Gas-Chromatograph F-22 vom Bodenseewerk Perkin-Eimer & Co. G.m.b.H. - Modul-System für optimale Bausteinkombinationen. Kapillarsäulen-Version für

Transkript

1 Gas-Chromatograph F-22 vom Bodenseewerk Perkin-Eimer & Co. G.m.b.H. - Modul-System für optimale Bausteinkombinationen. Kapillarsäulen-Version für alledünnfilm-und Dünnschichtkapillaren. Lückenloses Glas System von der Probenaufgabe bis zur Detektordüse beim Betrieb von Glaskapillarsäulen.

2 Leslie S. Ettre Gas Chromatographie mit Kapillarsäulen Eine Einführung Mit 27 Abbildungen Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH

3 Originalausgabe "Open Tubular Colurnns- An lntroduction", veröffentlicht im Herbst 1973 von The Perkin-Eimer Corporation, Norwalk, Connecticut, U.S.A. Verlagsredaktion: Udo Wittig 1976 Alle Rechte vorbehalten Springer Fachmedien Wiesbaden 1976 Ursprünglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschweig 1976 Die Vervielfältigung und Übertragung einzelner Textabschnitte, Zeichnungen oder Bilder, auch für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, gestattet das Urheberrecht nur, wenn sie mit dem Verlag vorher vereinbart wurden. Im Einzelfall muß über die Zahlung einer Gebühr für die Nutzung fremden geistigen Eigentums entschieden werden. Das gilt ftir die Vervielfältigung durch alle Verfahren einschließlich Speicherung und jede Übertragung auf Papier, Transparente, Filme, Bänder, Platten und andere Medien. Satz: Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig ISBN ISBN (ebook) DOI /

4 Vorwort Diese Schrift soll den Leser mit den Grundlagen der Gas-Chromatographie mit Kapillarsäulen vertraut machen. Wir werden kurz auf das Prinzip dieser Säulen eingehen, sie bezüglich Trennleistung und Analysengeschwindigkeit mit gepackten Säulen vergleichen sowie die instrumentellen Bedingungen fur ihre Anwendung diskutieren, ohne jedoch die theoretischen Grundlagen dieser Säulen erschöpfend zu behandeln. Der daran interessierte Leser sei dazu auf die zitierte Literatur oder die einschlägigen Bücher verwiesen; einige elementare Beziehungen sind jedoch insoweit angegeben als sie zur optimalen Anwendung dieser Säulen erforderlich sind. In den vergangenen Jahren ist die Literatur über Glaskapillarsäulen beträchtlich angewachsen. Da aber sowohl deren Anwendung als auch die theoretischen Grundlagen gleich sind wie die von Metallsäulen, gelten die Ausftihrungen in dieser Schrift natürlich gleichermaßen auch flir Glaskapillarsäulen. Einige spezielle Fragen bei der Verwendung von Glaskapillarsäulen ergeben sich bezüglich der Anschlüsse sowie der Dosiersysteme, auf die aber hier nicht eingegangen wird, da nach unserer Meinung die Dinge hier noch zu stark im Fluß sind, um solche Fragen in eine Einftihrung mitaufzunehmen. Die vorliegende Schrift ist die deutsche Übersetzung einer überarbeiteten Fassung der englischen Originalausgabe "Open Tubular Columns- An Introduction", veröffentlicht im Herbst 1973 von The Perkin-Eimer Corporation, Norwalk, Connecticut, U. S. A. In der Übersetzung wird die Bezeichnung "Kapillarsäulen" anstelle von "open tubular columns" verwendet, während die beiden Säulentypen als "Dünnfilmkapillaren" bzw. Dünnschichtkapillaren" bezeichnet werden entsprechend den englischen Ausdrücken "wall-coated open tubular (WCOT) columns" bzw. "support coated open tubular (SCOT) columns". In dieser Schrift sind die Säulendimensionen im allgemeinen im amerikanischen System (foot-inch) angegeben. Eine Umrechnung ins metrische System hätte nur unhandliche Zahlen ergeben. Lediglich beim inneren Durchmesser der Kapillarsäulen ergibt diese Umrechnung bequeme Zahlenwerte: 0.25 mm flir in. und 0.50 mm flir in. Die Symbole sind gleich wie in der englischen Ausgabe; da sich aber einige von ihnen von der Schreibweise in der europäischen Literatur unterscheiden, ist zu Beginn des Textes eine Liste der verwendeten Symbole zusammengestellt. Der Autor dankt an dieser Stelle Herrn Dr. B. Kolb (Bodenseewerk Perkin-Eimer & Co. GmbH, Überlingen) herzlich flir die sachkundige und sorgfältige Übersetzung dieser Schrift. Norwalk, Connecticut, 10. November 1974 L. S. Ettre

5 Inhaltsverzeichnis Einführung Elementare chromatographische Beziehungen Elementare chromatographische Parameter Relative Retention und Auflösung Auflösung und Trennleistung Trennleistung und Trägergasgeschwindigkeit Die Analysenzeit Vergleich von gepackten Säulen mit Kapillarsäulen Gepackte Säulen und Kapillarsäulen Dünnfilm-und Dünnschichtkapillaren Belastbarkeit und Nachweisgrenze Dünnfilmkapillaren mit verschiedenen Durchmessern Gerätetechnik Dosiersysteme Säulenanschlüsse Spezielle Überlegungen Temperaturprogramm Wahl der Detektoren Zusammenfassung Literaturverzeichnis

6 Liste der Symbole A B Bo c h,hetp HETPmin k K L n a ß Term aus der van-deemter-gleichung, charakteristisch für die Streudiffusion in einer gepackten Säule Term aus der van-deemter-gleichung, charakteristisch für die Längsdiffusion in der Gasphase Spezifische Permeabilität (Durchlässigkeit) einer Säule Term aus der van-deemter-gleichung, charakteristisch für den Stoffaustauschwiderstand Durchflußgeschwindigkeit des Trägergases gemessen am Säulenende, korrigiert auf Säulentemperatur Höhenäquivalent eines theoretischen Bodens HETP-Wert im Minimum der van-deemter-hyperbel Kapazitätsfaktor (Verteilungsverhältnis) Verteilungskoeffizient Säulenlänge [für die Umrechnung von (foot) in (m) ist die Näherung 150 (ft.) = (m) ""'45 (m) ausreichend] Erforderliche Säulenlänge für eine bestimmte Auflösung Anzahl der theoretischen Böden Auflösung zwischen zwei Peaks Retentionszeitdifferenz zweier aufeinanderfolgender Peaks Durchbruchszeit (Aufenthaltszeit eines nicht zurückgehaltenen Stoffes in der Säule) Retentionszeit Nettoretentionszeit, auch reduzierte Retentionszeit genannt Mittlere lineare Gasgeschwindigkeit Optimale mittlere lineare Gasgeschwindigkeit (entsprechend dem Minimum der van-deemter-hyperbel) Gasvolumen, das einem Peak entspricht Volumen der Gasphase in der Säule Volumen der flüssigen Phase in der Säule Peakbreite an der Basislinie (Schnittpunktsabstand der Wendetangenten auf der Basislinie) Peakbreite in halber Höhe Menge des Stoffes in der Gasphase Menge des gelösten Stoffes in der flüssigen Phase Relative Retention Phasenverhältnis