Fekete Jenő. Ionkromatográfiaés ioncserés alapfogalmak

Hasonló dokumentumok
Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)

Ionkromatográfia. egyetemi jegyzet. Tartalomjegyzék

Fordított fázisú ionpár- kromatográfia ( Reversed Phase Ion-Pair Chromatography, RP-IP-HPLC )

Ionos anyagok elválasztása Beszámoló az Elválasztástechnika című tárgy keretein belül kapott feladatról

Hagyományos HPLC. Powerpoint Templates Page 1

Kromatográfiás módszerek

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Mozgófázisok a HILIC-ban. Módszer specifikus feltétel: kevésbé poláris, mint az állófázis vagy a víz Miért a víz?

Kémiai alapismeretek 6. hét

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Anyagvizsgálati módszerek Elektroanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Az ionkromatográfia retenciós elmélete és alkalmazásai a kémiai analízisben

Közös elektronpár létrehozása

ELEKTROANALITIKA (ELEKTROKÉMIAI ANALÍZIS)

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

NAGYHATÉKONYSÁGÚ FOLYADÉKKROMA- TOGRÁFIA = NAGYNYOMÁSÚ = HPLC

A kromatográfia és szerepe a sokalkotós rendszerek minőségi és mennyiségi jellemzésében. Dr. Balla József 2019.

Oldódás, mint egyensúly

Bemutatkozás, a tárgy bemutatása, követelmények. Munkavédelmi tájékoztatás.

89. A szorpciós folyamat szerint milyen kromatográfiás módszereket ismer? Abszorpciós, adszorpció, kemiszorpció, gél

Tájékoztató képzési programról

Minőségi kémiai analízis

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Oldódás, mint egyensúly

Jegyzőkönyv. Konduktometria. Ungvárainé Dr. Nagy Zsuzsanna

Alapösszef. és s azok lasztásrasra

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Tájékoztató képzési programról XLV. Kromatográfiás tanfolyam. Csoportos képzés, amely nem a felnőttképzési törvény hatálya alá tartozó képzés.

Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

Általános Kémia. Sav-bázis egyensúlyok. Ecetsav és sósav elegye. Gyenge sav és erős sav keveréke. Példa8-1. Példa 8-1

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Szénhidrátok elektrokémiai detektálása, fókuszban a laktóz

KONDUKTOMETRIÁS MÉRÉSEK

Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat

Mérési módszer szelektivitása, specifikus jellege

az LC/GC tanfolyam nevű gyakorlat orientált, elméleti kromatográfiás képzés.

Szilikagél szerkezete

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Hol használják ezeket a technikákat: véralkohol analízis kábítószer fogyasztás doppingolás ellenırzése gyógyszerszintek beállítása világőrkutatás

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Tájékoztató képzési programról. XLIII. Kromatográfiás tanfolyam Csoportos képzés, amely nem a felnőttképzési törvény hatálya alá tartozó képzés.

Kromatográfia Bevezetés. Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

Áttekintő tartalomjegyzék

A tételhez használható segédeszközöket a vizsgaszervező biztosítja. Jogszabályi változás esetén a vizsgaszervező aktualizálja a mellékleteket.

Indikátorok. brómtimolkék

Általános Kémia, 2008 tavasz

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

LABORLEIRAT A HPLC LABORATÓRIUMI GYAKORLATHOZ (ANALITIKAI KÉMIA 1.)

Tájékoztató képzési programról

Kémiai reakciók Műszaki kémia, Anyagtan I. 11. előadás

AMIKACINUM. Amikacin

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Per-Form Hungária Kft Budapest, Komócsy u. 52. Felnőttképz. nyilv. szám: Akkredit. lajstromszám: AL-1666/

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Anyagszerkezet vizsgálati módszerek

Minta-előkészítési módszerek és hibák a szerves analitikában. Volk Gábor WESSLING Hungary Kft.

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

Detektorok tulajdonságai

Az elválasztás elméleti alapjai

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

Név: Dátum: Oktató: 1.)

Ciklodextrinek alkalmazása folyadékkromatográfiás módszerekben Dr. Szemán Julianna

Sók oldékonysági szorzatának és oldáshőjének meghatározása vezetés méréssel

Elérhetőségek. Jegyzőkönyv követelmények

DR. FEKETE JENŐ. 1. ábra: Átviteli módok HPLC, GC ill. CE technikák esetén

Gradiens elúció tervezése RPLC-ben, RP-IPLC-ben és HILIC-ben

Horváth Krisztián. Ionkromatográfia. Oktatási segédanyag a "Korszerű környezetanalitikai módszerek" c. tárgyhoz

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

Környezeti analitika laboratóriumi gyakorlat Számolási feladatok áttekintése

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

TOBRAMYCINUM. Tobramicin

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

Savak bázisok. Csonka Gábor Általános Kémia: 7. Savak és bázisok Dia 1 /43

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

ELEKTROKÉMIA. - elektrolitokban: ionok irányított mozgása. Elektrolízis: elektromos áram által előidézett kémiai átalakulás

9. Hét. Műszeres analitika Folyadékkromatográfia Ionkromatográfia Gélkromatográfia Affinitás kromatográfia Gázkromatográfia. Dr.

4. táblázat. 1. osztály 2. osztály 3. osztály 4. osztály SO 4 Cl NO 3 HCO 3

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Kromatográfiás módszerek a környezetvédelmi analízisben. Juvancz Zoltán

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

SZERVES KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

10. (IPARI) KROMATOGRÁFIA

Többértékű savak és bázisok Többértékű savnak/lúgnak azokat az oldatokat nevezzük, amelyek több protont képesek leadni/felvenni.

Mérési feladat: Illékony szerves komponensek meghatározása GC-MS módszerrel

Arrhenius sav-bázis elmélete (1884)

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Az Analitikai kémia III laboratóriumi gyakorlat (TKBL0504) tematikája a BSc képzés szerint a 2010/2011 tanév I. félévére

Inverz módszerek kidolgozása a molekuláris kölcsönhatások vizsgálatára folyadékkromatográfiában. az OTKA számú kutatás szakmai zárójelentése

KÖRNYEZETI VIZEK SZERVES SZENNYEZŐINEK ELEMZÉSE GC- MS/MS MÓDSZERREL

Dr. Fekete Jenõ A folyadékkromatográfia újabb fejlesztési irányai HILIC

SERTRALINI HYDROCHLORIDUM. Szertralin-hidroklorid

6. A TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI. Dr. Varga Csaba

Tartalom XII. évfolyam 4. szám. GEN-LAB Kft.

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás IX-X.

Átírás:

Fekete Jenő Ionkromatográfiaés ioncserés alapfogalmak Irodalmak Dr. Fekete Jenő: A folyadékkromatográfia elmélete és gyakorlata, 231-258. Műszer és Mérésügyi Közlemények, 37. évfolyam, 67. szám, 2001 FeketeJenő-HeteGabriella-Ritz Ferenc: Ionok meghatározásának korszerű módszerei Ionkromatográf felépítése Az ionelnyomásos (suppressed) (A), és az elektrokémiailag regenerált ionelnyomó(electrically regenerated ion-suppressor, ERIS) elvi felépítése (B). Jelölések: 1-mozgófázist szállító nagynyomású szivattyú, 2-mintaadagoló, 3-ioncserélőkolonna, 4-nagy ioncserélőkapacitásúkolonna, 4A-azonos a 4.-el, 4B-elektrokémiailag regenerált kolonna, 5-vezetőképességi detektor

Az ionkromatográfiaazelválasztási módszerek azon ága, amelyben az egyes komponenseket ionos állapotban határozzuk meg A gyakorlatban ionkromatográfiaalatt azon módszereket értjük, amelyekkel szervetlen anionokat, kationokat, hidrofil savakat és bázisokat választunk el. Az ionelnyomásos (suppressedion chromatography) folyadékkromatográfiás rendszer felépítése. Eltérés a hagyományos folyadékkromatográftól:kolonna utáni származékképzés (post column reactor) mozgó fázis nagynyomású szivattyú mintaadagoló kolonna ionelnyomó reaktor detektor Készülék felépítés az egy kolonnás (non suppressed ionchromatography) ion meghatározásnál. Hagyományos folyadékkromatográfiás elrendezés! Eltérés, hogy anioncserélőt és CD-t használunk! mozgó fázis nagynyomású szivattyú mintaadagoló kolonna detektor

nem ionelnyomásos ionkromatográfia(nonsuppressed ion chromatography) egykolonnás ionkromatográfia(single Column Ion Chromatography, SCIC) elektromosan ionelnyomott ionkromatográfia (electronically-suppressedion chromatography) Az ionkromatográfiát a hagyományos folyadékkromatográfiától a következők különböztetik meg: kis ioncserélő kapacitású töltetek alkalmazása vezetőképességi detektor alkalmazása az összes anion egy időben történő méréséhez anioncserélők, jellemzőjük, hogy az állófázis felületén rögzített pozitív töltésűcsoportok vannak az elválasztás körülményei között kationcserélők, jellemzőjük, hogy az állófázis felületén rögzített negatív töltések találhatók az elválasztás körülményei között

Erős anioncserélő gyanta (állófázis) szerkezete gyanta fázis vagy alapfázis + N - O H ellenion ioncserélı Erős anioncserélők azok, amelyek ioncserélő kapacitása független a mozgófázis (eluens) ph értékétől. Ilyenek a kvaterner-ammónium vegyületek,ezeket használjuk az anionok elválasztására Gyenge ioncserélő csoport protonálódási folyamata gyanta fázis CH3 N + H + H amino proton H + CH3 N H amino csoport

A gyenge anioncserélőkapacitásának függése a mozgófázis ph értékétől Io n c s e r é lı k a p a c i t á s m e q / g + N H C H 3 H + N H C H 3 H I. I I. N I I I C H 3 H N C H 3 H p K b p H A szilikagél kémiai módosításával készített ioncserélő reaktív szilanol csoportok CH 3 Si OH CH 3 Si O Si O Si OH + Cl Si O Si OH CH 3 CH 3 szilikagél része szilárd reaktív szilán CH 3 cc. H 2 SO 4 Si O Si SO 3- H + O Si OH CH 3 Gyenge kationcserélő állófázis szerkezete COOH pka COO - + H + gyanta fázis vagy alapfázis kationcserélı csoport

Az ioncserélőkapacitás függése a mozgófázis ph értékétől Ioncserélı COO - meq/g COOH COOH COO - III. II. I. pk a ph Szerves polimer alapú(gyanta) ionkromatográfiában használt töltetek csoportosítása Felületén módosított ioncserélők. a) kationcserélő, b) anioncserélő.

A felületi ioncserélők ioncserélő kapacitása kis értékű. Az elválasztás szabályozásához kevés iont kell a mozgófázisba tenni! Elektrosztatikus erővel összetartott kis ioncserélő kapacitású töltet A KIS IONCSERÉLŐKAPACITÁS ALAPVETŐAZ ION ELTÁVOLÍTÁS MIATT!

Elektrokémiai ionelnyomó működési elve (SUPPRESSOR) Kation eltávolítási reakció Az elketrokémiai ionelnyomóban a kationcserélő csoportok a membrán pórusaiban vannak. 1. gyanta SZT- DVB SO3 - H + SO3 - H + + K + SO3 - K + + H + hidrogén formában lévõ erõs kationcserélõ A víz vezetése elhanyagolható: K=10-14. Szénsav: K=10-6,8, vízben csak részben oldódik Ez a reakciólehetővéteszi a grádienselúcióalkalmazását! Grádienselúciótcsak az ionelnyomásos(suppressed) módszerrel lehet. 2. H + + OH - H 2 O Semlegesítési reakció. (háttérvezetés csökkentése)

A szervetlen ionok savként eluálódnak! Gyenge sav anionjainál ez detektálási problémát jelent! 3. H + + A - HA meghatározandó detektorban mért anion komponens A detektálás érzékenységét növelı reakció. Elvárások a mozgófázissal szemben mozgófázis kationjának kvantitatív módon hidrogénionra kell cserélődnie az ionelnyomó reaktorban mozgófázis anionjának gyors reakcióban kis vezetésű vegyületté kell alakulnia mozgófázis anionjának kis affinitásúnak kell lennie az anioncserélőhöz, hogy az anionok visszatartása megfelelő legyen mozgófázis anion koncentrációjának olyan kis mértékűnek kell lenni, amely az ionelnyomóreaktor ioncserélő kapacitását nem haladja meg protonáltanionnak disszociált formában kell lenni, amikor az ionelnyomó reaktorból távozik Anion affinitási sorrend: OH -, F -, Cl -, Br -, NO 2 -, NO 3 -, HPO 4 2-, SO4 2-, I -, ClO 4 -, BrO 3 - Alapelv: elúció definíciójából következik!

Kompatibilitás a detektálási móddal! Használt detektorok: CD, minden ion, UV-VIS, jodid,nitrát, nitrit, közvetlen (direkt) ED, jodid,cianid,nitrit CAD, minden ion, de csak a non-suppressed IC ELSD, minden ion, de csak a non-suppressed IC MS, minden ion, de csak a non-suppressed IC RI, indirekt UV, minden ion Detektor kiegészítés Eddig ismeretek: CD, UV-VIS Lehetséges elektrokémiai folyamatok, amelyek detektálásra felhasználhatók Emlékeztető

Vékonyréteg cellás elektrokémiai detektor felépítése Mérőelektród: üveges szén,nemes fémek Pt segéd elektród Ag/AgCl viszonyító elektród zárólapok kivágott teflon fólia 10 um mozgófázis a kolonnáról mérõ elektród Kis térfogatú wall-jet cella mérési elve Pt segédelektród Ag/AgCl viszonyító elektród mérõ elektród mozgófázis a kolonnáról Csak suppressed IC ELSD készülék vázlata

Korona kisülési aeroszól detektor Fényelhajlás elvén működő RI detektor tükör mérõág kolonnáról lencse rés fényforrás referenciaág fotodiód optikai nullázó Mozgófázisok az ionkromatográfiában

Elvárások és beállítandó paraméterek a mozgófázisnak kompatibilisnek kell lennie a detektálási móddal a mozgófázis ph értékét a puffer kapacitását az eluenserősséget a komplexképzésre való affinitást a mozgófázis szerves komponensének minőségét és koncentrációját az ellenion minőségét és koncentrációját Anionok meghatározásakor a mozgófázisba tett gyenge savak disszociációja (ionizációja) ph függı változás (növekedés) töltésszám változás H + H + H + HnA Hn-1A - Hn-2A 2- Hn-3A 3- K1 K2 K3 eluenserısség növekedés Pufferkapacitás A mozgófázis pufferkapacitása a puffert alkotó gyenge sav (bázis) pk a értéke körül a legnagyobb. A minták ph értéke általában nem egyezik meg a mozgófáziséval. Ez a hatás ún. rendszercsúcsot és csúcsszélesedést okoz.

Szerves oldószer hatása A visszatartás és a szelektivitás befolyásolására metanolt, etanolt, butanolt, glicerint és acetonitriltkell adni a pufferhez. Ezek a szerves oldószerek adszorbeálódnak az állófázis felületén. Mindazon ionok visszatartása és szelektivitása változni fog, amelyeknél a retenciót az állófázis hidrofób részével történő kölcsönhatás befolyásolja. Az ellenion minőségének és koncentrációjának hatása Az ioncsere egyensúlyi folyamat, amelyben a meghatározandókomponens verseng amozgófázisban találhatóellenionnal ennek a folyamatnak az eredménye megszabja a visszatartást és a szelektivitást. Mozgófázisok a kémiai ionelnyomásos ionkromatográfiában (suppressed ionchromatography) mozgófázis kationjának kvantitatív módon hidrogénionra kell cserélődnie az ionelnyomó reaktorban mozgófázis anionjának gyors reakcióban kis vezetésű vegyületté kell alakulnia mozgófázis anionjának kis affinitásúnak kell lennie az anioncserélőhöz, hogy az anionok visszatartása megfelelő legyen mozgófázis anion koncentrációjának olyan kis mértékűnek kell lenni, amely az ionelnyomóreaktor ioncserélő kapacitását nem haladja meg protonáltanionnak disszociált formában kell lenni, amikor az ionelnyomó reaktorból távozik

Legtöbbet használt mozgófázisok: KOH 1,0-2,0 mmol/dm3 Na 2 CO 3 1,0-2,0 mmol/dm3 Elektrokémiai ionelnyomó működési elve Na 2CO 3 NaHCO3 eluens SO3 - H + SO3 - Na + Na + Na + H + H + anód katód

Egy kolonnás ionkromatográf Készülék felépítés az egy kolonnás (non suppressed ionchromatography) ion meghatározásnál. Hagyományos folyadékkromatográfiás elrendezés! Eltérés, hogy anioncserélőt és CD-t használunk! mozgó fázis nagynyomású szivattyú mintaadagoló kolonna detektor Állófázisok megegyeznek a suppressed -nél használtakkal! Kis ioncserélő kapacitás alapvető!

Mozgófázisok az egykolonnás ionkromatográfiában benzoesav o-ftálsav trimezilsav citromsav borkősav glükonsav Ezek lesznek az ellenionok! Az o-ftálsav ionizációjának és eluenserősségének függése a mozgófázis ph értékétől Vezetés: arányos a töltésszámmal és az ion mozgékonyságával! Stokes törvény!

Öt elektródás vezetés mérés Jel kialakulása az egykolonnás ionkromatográfiában λ háttérvezetés anion vezetés jelnagyság I λ E- λ S1- negatív jelnagyság λ S2 - II t Bipoláris pulzus technika + U A + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - -U -I m érés t rendezett töltések hagyom ányos m érésnél rendezett töltések kiterjedése bipoláris pulzustechnikával

A háttérabszorbancia Cl - SO 4 2- A közvetlen (direkt) II. közvetett (indirekt) I. N O 2 - N O 3 - t t