Utente:Giuli2797/Cromatografia/Gascromatografia: differenze tra le versioni

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{{Cromatografia}}
==Gascromatografia==
La gascromatografia è una tecnica analitica complementare alla cromatografia liquida in cui la fase mobile è costituita da un gas che ha solo funzione di trasporto. <br>
Questa tecnica viene utilizzata su sostanze che abbiano una tensione di vapore sufficientemente alta, in modo da garantirne il passaggio in fase gas, e che siano termicamente stabili, per evitare che possano decomporsi per riscaldamento. La temperatura massima di esercizio è limitata non solo dalla stabilità termica degli analiti, ma anche da quella della fase stazionaria che, oltre ad una certa temperatura, può decomporsi o volatilizzarsi. Questa serie di fattori porta a scegliere temperature di esercizio che possono arrivare fino ad un massimo di circa 300-350°C. <br>
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Il sistema utilizzato in gas cromatografia può essere schematizzato con il seguente schema a blocchi: <br>
[[File:Gas chromatograph-vector.svg|thumb|center|500px|Schema a blocchi gas cromatografia]]
 
GAS CARRIER &rarr; CONTROLLO DEL FLUSSO &rarr; INIETTORE &rarr; COLONNA &rarr; RIVELATORE
 
==Gas carrier==
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La lunghezza è solitamente compresa tra i 10 e i 100 metri e il diametro varia da 0,10 a 0,75 mm <ref> Skoog pag. 899 </ref>. La fase stazionaria è liquida e costituisce il rivestimento interno della colonna, è solitamente spesso pochi decimi di micron. Queste caratteristiche conferiscono alle colonne capillari molteplici punti di forza quali ad esempio: migliore separazione con risoluzione maggiore, tempi di analisi ridotti, sensibilità maggiore e richiedono una minore quantità di campione. Le dimensioni del campione da analizzare costituiscono un aspetto molto importante: è un grande vantaggio nel caso in cui il campione di cui si dispone è molto piccolo, ma costituisce un limite importante e che richiede particolare attenzione. Le colonne capillari infatti rischiano di essere sovraccaricate molto più facilmente proprio perché la quantità di campione che è in grado di interagire con la fase stazionaria è molto piccola: qualora si iniettasse un volume maggiore a quello sopportato dalla colonna si avrebbe la vanificazione dell'analisi. Il piccolo volume che queste sono in grado di gestire unitamente al grande numero di piatti teorici, le rende particolarmente adatte ad impieghi analitici. <br>
Dal momento che le colonne capillari forniscono un'efficienza ed una risoluzione migliore rispetto alle colonne impaccate per i motivi sopra elencati, ne consegue che i picchi sono più stretti e con uno scodamento minore, il che facilita l'analisi rendendo più semplice l'integrazione dei picchi, soprattutto nel caso di analiti presenti in tracce: in questo modo si esegue un errore minore e di conseguenza l'analisi quantitativa, come anche quella qualitativa, risulta essere più affidabile. Il fatto di avere delle bande molto strette infatti, consente di avere un picco con altezza maggiore rispetto a quello ottenibile con un'analisi condotta con una colonna impaccata in cui invece il picco può risultare irrisolto o addirittura confondersi con il rumore di fondo<ref>Barry pag. 112 </ref>.<br>
Le colonne capillari hanno inoltre un film di fase stazionaria molto più sottile rispetto a quello delle colonne impaccate, il che rende identici i cammini possibili all'interno della colonna e al contempo garantisce il fatto che ogni molecola di soluto possa interagire allo stesso modo e per lo stesso tempo con la fase stazionaria. Nelle colonne impaccate invece, la quantità di fase stazionaria costituente il rivestimento interno della colonna è maggiore così come anche lo spessore: all'interno della colonna lo spessore della fase stazionaria non sarà omogeneo ma si avranno delle zone in cui lo spessore è maggiore e altre in cui questo è minore e questo aspetto influirà sui tempi di ritenzione delle componenti degli analiti. Ne consegue quindi una differenza nella forma dei picchi ottenibili che saranno quindi più larghi nel caso delle colonne impaccate a causa dei fattori che influenzano l'allargamento di banda (vedi teoria[[Utente:Giuli2797/Cromatografia/Introduzione#Teoria dell'allargamento di banda ed equazione di Van Deemter|Teoria dell'allargamento di banda ed equazione di Van Deemter]]). <br>
A seconda del diverso tipo di rivestimento interno si possono distinguere tre diversi tipi di colonne capillari:
* FCOT (''Fused Coated Open Tubular'') - colonna sulle cui pareti interne è presente silice fusa;
* PLOT (''Porous Layer Open Tube'') - colonna cava all'interno sulle cui pareti è adesa una fase stazionaria solida porosa;
* SCOT (''Support Coated Open Tubular'') - sono le colonne capillari maggiormente usate e consistono in una colonna cava all'interno, alle cui pareti è adesa una fase stazionaria liquida supportata su un supporto solido. <br>
Dal momento che in gas cromatografia la fase mobile agisce solo come carrier, gli unici fattori che influenzano la separazione sono la temperatura di ebollizione degli analiti e le caratteristiche della fase stazionaria. Aspetto di rilevanza fondamentale quando si tratta di scegliere una fase stazionaria adeguata agli analiti, è la polarità: in genere si segue la regola secondo cui il simile scioglie il simile per cui si userà una fase stazionaria polare contenente gruppi funzionali come -CO, -CN, -OH per analiti polari, mentre colonne con fase stazionaria apolare costituita da idrocarburi e dialchilsilossani per analiti apolari. <br>
Il fattore discriminante per la separazione delle varie sostanze rimane la temperatura di ebollizione: sostanze aventi punti di ebollizione molto differenti tra loro verranno separati da qualsiasi colonna cromatografica indipendentemente dalla fase stazionaria impiegata. Il tipo di fase stazionaria diventa invece un fattore essenziale nel caso in cui le sostanze da separare abbiano punti di ebollizione simili. Aspetto fondamentale da ricordare è che le sostanze utilizzate come fase stazionaria devono avere una bassissima tensione di vapore per evitare il loro movimento in colonna. <br>
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* essere selettivo - rispondere solo ad alcune classi di sostanze;
* avere un ampio intervallo di linearità (LOL) - l'intervallo di concentrazione dell'analita in cui il rivelatore fornisce una risposta linearmente proporzionale deve essere ampio;
* avere bassi LOD - ovvero avere bassi limiti di rivelabilità, il che si riferisce alla quantità minima di soluto che viene rivelata e fornisce un picco sul cromatogramma. Il LOD (''Limit Of Detection) è definito come:
: <math> LOD= \frac{3N}{Su_h} </math>
: e dipende dal rumore (N) e l'altezza del picco (S) e l'ampiezza del picco a mezza altezza <math> u_h </math> <ref>Barry pag. 288 </ref> <br>