Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
1
Polecenie 1

Jakie istnieją metody rozdziału mieszanin? Na czym polegają? W jakich dziedzinach życia się je wykorzystuje? Zapoznaj się z poniższym filmem, aby uzyskać odpowiedzi na postawione pytania.

R16WGOTHYXiDJ
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącej rozdziału mieszanin.

Dowiedz się, jak wygląda i jak działa chromatograf gazowy

R1e5W5cP7Eb1t1
Ilustracja interaktywna zawiera schemat budowy chromatografu gazowego. Po lewo znajduje się błękitny zbiornik na gaz nośny, dalej na prawo ukazana jest wężykowata, zwinięte pierścieniowo kolumna chromatograficzna, do której od góry wstrzykiwana jest badana próbka. Kolumna na swoim końcu łączy się z detektorem, który to połączony jest z dwoma zbiornikami: niebieskim zawierającym powietrze i czerwonym zawierającym wodór, a także z rejestratorem ukazanym symbolicznie jako ekran z wykresem chromatograficznym z dwoma wyraźnymi pikami. Ilustracja zawiera osiem odnośników.
  1. Chromatograf gazowy. Urządzenie na zdjęciu przypomina w ogólnym kształcie kuchenkę mikrofalową. Kwadratowe drzwiczki są otwarte na oścież. Po prawo panel sterowania z wyświetlaczem. Fotografia przedstawia chromatograf gazowy. Autor: Polimerek. Licencja: CC BY-SA 3.0. Źródło: wikipedia.org. Chromatograf gazowy składa się z:
    • układu nastrzykowego (injector);
    • pieca z kolumną chromatograficzną;
    • detektora;
    • rejestratora.
  2. Gaz nośny. Gazem nośnym jest przeważnie hel. Ale można również spotkać chromatografy gazowe, w których gazem nośnym jest wodór.
  3. Układ nastrzykowy. Nastrzyki badanej próbki można wykonać manualnie za pomocą strzykawki chromatograficznej albo automatycznie za pomocą autosamplera. Zdjęcie przedstawia obrotowy statyw w kształcie dysku, w którym promieniście umieszczone są szklane probówki zamknięte kolorowymi korkami. Próbki umieszczone w autosamplerze. Autor: Hey Paul. Licencja: CC BY 2.0. Źródło: wikipedia.org. Układ nastrzykowy jest zbudowany z membrany oraz odparowywacza. Membranę nakłuwa się igłą ze strzykawki lub autosamplera zawierającego roztwór z niewielką ilością testowanej próbki. Następnie roztwór ten migruje do odparowywacza, którego funkcją jest, jak sama nazwa wskazuje, odparowanie wszystkich składników wchodzących w skład roztworu badanej próbki. Odparowywacz jest to kilku centymetrowa (510 cm) rurka metalowa lub szklana, którą oplata spirala grzejna. Spirala ta ma na celu rozgrzanie rurki do wysokich temperatur (ponad 200°C).
  4. Piec z kolumną chromatograficzną. W chromatografie gazowym znajduje się piec, w którego wnętrzu umieszczona jest zwinięta w pętlę kolumna chromatograficzna. Zdjęcie przedstawia wnętrze pieca w kształcie sześciennej bryły. W środku widoczna jest nawinięta koliście giętka rurka ze złożem, przez którą przepływa medium. Fotografia przedstawia piec z kolumną chromatograficzną. Autor: Polimerek Licencja: CC BY-SA 4.0. Źródło: wikipedia.org. Piec ten to efektywny grzejnik z monitorem temperatury, za pomocą którego można z łatwością ją kontrolować, jest on odizolowany od otoczenia, a jego funkcją jest szybka zmiana temperatury w czasie. Piec jest zazwyczaj wyposażony w wymuszony obieg powietrza. Kolumna chromatograficzna znajdująca się w piecu ma za zadanie rozdzielenie analitów. Z tego też powodu istotny jest dobór odpowiedniej kolumny, która zależy od badanej próbki i mierzonej substancji czynnej. Bierze się pod uwagę podczas jej doboru polarność próbki oraz obecne w niej grupy funkcyjne. Aby poprawić rozdzielczość i rozdział substancji obecnych w testowanej próbce, należy uwzględnić polarność próbki, która musi ściśle odpowiadać polarności fazy stacjonarnej kolumny. Czas rozdziału substancji obecnych w analizowanej próbce i przebieg jej rozdziału zależy ponadto od grubości warstwy fazy stacjonarnej, średnicy i długości kolumny.
  5. Detektor. Zadaniem detektora w chromatografie gazowym jest pomiar stężenia wymywanych związków chemicznych w gazie nośnym (np. helu). Najbardziej popularnym detektorem jest detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID). Schemat przedstawia prosty obwód elektryczny z urządzeniem rejestrującym wykres chromatograficzny, ukazany symbolicznie jako wykres z trzema pikami. W obwodzie znajduje się również rysunek z zaznaczonym przepływem wodoru i powietrza oraz zjonizowanymi indywiduami chemicznymi wokół płomienia, które wychwytywane są poprzez detektor. Fotografia przedstawia schemat działania detektora płomieniowo-jonizacyjnego (FID). Autor: Gacopyrz. Licencja: CC BY-SA 4.0. Źródło: wikipedia.org. W detektorze FID następuje jonizacja (rozkład na jony) cząsteczek obecnych w płomieniu, a następnie rejestracja widocznych zmian potencjału. Głównym elementem FID jest płomień (wodorowo–powietrzny, wodorowo-tlenowy), który jest otoczony przez elektrodę zbiorczą. W momencie przepływu przez detektor gazu nośnego, ma miejsce przepływ niewielkiej ilości prądu pomiędzy tą elektrodą i elektrodą polaryzującą, który jest otrzymywany przez elektrometr i rejestrator jako linia podstawowa. Gdy związek organiczny dociera do detektora, następuje jego spalenie, a generujące się jony powodują obserwowany wzrost natężenia prądu między elektrodami, jest to tzw. sygnał pomiarowy.
  6. Powietrze. Gaz potrzebny do uzyskania płomienia wodorowo–powietrznego.
  7. Wodór. Gaz potrzebny do uzyskania płomienia wodorowo–powietrznego.
  8. Rejestrator sygnału. Rejestratorami obecnie są komputery PC wzbogacone odpowiednim oprogramowaniem, za pomocą którego można sterować parametrami pracy chromatografu gazowego, gromadzić otrzymane chromatogramy oraz je analizować. Ukazany został przykładowy chromatogram, czyli wykres z kilkoma wysokimi pikami i delikatnie poszarpaną linią bazową. Fotografia przedstawia przykładowy chromatogram (widmo). Autor: Scooti121. Licencja: domena publiczna. Źródło: wikipedia.org.
Budowa chromatografu gazowego – grafika interaktywna
Źródło: Autor: Talos, grafika pochodzi ze strony internetowej: wikipedia.org, korzystano z materiałów dostępnych pod adresem: https://home.agh.edu.pl/~szk/files/docs/MSIO_SZK.pdf, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ćwiczenie 1

Do jakiego typu mieszanin należą piany, emulsje i aerozole? Zapisz odpowiedź.

Rdk9mksDeLg0e
(Uzupełnij).
Ćwiczenie 2

Czy na skutek odparowania rozpuszczalnika przy użyciu palnika, z nasyconego roztworu cukru można dokonać rozdziału substancji i odzyskać cukier? Zapisz odpowiedź.

RQwJFvNjML2Q9
(Uzupełnij).