MONITORIZAREA CALITĂȚII MEDIULUI

1. MONITORIZAREA CALITĂȚIIMEDIULUI

2. Glossar Cromatografie gr. chromos = culoare, graphos = scriere Cromatografia de lichidetoate formele cromatografice în care faza mobilă este un lichid Eluent faza mobilă, în cromatografie Eluare procesul de scoatere de pe coloană a componentului de interes Eluţie procesul de deplasare a componenţilor unei probe pe coloană. Eluat componentul de interes scos de pe coloană cu ajutorul eluentului Cromatogramă succesiunea de peak-uri cromatografice produse de detector Amestec racemic amestec în care cei doi izomeri optici (dextrogir şi levogir) ai unui compus chiral se găsesc în cantităţi egale

3. Capitolul V Metode de separare şi analiză a probelor de mediu Separareaproces în urma căruia compuşii aflaţi într-un amestec alcătuit din mai multe componente sunt trecuţi fie într-un amestec alcătuit din mai puţine componente, fie într-un sistem monocomponent. Cromatografia Metode Electroforeza

4. 5.1.Metode cromatografice Cromatografia metodă fizică de separare prin care componenţii unei probe se distribuie între două faze, una staţionară şi alta mobilă. Se bazează pe transferul de masă prin difuziune. Separare cromatografică rezultatul procesului repetat de adsorbţie – desorbţie a componenţilor probei între faza mobilă şi cea staţionară.  coeficienţi de distribuţie diferiţi ce au drept rezultat viteze de deplasare diferite ale componenţilor probei K = CS/CM K – coeficientul de distribuţie/repartiţie între două faze CS – concentraţia compusului în faza staţionară CM – concentraţia compusului în faza mobilă

5. Faza staţionară lichidă, sau solidă. a).solidă  granulară, aranjată sub formă de pat într-o coloană b).lichidă  volatilitate foarte scăzută, miscibilitate scăzută cu solvenţi uzuali, vâscozitate ridicată lichidă Faza mobilă gazoasă Nemiscibilă cu faza staţionară

6. Istoric 1901, Tsvet realizează prima separare cromatografică 1938, Reichstein şi van Euw introduc conceptul de eluţie Ismailov şi Schreiber realizează prima cromatografie în strat subţire 1941, Martin şi Singe utilizează cromatografia de repartiţie pe coloană 1944, Condsen şi col., fundamentează cromatografia pe hârtie 1947, Kettle şi Boyd, Harriss şi Tompkins, cromatografia de schimb ionic pe coloană 1952, James şi Martin, introduc faza mobilă gazoasă şi două noi tehnici cromatografice: gaz-lichid, gaz-solid

7. Criterii de evaluare a separării cromatografice a).Selectivitatea Retenţiamăsură a capacităţii fazei mobile de a reţine moleculele analitului şi se defineşte ca viteză a componentei de interes faţă de eluent Timp mort al coloanei timpul de care ar avea nevoie o moleculă ca să străbată întreaga lungime a coloanei, dacă nu interacţionează deloc cu faza staţionară Timpul de retenţie intervalul de timp dintre intrarea (injectare) şi ieşirea din coloană (detecţie). Volumul de retenţie volumul de fază mobilă necesar pentru a elua (scoate de pe coloană) un compus dintr-o probă. Factorul de capacitate k raportul masic de distribuţie (raportul dintre timpul pe care componentul de interes îl petrece în faza staţionară şi timpul pe care îl petrece în faza mobilă) Selectivitatea  capacitatea unei metode cromatografice de a separa doi compuşi.

8. Criterii de evaluare a separării cromatografice b).Eficienţa numărul de talere teoretice (N) şi înălţimea echivalentă a talerului teoretic (H) Curgerea prin medii poroase  fenomene de difuziune şi transfer de masă Taler teoretic lungimea de coloană necesară pentru un singur echilibru sobţie – desorbţie (înălţimea talerului teoretic, H, specifică pentru un anumit compus). Peak-ul fiecărui compus = f (numărul de talere teoretice) Coloana de lungime L va avea un număr N de talere teoretice H = L/N c).Separabilitatea Rezoluţie Rezoluţia = f(timpii de retenţie a compuşilor şi distribuţiile lor exprimate în funcţie de timp) Se defineşte pentru peak-urile compuşilor separaţi consecutiv

9. Analiza calitativă Se realizează la ieşirea din coloană cu ajutorul unui detector. Detectorul  transformă o proprietate a compuşilor de analizat în semnal electric, proporţional cu cantitatea de substanţă. Timpul de retenţie indicaţie asupra identităţii unei substanţe, dacă este similar cu cel al unui etalon cunoscut, în aceleaşi condiţii experimentale. Spectre UV-VIS sau spectre de masă certitudine asupra identităţii unei substanţe

10. Analiza cantitativă Mărimea semnalului electric produs de detector (aria peak-ului cromatografic)  direct proporţională cu cantitatea de probă. Cromatografe moderne  integrarea automată a suprafeţei peak-ului cromatografic. Metoda curbei de calibrare 4-5 probe de concentraţie cunoscută din substanţa de determinat Metoda standardului intern - Nu este disponibilă o cantitate suficientă de substanţă de analizat - Substanţă standard cu structură similară cu cea a substanţei de determinat Metoda standardului extern Compararea peak-ului de analizat cu cel al unei probe ce conţine aceeaşi substanţă dar de concentraţie cunoscută Metoda adaosului de standard - După cromatografierea probei, se adaugă în probă o cantitate cunoscută din proba de analizat - Diferenţa dintre cele două peak-uri cromatografice determinarea cantităţii iniţiale de substanţă din probă.

11. Cromatografia de lichide Clasificare Cromatografie analitică Scopul analizei Cromatografie preparativă Cromatografie plană (pe hartie, în strat subţire) Tip Cromatografie pe coloană Cromatografie capilară

12. Cromatografia plană Modul de eluţie şi presiunea de lucru Cromatografia convenţională (p = 1 – 2 atm) Cromatografia de înaltă performanţă (p = 150 – 200 atm) Cromatografie lichid-lichid cu faze normale Natura fazei staţionare Cromatografia lichid – lichid cu faze inverse Cromatografie solid - solid

13. În funcţie de mecanismul de selecţie Cromatografia prin schimb ionic capacitatea fazei staţionare de a reţine selectiv ioni Cromatografia de excluziune diferenţe de formă şi dimensiune sterică a particulelor separări şi studii de polimeri Cromatografia de afinitate pe baza principiului de interacţiune tip antigene – anticorpi, separarea moleculelor cu proprietăţi cu specificitate înaltă Cromatografia chirală enantiomeri (izomeri optrici) dintr-un amestec racemic datorită unui „selector chiral” introdus într-una dintre faze

14. Cromatografia în strat subţire Faza staţionară  strat depus pe un suport plan  silicagelul alumina Faza mobilă  amestecuri omogene de solvenţi Etape Aplicarea probelor  Developare în camera cromatografică  Vizualizare Parametrul de retenţieRf Rfdistanţa relativă de migrare a probei Zx faţă de distanţa la care migrează frontul de solvent Zf  Determinare cantitativă densitogramă (similar unei cromatograme)

15. Front Zf Zx Start

16. Cromatografia de lichide pe coloană Mecanismul de separare în cromatografia lichid – lichid Cromatografia lichid – lichid cu faze directe interacţiunea directă a compusului cu faza staţionară Cromatografia lichid - lichid cu faze inverse Separarea se bazează pe efectul hidrofob Mecanismul de separare prin cromatografia lichid – solid  Modelul de competiţie fiecare moleculă a probei dezlocuieşte un anumit număr de molecule de solvent pentru a se adsorbi pe faza staţionară  Modelul de interacţiune cu solventul moleculele de compus se dizolvă în stratul d solvent adsorbit la suprafaţa fazei staţionare

17. Componentele cromatografului de lichide Rezervor Pompă Injector solvenţi Coloană Computer Detector

18. Faze staţionare • Solide  silicagelul, alumina, silicatul de magneziu, oxidul de magneziu, carbonatul de zinc etc. Lichide  Lichid depus fizic pe un suport (vâscozitate ridicată, volatilitate scăzută, miscibilitate scăzută cu faza mobilă). Ex. silicagel + apă – metanol – acetat de etil  Lichid depus chimic pe un suport. Ex. grupări alchil, fenil, diol, ciano, amino

19. Faze mobile Criterii de stabilire  Vascozitate  Puritate  Toxicitate  Limita de absorbţie în UV  Preţ

20. Clasificarea grupelor de solvenţi în funcţie de polaritate (Snyder, 1978)

21. Aplicaţiile cromatografiei de lichide în analizele de mediu Probele de mediu  diferite forme Prelucrare Concentrare extracţie în fază solidă (reţinerea urmelor de poluant într-o cantitate mare de apă) substanţa de interes este redizolvată într-o cantitate minimă d solvent Separarea substanţelor de interes dintr-un amestec complex extracţie lichid lichid Derivatizarea substanţelor de interes reacţie chimică ce le transformă în compuşi mai adecvaţi unei anumite metode de analiză cu scopul îmbunăţirii detecţiei

22. Compuşi anorganici  Anioni oxoanioni, cationi Compuşi organici  Hidrocarburi aromatice policondensate  Fenoli  Derivaţi halogenaţi  Pesticide