Chromatographie Flashcards
Welche drei Schritte werden im Allgemeinen bei einer Analyse durchgeführt?
Extraktion
Reinigung (clean-up)
Trennung, Identifizierung und Quantifizierung
Beschreiben Sie das Prinzip der Festphasenextraktion (SPE = Solid Phase Extraction).
Wer gilt als Begründer der Chromatographie?
Der russische Botaniker Michail Semjonowitsch Tswett (1872-1919).
Was versteht man unter Totzeit (tm)?
Sie wird auch Durchbruchzeit genannt, ist die kleinste mögliche Retentionszeit für Substanzen, die keine Wechselwirkung mit der stationaren Phase eingehen.
Was versteht man unter Retentionszeit (tR)?
Es handelt sich um die Zeit die einzelne Substanzen unter verzögertem Durchfluss in der mobilen Phase durch Wechselwirkung mit der stationären Phase benötigen.
Was versteht man unter Bruttoretentionszeit (tms)?
Was versteht man unter Nettoretentionszeit (ts)?
Die Zeit zwischen dem Aufbringen der Komponenten auf die Säule (Injektion) und der Detektion (Peak Maximum).
Die Differenz aus Bruttoretentionszeit (tms) und Totzeit (tm).
Wie lässt sich die Trennleistung einer Säule beschreiben?
Im wesentlichen durch die Trennstufenhöhe (H) und der Trennstufenzahl (N).
Trennstufenhöhe (H):
Gedachter Abschnitt der Trennsäule auf dem sich ein Gleichgewicht einstellt >> je kleiner H desto besser ist die Trennleistung.
Trennstufenzahl (N):
Anzahl der Gleichgewichtseinstellungen der zu trennenden Substanz zwischen stationärer und mobiler Phase in der Säule >> je größer N umso besser die Trennleistung.
Welche HETP (Trennstufenhöhe H) besitzt eine 30m (L) Kapillarsäule mit einer Trennstufenzahl (Bödenzahl) von 30.000?
Welche zwei wesentlichen Trenneffekte treten in der Chromatographie auf?
Die Adsorptionschromatographie und die Verteilungschromatographie.
Die Trennung in einem chromatographischen System erfolgt durch Verteilung der Stoffe zwischen einer _______ und einer _______ Phase.
Die Trennung in einem chromatographischen System erfolgt durch Verteilung der Stoffe zwischen einer mobilen und einer stationären Phase.
Durch die Van Deemter Gleichung wird die Abhängigkeit der Trennleistung (ausgedrückt durch die Trennstufenhöhe H) von der Strömungsgeschwindigkeit u der mobilen Phase.
A Eddy Diffusion (= Mehrweg-Effekt):
Unterschiedliche Wegstrecken, die die Probenmoleküle durch die gepackte Säule nehmen. Hieraus resultiert eine Gauss-Verteilung der Retentionszeiten. Proportional zur Güte der Säulenpackung und des Teilchendurchmessers.
B Longitudinale Diffusion (= Längsdiffusion):
In der mobilen Phase diffundieren die Moleküle sowohl in, als auch entgegen der Fließrichtung und verbreitern so das chromatographische Signal.
C Verzögerter Massentransfer (= Massentransport):
Damit ist die Verbreiterung der chromatographischen Signale durch unterschiedliche Wechselwirkungen der Analyten mit der stationären Phase gemeint.
Gleichgewichtseinstellung an der Phasengrenze benötigt Zeit. Da die mobile Phase aber in Bewegung ist, kann sich der Gleichgewichtszustand nicht vollständig einstellen >> Zunahme der Höhe eines theoretischen Bodens (HETP).
Nennen Sie einige praktische Schlussfolgerungen aus der Van Deemter Gleichung.
- Die Packungsteile müssen klein sein.
- Die Teilchen sollen möglichst gleichmaßig geformt sein.
- Die Teilchenverteilung sollte so schmal wie möglich sein.
- Die Säulenfullung muss so gleichförmig wie möglich gepackt sein.
- Die effektive Schichtdicke der stationären Phase bzw. die Diffusionswege innerhalb der Packungsteilchen müssen so klein wie möglich sein.
- Die mobile Phase soll einen großen Diffusionskoeffizienten haben, also niedrig viskos sein.
- Kleine Säulendurchmesser sind effizienter.
Welche intermolekularen Wechselwirkungen bestimmen die chromatographische Trennung?
- Dispersions-Wechselwirkungen (Londonkräfte, Van der Waals Wechselwirkungen)
- Induktions-Wechselwirkungen (Dipol-induzierter Dipol)
- Dipol-Wechselwirkungen (Dipol-Dipol)
Nennen Sie fünf verschiedene Ausführungstechniken der Chromatographie.
- Säulenchromatographie (SC)
- Papierchromatographie (PC)
- Dünnschichtchromatographie (DC)
- Gaschromatographie (GC)
- Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)
- Ionenchromatographie (IC)
- Gelpermeationschromatographie (GPC)
- Ausschlusschromatographie (SEC - Size Exclusion Chromatography)
Welche Möglichkeiten zur “Sichtbarmachung” werden in der Dünnschichtchromatographie (DC) angewandt?
Entweder das Aufsprühen geeigneter Farbereagenzien oder die Betrachtung des Chromatogramm unter UV-Licht.
Was versteht man unter dem Rf -Wert?
Unter dem Wert des Retentionsfaktors versteht man den Quotienten aus dem Abstand zwischen Startlinie und Fleckenschwerpunkt und dem Abstand zwischen Startlinie und Laufmittelfront.
Abstand Startlinie - Fleckenschwerpunkt
Abstand Startlinie - Laufmittelfront
Nennen Sie fünf wesentliche Bauteile einer Gaschromatographie (GC)-Anlage.
Welche Arten von Trennsäulen in der Gaschromatographie (GC) kann man unterscheiden?
Man unterscheidet zwischen gepackten Säulen und Kapillarsäulen.
Welche Gase werden bei der Gaschromatographie (GC) verwendet?
Als Trägergas wird ein Inertgas (z.B. Helium oder Stickstoff) verwendet.
Welche Kriterien muss ein Trägergas erfüllen?
Es darf nicht mit der Probensubstanz reagieren, sondern soll lediglich als Transportmittel dienen.
Welche der folgenden Stoffe sind nicht durch Gaschromatographie (GC) trennbar:
Benzin, Alkohole, Eiweißstoffe, Carbonsäureester, Zucker?
Eiweißstoffe und Zucker sind nicht trennbar.
Wer gilt als Erfinder der Gaschromatographie (GC)?
Martin und Synge (ca. 1940).
Welche Arten der Injektion gibt es bei der Gaschromatographie (GC)?
- Split-Splitless Injection (SSL)
- On Column Injection (OCI)
- Headspace-Injection (HS)
Nennen Sie drei Detektoren, die in der Gaschromatographie (GC) angewandt werden?
- Wärmeleitfähigkeitsdetektor (WLD)
- Flammenionisationsdetektor (FID)
- Elektroneneinfangdetektor (ECD)
Beschreiben Sie kurz das Funktionsprinzip des Wärmeleitfähigkeitsdetektors (WLD).
Beschreiben Sie kurz das Funktionsprinzip des (FID).
Wie erfolgt die qualitative Zuordnung von Peaks?
Durch Peakerhöhung (Standardaddition) erreicht man eine Erhöhung des Peaks bei einer entsprechenden Retentionszeit und damit eine eindeutige Signalzuordnung.
Wie können die Signale quantitativ ausgewertet werden?
Externer Standard:
Peakfläche einer Substanz bekannter Konzentration wird in Beziehung der gleichen Probensubstanz mit zu bestimmender Konzentration gesetzt.
Interner Standard:
Der interne Standard (soll der Probe sehr ähnlich aber nicht ident sein) wird zu Beginn der Aufarbeitung zugesetzt (Bestimmung der Wiederfindungsrate). Er wird verwendet
wenn mit Probenverlust bei der Probenvorbereitung gerechnet werden muss.
Standardaddition:
Bei der universellsten Methode der Quantifzierung gibt man dem Probengemenge eine genau bekannte Menge der gesuchten Komponente hinzu und misst dann den
Flächenzuwachs. Es sind mindestens zwei Chromatogramme notwendig.
Was bedeutet HPLC (Englisch und Deutsch)?
Hochdruckflüssigkeitschromatographie
bzw.
High Performance Liquid Chromatography.
Nennen Sie drei Detektoren, die in der HPLC angewandt werden.
UV-Detektor, RI-Detektor und Fluoreszenzdetektor.
Welche Arten von statistischen Phasen kann man in der Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) unterscheiden?
Man differenziert zwischen analytischen, vorbereitenden, kapillarischen und Nanophasen.
Was versteht man unter einem Gradienten?
Der Begriff Gradient bezeichnet den Grad der Änderung einer Größe (z.B. Temperatur, Druck, Dichte und Konzentration) mit der Änderung einer weiteren Größe - etwa der Zeit, dem Volumen oder einer Längeneinheit.
In der HPLC bezeichnet der Begriff Gradient die Änderung der Lösemittel-Zusammensetzung des Elutionsmittels bzw. den Grad der Änderung der Elutionskraft mit der Zeit.
Was versteht man unter isokratisch?
Die Zusammensetzung des Elutionsmittels bleibt unverändert.
Was versteht man unter der elutropen Reihe?
Die elutrope Reihe ordnet Lösungsmittel nach ihrer Polaritat an (n-Hexan >> Wasser).
Welche austauschaktiven Gruppen verwendet man in der Ionenchromatographie (IC) für Kationen bzw. Anionen?
Für Kationen verwendet man stark saure Sulfansäuregruppen, Carboxylgruppen oder seltener phenolische Hydroxylgruppen.
Für Anionen werden stark basische quartäre Ammoniumgruppen oder schwach basische Aminogruppen verwendet.
Welches Trennprinzip wird in der Gelpermeationschromatographie (GPC) angewandt?
Wovon hängt die unterschiedliche Mobilität der Teilchen bei der Kapillarelektrophorese (CE) ab?
Durch Anlegen einer Hochspannung (2-35 kV werden die verschiedenen Moleküle (mit unterschiedlichen Ladungszahlen) unterschiedlich stark geladen.
Was versteht man unter dem elektroosmotischen Fluss (EOF)?
Einige Materialien (z.B. Glas, Quarz, PTFE) bilden bei Kontakt mit einer Elektrolytlösung wegen Oberflächenladungen (Quarz oder Glas) eine elektrochemische Doppelschicht aus.
Durch die negativ geladene Kapillare resultiert eine positiv geladene Flüssigkeitssäule, die sich dann im elektrischen Feld zur negativen Kathode hin bewegt.
Welche Art der Chromatographie würden Sie für folgende Stoffklassen anwenden (Mehrfachnennungen möglich)?
leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe, Schwermetallionen, Aminosäuren, Lebensmittelfarbstoffe, Proteine, Pestizide
leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe: GC
Schwermetallionen: IC
Aminosäuren: HPLC, IC, CE
Lebensmittelfarbstoffe: DC, GC
Proteine: GPC, HPLC, IC
Pestizide: HPLC
Welche Retentionsmechanismen kann man bei chromatographischen Trennungen unterscheiden?
Adsorptionschromatographie
Verteilungschromatographie
Ionenaustauschchromatographie bzw. Ionenchromatographie (IC)
Ausschlusschromatographie
Anitatschromatographie
