ガスクロマトグラフィーの仕組み

ガスクロマトグラフィーは、サンプルの分離と分析に使用される分析分離技術です。分離は、ガス移動相と液体固定相の間で発生します。ガスクロマトグラフィーで使用されるサンプルは、熱分解することなく気化できる必要があります。 目的のサンプルを移動相と混合し、ガスクロマトグラフに注入します。加熱による気化の後、サンプルは液体の固定相とともにカラムに入ります。カラムの最後で、検出器がカラムを進む化合物を識別してクロマトグラムを生成します。

対象となる主な分野

1.ガスクロマトグラフィーとは
– 定義、原理、応用
2.ガスクロマトグラフィーの仕組み
– ガスクロマトグラフィーのプロセス

重要な用語:沸点、検出器、ガスクロマトグラフィー、移動相、固定相

ガスクロマトグラフィーとは

ガスクロマトグラフィーは、揮発性化合物の混合物を固定相の移動度に基づいて分離するために使用される技術です。気体移動相と液体固定相を使用します。移動相には、アルゴン、ヘリウム、水素などの不活性ガスを使用できます。液体固定相の薄層が、ガスクロマトグラフィーで使用されるカラムの内側をコーティングします。ガスクロマトグラフィーは主に、混合物内の分子の定性分析と定量分析の両方に使用されます。

ガスクロマトグラフィーの仕組み

サンプル混合物は、ガスクロマトグラフィーで気化して、気体の移動相と一緒に移動できる必要があります。混合物の分子は、カラム内の固定相と相互作用します。固定相との相互作用が少ない分子はより速く移動し、固定相との相互作用がより高い分子はより遅く移動します。通常、移動相は不活性で無極性です。低沸点、低分子量の化合物ほど気相移動相との相互作用が大きくなります。高沸点で高分子量の化合物は、液体固定相とより多く相互作用します。 図 1 にガスクロマトグラフィーの機器を示します。 .

図 1:ガスクロマトグラフィー

カラムの極性と温度は、カラムを通過する分子の相対移動度を左右するその他の要因です。混合物中の化合物の極性が高い場合、それらは固定相に留まる傾向があります。したがって、非極性化合物が最初にカラムから移動します。カラムの温度が高いと、混合物中の化合物の気化が速くなります。したがって、列からすぐに出てきます。

ガスクロマトグラフは、質量分析、水素炎イオン化検出器、熱伝導率検出器、電子捕獲検出器など、いくつかのタイプの検出器を使用します。カラムの端にある検出器は、分子を識別します。カラムから出てきて、溶離にかかる時間に関するクロマトグラムを生成します。溶離とは、吸着された物質 (吸着物) を液体で吸着剤から除去するプロセスです。

混合物の特定の種類の成分がカラムから出てくると、クロマトグラムのピークとして示されます。特定の成分の溶出にかかる時間は、定義された一連の条件下で成分を識別するために使用されます。

ピークのサイズは、サンプル中に存在する特定の化合物の量に正比例します。最初のピークは、最初にカラムから出てくる内部キャリアガスによるものです。サンプルの調製に使用した溶媒が 2 番目に溶出します。

結論

ガスクロマトグラフィーは、揮発性化合物の混合物の分離に使用される分析技術です。気体の移動相と液体の固定相を使用します。単純で不活性な化合物はすぐにカラムから出てきますが、重くて極性のある化合物は溶出に時間がかかります。

参照:

1.「ガスクロマトグラフィー」。 化学LibreTexts 、Libretexts、2016 年 7 月 21 日、こちらから入手可能。

画像提供:

1. Offnfopt による「ガスクロマトグラフベクター」 – File:Gaschromatograph.png を参考に作成した自作。 (パブリック ドメイン) コモンズ ウィキメディア経由