Gaschromatographie-Übungen /Lösungen 1) Test-GC:
Ergebnisse:
Peak Retentionszeit Substanz
1.48 min Methan (nicht retardiert)
1 2.80 1-Octanol
2 3.08 n-Undecan
3 3.20 2,6-Dimethylphenol
4 3.29 Oktanoesäure, Methylester
5 3.98 2,6-Dimethylanilin
6 4.33 Naphthalin
7 4.33 n-Dodecan
8 6.52 n-Tridecan
9 7.21 Decanoesäure, Methylester
10 5.72 1-Decanol
Fragen:
A) Was ist der k-Wert für n-Tridecan?
Lösung:
Von Kapitel 3:
k t t
A A
t
m m= − = 6 52 1 48 − = 1 48 3 4
05. .
. .
B) Was ist der N-Wert für n-Tridecan? (Basisbreite habe ich mit 0.105 min abgemessen) Lösung:
Auch von Kapitel 3:
N t W
=
A
=
=
16 16 6 52
0 105 61700
2 2
.
.
!!Es scheint als ob der Hersteller eine etwas weniger strenge Definition von N benutzt hat.
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C) Was sind die Retentionsindizes für 2,6-Dimethylanilin und Decanoesäure, Methylester?
Lösung: Wir brauchen die Retentionszeiten der n-Alkane um die Retentionszeitskala zu bestimmen. 2,6-Dimethylanilin kommt bei 3.98 min, zwischen den Referenzsubstanzen n-Undecan und n-Dodecan:
n-Undecan, t=3.08, hat 11 Kohlenstoffe => Retentionsindex=1100 n-Dodecan, t=4.33, hat 12 Kohlenstoffe => Retentionsindex=1200
Die RIs sind aber mit dem Logarithmus der Retentionszeit (quasi-)linear. Wir müssen entsprechend interpolieren:
∆ln(t)=ln(4.33)-ln(3.08)=0.34064 für 100 Indexeinheiten => 294 Einheiten / ln(min) Rechnen wir für 2,6-Dimethylanilin von n-Undecan aufwärts:
RI= (ln(3.98)-ln(3.08)) * 294 RI / ln(min) + 1100 RI = 1175 Herstellerangabe: 1177.0
Methyldecanoat kommt bei 7.21 min, benutzen wir deshalb n-Dodecan und n-Tridecan als Referenzen:
∆ln(t)=ln(6.52)-ln(4.33)=0.409 für 100 Indexeinheiten => 244 Einheiten / ln(min) Und jetzt von n-Tridecan aufwärts:
RI=(ln(7.21)-ln(6.52)) * 244 RI / ln(min) + 1300 RI = 1325 Herstellerangabe: 1322.6
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2) Machen Sie Vorschläge, wie man die folgenden Proben mit GC analysieren könnte.
A) Eine organische Flüssigkeit wurde im Boden neben einer Tankstelle gefunden. Ist sie Benzin oder Dieseltreibstoff?
- Säule: Wir erwarten eher apolare Kohlenwasserstoffe => nicht oder wenig polar.
- Detektor: FID ist gut für Kohlenwasserstoffe. Detektion mittels Wärmeleitfähigkeit oder Photionisation wäre auch denkbar.
- Sonstiges: MG bereich kann gross sein. Gradient wahrscheinlich nötig.
B) ...Sie vermuten stickstoff- oder phosphor-haltige Pestizide oder (!) Herbizide... (Um flüchtig zu sein, können die Substanzen nicht sehr polar sein).
- Säule: Diese Substanzen sind nicht ganz apolar => mittelpolare Säule - Detektor: Ganz klar N+P-Detektor (Thermionischer Detektor)
- Sonstiges: Gradient nötig, die Substanzen sollen nicht sehr leichtflüchtig sein.
C) Was tun wenn Sie vermuten, dass die Pestizide auch halogenhaltig sind?
- Vor allem einen ECD (Elektroneneinfang) Detektor benutzen.
D) ... Schnell! Zum Küchen-GC und den Fettsäuregehalt des Schinkens messen!
- Säule: Eine gewöhnliche mittelpolare (siehe Sonstiges).
- Detektor: FID, oder viel besser: MS.
- Sonstiges: Sehr wichtig: Diese sehr polare Verbindungen haben keinen Dampfdruck bis sie saponifziert und methyliert werden! Wegen unbekannter Kettenlängeverteilung, ist ein Gradient empfehlenswert.
E) ... Cholesteringehalt messen! (wegen des Ethanols im Whisky sind die Cholesterine als Ethylester vorhanden, und sind sonst vorwiegend gesättigte multi-Ring
Kohlenwasserstoffe).
- Säule: Da Ester vorliegen, sind die Verbindungen wenig polar => wenige polare Säule.
- Detektor: FID soll eine gute Empfindlichkeit geben.
- Sonstiges: Es können recht grösse Molekülen vorliegen. Ein Gradient bis auf eine relativ höhe Temperatur ist empfehlenswert.
F) ... Whisky-referenzmessung. (Es sind die polaren Alkohole, die vor allem von Interesse sind...)
- Säule: Sehr polare Verbindungen => polare Säule wie PEG.
- Detektor: FID
- Sonstiges: Wenn ein Gradient, dann nur bis auf eine relativ tiefe Temperatur. Die Probe ist sowieso flüchtig.
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G) ... Pinen ist ja chiral, und das Verhältnis der Enantiomere ...
Säule: Chiral, z.B. Cyclodextrin.
Detektor: FID
Sonstiges: Nur 2 Enantiomere einer Substanz werden gesucht => kein Gradient.
H) ... Analyse der Luft durchführen, und ihr zeigen dass es nur Stickstoff, Sauerstoff, CO2, und ein bisschen Ar gibt.
Säule: Keramik, Molekularsieb oder künstliches Polymer.
Detektor: FID hat für diese Probe überhaupt keine Empfindlichkeit! Der Wärmeleitfähigkeitsdetektor ist der beste Wahl in diesem Fall.
Sonstiges: Falls leichte Kohlenwasserstoffe auch vorhanden sind (Luftverschmutzung), ist ein Gradient wahrscheinlich auch nützlich.
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