EKSAMEN I FAG KJ 2053; KROMATOGRAFI

Transkript

1 NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR KJEMI bokmål Faglig kontakt under eksamen: Institutt for kjemi; prof. Anne Fiksdahl, tlf.: / EKSAMEN I FAG KJ 2053; KROMATOGRAFI Onsdag 3. juni 2009, kl Skriftlig svar på Oppgave 1 6 skal gis på oppgavearkene bak som skal innleveres (med ekstra ark om nødvendig) Sensuren faller 24. juni. Hjelpemidler: B1 - Typegodkjent kalkulator med tomt minne, i henhold til liste utarbeidet av NTNU tillatt. Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt.

2 Side 1 av 6 Oppgave 1-6 Besvares på oppgavearket og innleveres Oppgave 1. (12p) Indikér hvorvidt følgende kromatografiske metoder er i) hhv. fordelings- eller adsorpsjons-kromatografi og ii) GLC, GSC, LLC eller LSC: Kromatografisk metode i) ford./ads. ii) GLC/GSC/LLC/LSC Papirkrom. (PC) Tynnskikt (TLC, silica) HPLC (normal fase) Gasskrom.(pakket kolonne, Stasjonær fase: silicon) Gasskrom.(kapillær kolonne, Stasjonær fase: zeolitt sieve) Kolonnekrom. (CC, silica) Oppgave 2. (10p) Innen kromatografisk teori opererer man med begrepene/forkortelsene: k, a, t R, R S, N, N eff og H (HETP). - Hva er minimumsverdien for α og R S? < α.. < R S - Hvilke av begrepene over angir kun egenskapene ved kolonna uavhengig av substansene som kromatograferes? - Hvilke av parametrene over kan økes for å gi en økning av R S? - Hva er sammenhengen mellom k, t R og t 0?

3 Side 2 av 6 - Hva kalles hver av disse begrepene/forkortelsene; forklar kort hva de uttrykker. k = α = t R = R s = N = H =

4 Oppgave 3. (14p) Side 3 av 6 a) Hvilke tre typer gradienter kan benyttes for SFC (superkritisk fluid kromatografi)? 1) 2) 3) b) Hvilke tre typer forbindelser kan SFC særlig anvendes for? 1) 2) 3) c) Nevn fire detektorer som kan benyttes for SFC. Angi for hver av dem plassering av restriktor - før / etter- i forhold til detektoren. Forklar årsaken til plasseringen. 1) detektor ; restriktor er plassert.. detektor 2) detektor; restriktor er plassert.. detektor 3) detektor; restriktor er plassert. detektor 4) detektor; restriktor er plasssert.. detektor Forklaring:

5 Side 4 av 6 Oppgave 4. (20p) Tegn en representativ del-struktur for: a) en typisk stasjonær fase (SF) som benyttes i RP-HPLC, b) som a), men tilsvarende end-capped SF, c) cyano eller nitril SF for HPLC, d) en typisk upolar SF for GLC, e) en medium polar SF for GLC, f) silica, g) en sterk anionebytter funksjon, h) en sterk kationebytter funksjon, i) en PEG / Carbowax SF for GLC, j) en SF brukt i normal fase HPLC. a) b) c) d) e) f) g) i) j) h)

6 Oppgave 5. (15p) Side 5 av 6 a) Hvilke ønskede egenskaper (nevn 3) bør en stasjonær fase for GLC ha? b) Hvilke bæregasser egner seg for GLC analyse av propanon og propan-2-ol? c) Hvorfor egner ikke GSC seg for vanlige organisk kjemiske formål? d) Hvorfor benyttes andre injeksjons-systemer for kapillær GC (HRGC) enn for pakkede kolonner? e) Skissér et typiske GLC kromatogram ved bruk av hhv. en pakket og en kapillær GLC kolonne slik at forskjellen fremkommer tydelig. Hvorfor er kromatogrammene forskjellige? Pakket GLC-kolonne: Kapillær GLC kolonne: f) Hva er generelt fordeler og ulemper med bruk av N 2 som bæregass i GLC? Oppgave 6. (20p) Side 6 av 6

7 Kommenter følgende uttalelser med ja eller nei: Ja/Nei 1. Båndspredning er generelt et uttrykk for en kolonnes effektivitet. 2. Diastereomere derivater av enantiomere forbindelser må analyseres på en kiral GLC eller HPLC kolonne for å kunne separeres. 3. Generelt er en universell detektor mindre følsom enn en selektiv detektor. 4. En av fordelene med såkalte narrow-bore kolonner i HPLC er at høyere effektivitet kan oppnås. 5. Silica-baserte materialer kan benyttes som stasjonær fase både i ionebytter- og i gelfiltrerings kromatografi (SEC). 6. Små molekyler elueres ut før større molekyler i SEC. 7. Typisk lengde på en GLC kapillær kolonne er ca 2 m. 8. Det er en generell regel at polare forbindelser eluerer ut etter upolare forbindelser på en upolar GLC kolonne. 9. GLC kromatografering av flyktige forbindelser krever tykke filmer (d f ) av SF. 10. Tynne filmer SF i GLC har ulempen med stor grad av blødning. 11. Dersom t 0 = 0.32 min og forbindelse A eluerer ut med retensjonstid t R,A = 1,12 min, betyr det at ca 28 % av stoffet foreligger i mobil fase (MF). 12. Dersom t 0 = 0.32 min og forbindelse B eluerer ut med retensjonstid t R,B = 1,98 min, betyr det at ca 10 % av stoffet foreligger i mobil fase (MF). 13. Løseligheten til en superkritisk fluid øker med øket trykk. 14. Viskositeten til en superkritisk fluid er sammenlignbbar med en væske. 15. Tetteheten til en superkritisk fluid er sammenlignbbar med en gass. 16. Papirkromatografi er basert på adsorpsjonskromatografi. 17. En fordel med fluoresens-detektoren er høy følsomhet. 18. TCD detektoren er en selektiv detektor og særlig egnet for halogenerte forbindelser. 19. H 2 og He er generelt godt egnede gasser ved bruk av TCD detektor. 20. Analyse av en blanding av N 2 ; CO 2 og CH 4 kan utføres på en GC kolonne pakket med adsorpsjonsmateriale.