatografia con la Spettrometria di massa, di cui parleremo più avanti.
Alcuni picchi nei cromatogrammi sono molto più alti di altri. Altri sono molto più larghi. Di conseguenza, i diversi picchi hanno aree diverse. L'area sotto un picco è proporzionale alla quantità relativa del componente che raggiunge il rivelatore in un determinato momento. Possiamo usarla per trovare quantitativamente l'abbondanza percentuale di ciascun componente all'interno del campione. Ecco come fare:
Le unità di misura sono irrilevanti: è sufficiente assumere che la lunghezza di ogni quadrato del grafico corrisponda a un'unità.
Calcolare l'abbondanza percentuale del componente responsabile del picco di sinistra nel cromatogramma mostrato in precedenza. L'area totale sotto entrambi i picchi del cromatogramma è pari a 82,5 unità al quadrato. Si supponga che ogni quadrato abbia una lunghezza di un'unità.
Per ottenere questo risultato, assumiamo innanzitutto che il picco sia un triangolo grezzo e troviamo l'area sotto di esso. Per prima cosa misuriamo l'altezza del picco di sinistra in termini di quadrati, insieme alla lunghezza della sua base; la lunghezza di ogni quadrato equivale a un'unità. In questo caso, il picco ha un'altezza di 17 unità e una lunghezza della base di 6 unità.
Figura 3. Lo stesso cromatogramma mostrato in precedenza. In questo caso, sono mostrate l'altezza e la lughezza della base del picco sulla sinistra.
Sostituiamo quindi questi valori nella formula per l'area di un triangolo:
area=0,5×lunghezza base×altezza
area=0,5×6×17=51 unità al quadrato
Dividiamo quindi quest'area per l'area totale di tutti i picchi nel cromatogramma e moltiplichiamo per 100. Fortunatamente, la domanda ci dà l'area totale dei picchi:
abbondanza percentuale=62%
La gascromatografia è in grado di separare le miscele nei loro componenti. Tuttavia, è in grado di identificare questi componenti solo se si utilizzano condizioni standard. Per molti esperimenti, questo non è possibile. Inoltre, alcuni cromatogrammi possono dare risultati ambigui se i componenti del campione hanno tempi di ritenzione simili. Per risolvere questi problemi, combiniamo la gascromatografia con la spettrometria di massa.
La spettrometria di massa è una tecnica utilizzata per identificare le sostanze in base al loro rapporto massa/carica.
Potreste aver già incontrato la spettrometria di massa, utilizzata per identificare una singola molecola dividendola in diversi frammenti. Lo schema dei rapporti massa/carica dei frammenti agisce come un'impronta chimica, consentendoci di determinare la struttura e l'identità della molecola. Tuttavia, la spettrometria di massa può essere utilizzata anche per una miscela di più specie diverse. Combinando la gascromatografia con la spettrometria di massa si ottiene uno strumento analitico estremamente utile, noto come GC-MS. Il GC-MS separa in modo efficiente (grazie alla gascromatografia) e poi identifica (grazie alla spettrometria di massa) tutti i diversi composti presenti in un campione.
Fai riferimento all'articolo Spettrometria di massa per approfondire questa tecnica e le sue applicazioni.
Le caratteristiche principali di un sistema GC-MS sono:
Oltre alla cromatografia gas-liquido, è possibile trovare anche la cromatografia gas-solido (GSC). Esistono alcune differenze fondamentali tra i due metodi:
È possibile rendere la gascromatografia ancora più specifica cambiando l'apparecchiatura. Ad esempio, nella gascromatografia si possono utilizzare diversi rivelatori. Questi includono il rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID), il rivelatore a cattura di elettroni (ECD) e il rivelatore fotometrico di fiamma (FPD). Il FID miscela il campione separato con idrogeno prima di bruciarlo. È particolarmente adatto a rilevare gli idrocarburi organici, ma ignora i componenti altamente ossidati (come l'acqua e gli ossidi di carbonio). D'altro canto, l'ECD e l'FPD rilevano determinati elementi: l'ECD è in grado di identificare i componenti contenenti Alogeni, mentre l'FPD cerca zolfo e fosforo.
La gascromatografia è solo uno dei tanti tipi di cromatografia che dovrai imparare a conoscere. Possono sembrare abbastanza simili, ma cosa distingue la gascromatografia dalle altre e cosa la rende inferiore in certe situazioni? Consideriamo i vantaggi e gli svantaggi della gascromatografia.
Alcuni dei vantaggi della gascromatografia sono indicati qui sotto:
Per evitare qualsiasi pregiudizio scientifico, dobbiamo anche soffermarci sugli svantaggi della gascromatografia. Questi includono:
Infine, è il momento delle applicazioni reali della gascromatografia. Questa tecnica ha molti usi nella società moderna. Ad esempio:
La gascromatografia (GC) è una tecnica analitica in grado di separare i componenti di un campione gassoso. Come tutti i tipi di cromatografia, si basa sulla diversa affinità dei componenti per la fase stazionaria e mobile.
Attraverso la gascromatografia si possono analizzare tutti quei composti che sono volatili e che non si decompongono quando sottoposti a calore.
Uno dei maggiori limiti della gascromatografia è quello di non essere in grado di analizzare campioni non volatili.
Combinando la gascromatografia (GC) e la spettrometria di massa (MS) si ottiene una tecnica analitica chiamata GC-MS che è in grado di separare sia identificare i diversi componenti di un campione.
Flashcards in Gascromatografia16
Start learningI componenti con tempi di ritenzione più corti hanno un'affinità maggiore per la __________.
Fase mobile
Cos'è la gascromatografia?
La gascromatografia (GC) è una tecnica analitica che separa e analizza i componenti di un campione gassoso. È utilizzata per i composti volatili e che non si decompongono se sottoposti a calore.
Qual è la fase mobile in GC?
Un gas inerte, solitamente azoto o elio.
Qual è la fase stazionaria in GC?
Un liquido viscoso (come un idrocarburo a catena lunga), sospeso su un solido fine (come la silice).
Cosa sono i tempi di ritenzione?
Il tempo di ritenzione di un componente all'interno di un campione è il tempo che intercorre tra la sua iniezione e la sua rilevazione. In altre parole, è il tempo necessario per raggiungere il rivelatore in un cromatografo.
Hai già un account? Accedi
The first learning app that truly has everything you need to ace your exams in one place
Iscriviti per sottolineare e prendere appunti. É tutto gratis.
Salva le spiegazioni nel tuo spazio personalizzato e accedile ovunque e in qualsiasi momento
Iscriviti con l'e-mail Iscriviti con AppleIscrivendoti accetti Termini e Condizioni e Informativa sulla Privacy di StudySmarter.
Hai già un account? Login