Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Аналитическая химия → Хроматография ↓


Газовая хроматография


Газовая хроматография (ГХ) - это ценный аналитический инструмент, широко используемый в химии для разделения и анализа соединений, которые можно испарить без разложения. Эта техника позволяет ученым идентифицировать и количественно определять различные вещества в тестовом образце. ГХ особенно важна в аналитической химии благодаря своей точности и адаптируемости, что делает её применимой в различных областях, таких как судебная экспертиза, анализ окружающей среды, медицинские исследования и контроль качества в пищевой и напиточной промышленности.

Принцип работы газовой хроматографии

Газовая хроматография работает на принципе разделения между двумя фазами: подвижной фазой и неподвижной фазой. Подвижная фаза - это инертный газ, известный как носитель, который переносит испаренный образец через колонку, содержащую неподвижную фазу. Неподвижная фаза обычно представляет собой жидкость или полимер на инертной твердой подложке внутри колонки. По мере прохождения компонент образца по колонке они взаимодействуют с неподвижной фазой в различной степени, что приводит к различным временам удерживания и разделению этих компонентов.

Подвижная фаза

Подвижная фаза в газовой хроматографии обычно представляет собой газ-носитель. Обычные газы-носители включают гелий, азот и водород. Выбор газа-носителя влияет на разрешение, скорость и чувствительность процесса хроматографии. Гелий часто предпочитается из-за своей инертности, хотя азот и водород также широко используются из-за их низкой стоимости.

Неподвижная фаза

Неподвижная фаза в колонке ГХ обычно представляет собой жидкость, нанесенную на твердую подложку, или иногда саму твердую фазу. Состав неподвижной фазы важен, поскольку он влияет на растворимость и взаимодействие различных аналитических веществ с неподвижной фазой. Взаимодействие между аналитами и неподвижной фазой определяет разделение компонентов.

Пример взаимодействия: Аналит + Неподвижная Фаза <-> Комплекс "Аналит-Неподвижная Фаза"

Оборудование газовой хроматографии

Типичная система газовой хроматографии состоит из нескольких основных компонентов: инжектора, колонки, печи, детектора и регистратора или системы сбора данных.

  • Инжектор: Образец вводится в газовый хроматограф через инжектор. Здесь он часто испаряется (если он ещё не находится в газообразной форме) и смешивается с газом-носителем.
  • Колонка: Колонка, содержащая неподвижную фазу, это место, где происходит разделение компонентов.
  • Печь: Колонка помещается в печь, которая поддерживает температуру, необходимую для оптимального разделения. Температура может программно изменяться в процессе анализа, что называется программированием температуры, что улучшает разделение.
  • Детектор: Детектор идентифицирует и количественно определяет компоненты, отделенные от колонки. Обычные детекторы включают детекторы ионизации пламенем (FID), детекторы теплопроводности (TCD) и масс-спектрометры.
  • Система сбора данных: Выходной сигнал детектора записывается, обычно создавая хроматограмму, показывающую пики, соответствующие различным компонентам смеси.

Операционная процедура

Процесс анализа газовой хроматографии обычно включает несколько этапов, начиная от подготовки образца до интерпретации результатов.

  1. Подготовка образца: Образец должен быть в форме, которая может быть введена в газовый хроматограф, обычно в виде жидкости или газа.
  2. Инъекция: Образец вводится в инжекторный порт, где, если необходимо, он испаряется. Газ-носитель затем переносит испаренный образец в колонку.
  3. Разделение: Когда образец проходит через колонку, он разделяется на составные части на основе их взаимодействия с неподвижной фазой.
  4. Детектирование: Разделённые компоненты достигают детектора, который выдает сигнал, соответствующий количеству компонента.
  5. Анализ данных: Путем анализа сигнала детектора создается хроматограмма. Пики на хроматограмме соответствуют отдельным компонентам, которые могут быть идентифицированы и измерены.

Применение газовой хроматографии

Газовая хроматография незаменима во многих областях из-за своей способности разделять и анализировать сложные смеси. Некоторые важные области применения включают:

Судебная экспертиза

В судебной экспертизе ГХ используется для анализа веществ, найденных на местах преступлений, таких как наркотики, взрывчатые вещества и другие летучие соединения. Например, ГХ может помочь определить уровень алкоголя в крови или моче, что важно при расследовании аварий с участием вождения в нетрезвом состоянии.

Анализ окружающей среды

ГХ важна для мониторинга загрязнителей, таких как пестициды, гербициды и тяжелые металлы в окружающей среде. Она также используется для анализа качества воздуха и воды, предоставляя ценную информацию для охраны окружающей среды и исследований.

Пример анализа загрязнителей: Проба воздуха -> ГХ Анализ -> Идентификация ЛОС (Летучих Органических Соединений)

Медицинские исследования

В медицинской области газовая хроматография помогает в открытии и разработке лекарств путем анализа биохимических соединений. Исследователи используют ГХ для изучения метаболических путей и идентификации биомаркеров заболеваний.

Преимущества и ограничения

Преимущества

  • Высокое разрешение: ГХ обеспечивает высокоразрешающее разделение сложных смесей.
  • Количественный анализ: Это позволяет точно проводить количественный анализ соединений.
  • Чувствительность: Газовая хроматография чувствительна и может обнаруживать следовые количества аналитов.
  • Универсальность: ГХ адаптируется для широкого спектра анализов в различных областях.

Ограничения

  • Тип образца: Анализировать можно только летучие и термостабильные соединения.
  • Сложность: Интерпретация результатов может быть сложной и может потребовать дополнительного программного обеспечения или опыта.
  • Стоимость оборудования: Установка системы газовой хроматографии может быть дорогостоящей.

Заключение

Газовая хроматография является неотъемлемой техникой в аналитической химии благодаря своей способности эффективно разделять и анализировать летучие и полулетучие соединения. Хотя она имеет свои ограничения, её преимущества, такие как высокое разрешение, чувствительность и универсальность, делают её незаменимой в различных научных и промышленных областях. С постоянным развитием технологий и методологий газовая хроматография непрерывно эволюционирует, предлагая улучшенные возможности и применения.

вход для газа-носителя Введение образца Колонка Детекторы

Магистрант → 4.1.1


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (4.1)
Хроматография
Следующий (4.1.2) →
Высокоэффективная жидкостная хроматография

Комментарии 



Газовая хроматография

https://www.chemistryelite.com/g/4.1.1?ceal=ru