KJ2050 Analytisk kjemi, GK

Like dokumenter
KJ2050 Analytisk kjemi, GK

1. Teori 1. B Sonespredning / Båndspredning. KJ2053 Kromatografi (Analytiske metoder II)

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I FAG SIK3038/MNK KJ 253 KROMATOGRAFI

Hva er kromatografi?

Eksamen i emnet KJ 2053; KROMATOGRAFI

2. Gasskromatografi, GC (Gas Chromatography) 2.B. Gasskromatografen 2.B. 6 GC Temperatur-regulering

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for Kjemi

EKSAMEN I FAG KJ 2053; KROMATOGRAFI

KJ2053 Kromatografi Kvanititativ analyse av nikotin v.h.a. gasskromatografi og bruk av intern standard-kalibreringskurve Rapport

Eksamen i emnet KJ 2053; KROMATOGRAFI

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING

1. Teori 1.A Retensjonsparametere 1.B Sonespredning / Båndspredning 1.C Fysiske årsaker til sonespredning. KJ2053 Kromatografi (Analytiske metoder II)

2. Gasskromatografi, GC (Gas Chromatography) 2.B. Gasskromatografen

Eksamensoppgave i KJ2050, Analytisk kjemi, grunnkurs

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

KJ2053 Kromatografi Gasskromatografi (GC) Reaksjonsforløp fulgt ved GC - reduksjon av keton til alkohol Rapport

Innhold. Forord... 13

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

KJ2053 Kromatografi Oppgave 7: Kapillærelektroforese: Separasjon av tre aromatiske aminosyrer ved kapillærelektroforese (CZE) Rapport

KJ2053 Kromatografi LSC Preparativ kolonnekromatografi Rapport

KJ2053 Kromatografi Oppgave 6: HPLC: Analyse av UV-filtere i Banana Boat solkrem Rapport

mobilfasen, ū M : lineær mobilfasehastighet C S : platehøydekoeffisient, d f : tykkelse på stasjonærfaselaget,

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

Adsorpsjonsmiddelet ( adsorbenten ) (eng.: adsorbent)

Hva bør man tenke på ved valg av kromatografi som analysemetodikk. Ingeborg Amundsen 4. februar 2015

Anslag for usikkerhet av et sammensatt resultat basert på anslått usikkerhet ( feilmarginer ) for måleverdiene.

Seksjon 1.3 Tetthetskurver og normalfordelingen

Oppgave 5: HPLC-analyse av UV-solfilterstoffer i solkrem.

Eksamen i emnet KJ 2053; KROMATOGRAFI

Eksamen i emnet KJ 2053; KROMATOGRAFI

Eksponensielle klasser og GLM

Seksjon 1.3 Tetthetskurver og normalfordelingen

TMA4240 Statistikk H2010

Kapittel 4.4: Forventning og varians til stokastiske variable

Statistisk inferens: 9.14: Sannsynlighetsmaksimeringsestimatoren 8.5: Fordeling til gjennomsnittet 9.4: Konfidensintervall for µ (σ kjent)

Forelesning 6: Punktestimering, usikkerhet i estimering. Jo Thori Lind

Illustrasjon av regel 5.19 om sentralgrenseteoremet og litt om heltallskorreksjon (som i eksempel 5.20).

STK1000 Uke 36, Studentene forventes å lese Ch 1.4 ( ) i læreboka (MMC). Tetthetskurver. Eksempel: Drivstofforbruk hos 32 biler

Et lite notat om og rundt normalfordelingen.

Et lite notat om og rundt normalfordelingen. Anta at vi har kontinuerlige data. Hva er likt og ulikt for histogrammer og fordelingskurver?

Kromatografiteori NITO kurs i kromatografi og massespektrometri Trondheim

2. Gasskromatografi, GC (Gas Chromatography) 2.C. G(L)C med Kapillærkolonner

TMA4240 Statistikk Høst 2016

Emnenavn: Instrumentell analyse 2. Eksamenstid: 09:00 13:00. Faglærer: Oppgaven er kontrollert: Ja. Alle hovedoppgaver teller likt

Et lite notat om og rundt normalfordelingen.

FY1006/TFY Løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9

3. Væskekromatografi, LC (med HP-LC)

Emnekode: LGU Emnenavn: Matematikk 2 (5 10), emne 2. Semester: VÅR År: 2016 Eksamenstype: Skriftlig

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 3. Fordampningsentalpi av ren væske Aceton

KJ2053 Kromatografi Oppgave 5: Bestemmelse av molekylmasser ved hjelp av eksklusjonskromatografi/gelfiltrering (SEC) Rapport

Forelesning 5: Kontinuerlige fordelinger, normalfordelingen. Jo Thori Lind

Lærebok Robert Johnson og Patricia Kuby: Elementary Statistics, 10. utgave. Pensumoversikt. Forelesninger og øvinger

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere. Bo Lindqvist Institutt for matematiske fag

Kromatografisk separasjon og deteksjon av legemidler

Forelesning 23 og 24 Wilcoxon test, Bivariate Normal fordeling

Løsningsforslag Eksamen S2, høsten 2017 Laget av Tommy O. Sist oppdatert: 26. november 2017

1 Sec 3-2: Hvordan beskrive senteret i dataene. 2 Sec 3-3: Hvordan beskrive spredningen i dataene

0. Intro / Info Intro / Info. KJ2053 Kromatografi (Analytiske metoder II) Hvem møter du: Faglærer: Lab.-leder:

Eksamen i emnet KJ 2053; KROMATOGRAFI

Konfidensintervall for µ med ukjent σ (t intervall)

Transformasjoner av stokastiske variabler

GeoGebra-opplæring i Matematikk S2

Econ 2130 Forelesning uke 10 (HG) Geometrisk og normal fordeling

Siden vi her har brukt første momentet i fordelingen (EX = EX 1 ) til å konstruere estimatoren kalles denne metoden for momentmetoden.

= 5, forventet inntekt er 26

Normal- og eksponentialfordeling.

Løsningsforslag Eksamen S2, høsten 2016 Laget av Tommy Odland Dato: 27. januar 2017

Løsningsforslag Eksamen S2, våren 2014 Laget av Tommy O. Sist oppdatert: 1. september 2018 Antall sider: 11

La U og V være uavhengige standard normalfordelte variable og definer

Matematisk statistikk og stokastiske prosesser B, høsten 2006 Oppgavesett 5, s. 1. Oppgave 1. Oppgave 2. Oppgave 3

ØVINGER 2017 Løsninger til oppgaver. Øving 1

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

Litt om forventet nytte og risikoaversjon. Eksempler på økonomisk anvendelse av forventning og varians.

Statistikk og dataanalyse

ECON2130 Kommentarer til oblig

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere. Bo Lindqvist Institutt for matematiske fag

5. Superkritisk fluid-kromatografi, SFC

Dato: Tirsdag 28. november 2006 Lengde på eksamen: 4 timer Tillatte hjelpemidler: Kun standard enkel kalkulator, HP 30S

Typiske ligand(affinant) / prøve - par eller prøve / ligand(affinant)-par :

Simulering med Applet fra boken, av z og t basert på en rekke utvalg av en gitt størrelse n fra N(μ,σ). Illustrerer hvordan estimering av variansen

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

Løsningsforslag til obligatorisk oppgave i ECON 2130

Eksamen i. MAT110 Statistikk 1

Kort overblikk over kurset sålangt

10.1 Enkel lineær regresjon Multippel regresjon

Medisinsk statistikk Del I høsten 2009:

Løsningsforslag Eksamen S2, våren 2016 Laget av Tommy Odland Dato: 29. januar 2017

STK Oppsummering

KJ2050 Analytisk kjemi, GK

Econ 2130 uke 16 (HG)

Ekstreme bølger. Geir Storvik Matematisk institutt, Universitetet i Oslo. 5. mars 2014

UNIVERSITETET I OSLO

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

1 Section 7-2: Estimere populasjonsandelen. 2 Section 7-4: Estimere µ når σ er ukjent

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 6: Normalfordelingen

TMA4240/TMA4245 Statistikk: Oppsummering kontinuerlige sannsynlighetsfordelinger

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 1. Partielle molare volum

statistikk, våren 2011

Transkript:

KJ2050 Analytisk kjemi, GK Kromatografi (Analytiske separasjoner og kromatografi) 1. Innledning (og noe terminologi) 2. Noe generell teori A. Retensjonsparametre B. Sonespredning C. Sonespredningsmekanismer 3. Korte innføringer til spesifikke teknikker A. Væskekromatografi (Liquid Chromatography, LC) B. Gasskromatografi (Gas Chromatography, GC) 4. Kromatografi i analyser 1

A. Douglas C. Skoog, Donald M. West, F. James Holler, Stanley R. Crouch: Fundamentals of Analytical Chemistry, 8th Ed., 2004. Sider 920-1003 -- Kapitler 30E, 31, 32, 33B. Teorien uttrykker (gjengir, forutsier) resultater fra kromatografi i grunnleggende prinsipper, og gjør det (helst) numerisk : Teorien kan deles opp i : A : retensjonsparametere - hvor langt, hvor raskt vandrer stoffet? B : sonespredning - hvor samlet holder stoffet seg? - hvor brede / smale blir toppene (flekkene)? C : faktorer, prosesser som forårsaker sonespredning - Hva er årsaken til spredningen - Modeller og kvantifisering, bl.a. Den forenklede VAN DEEMTER ligning) 2 2

2.B. Teori : Sonespredning / Båndspredning (eng. Band broadening) Ideal : REALITET : " toppene" (el. flekkene) = sonene med analytter sprer seg, utvider seg under elueringen. Vårt Ønske : minst mulig spredning!!! Minst mulig overlapping av topper (soner, bånd) lettere sikrere identifisering og kvantifisering. A.D.C.Skoog & al. : F.o.An.Ch. 8th: P. 920 1003 - Ch. 30E, 31, 32, 33B. 3 3

2. B. 1. Ideal kromatografisk topp Ideal kromatografisk topp = Gauss- eller Normalfordelingskurve ( klokke -kurve) : Forutsetning : konstant fordelingskoeffisient K c, K g, lineær (fordelings-)isoterm for fasefordelingprosessen y-akse: stoffmengde = detektor-respons; enhet: h max (= maks. topphøyde) Infleksjonspunkt = vendepunkt(er) av kurven For definisjon av w b og w h neste side. se A.D.C.Skoog & al. : F.o.An.Ch. 8th: P. 920 1003 - Ch. 30E, 31, 32, 33B. x-akse : (x - x) = avstand fra gjennomsnitlig x (toppmaksimum); enhet : s (standardavvik) 4 4

2. B. 1. Ideal kromatografisk topp = Gauss- eller Normalfordelingskurve ( klokke -kurve): Normalfordelingskurve fordi - molekylene til analytten har ikke alle den sanne retensjonstiden t R (eller L X, eller V R ) : Avviket (x - x) fra x er tilfeldig (stokastisk) og hyppigheten av avvikene er normalfordelte, følger en Normalfordeling Normalfordelings-, Gauss-, klokke -kurve x = gjennomsnittlig, eller "sann", vandringslengde L X (eller retensjonstid t R (x), eller retensjonsvolum V R (x)) for stoffet X. = midten av flekken, toppen = x ved det høyeste punkt av toppen. Statistiske mål kan brukes for å beskrive - kvantifisere - en (ideal) toppbredde : varians ( 2 ) eller standardavvik ( ). 5 5

2. B. 1. Ideal kromatografisk topp = Gauss- eller Normalfordelingskurve ( klokke -kurve): Spesielle egenskaper/karakteristika for Gauss-toppen og sammenheng mellom ulike mål for topp-bredden : Kurven er symmetrisk, i forhold til (x - x) = 0 (toppsymmetriakse). Ved 0,607 h max er bredden 2! (Det er avstanden mellom kurvens vendepunkter) Basisbredde w b = 4 avstand av skjæringspunktene mellom basislinjen og tangentene til kurven (gjennom vendepunktene) "Halvbredden" w h = 2,354 = 2 (2 ln2) ½ = 0,589 w b = ½ (2 ln2) ½ w b = Bredden av toppen i halv høyde av toppmaksimum; engelsk FWHM = Full Width at Half Maximum (foruten halvbredde (som ikke er anbefalt fordi det inviterer til feiltolkning)). 6 6

2.B. 2. Effektivitet (innen kromatografi = sone(-ikke-)spredning) ): Effektiviteten av et kromatografisk system er systemets evne til å holde stoffet/analyttene (sonene, båndene, toppene) samlet, evne til å hindre sonespredning. stor effektivitet lite sonespredning Smale topper (soner/bånd/flekker) (og omvendt) Som mål for sonespredningen kan (bl.a.) statistiske uttrykk benyttes som er utledet av Normalfordelings-toppens egenskaper, s.o., (selv om de da kalles noe annet se nedenfor). De ulike Mål for (kromatografisk) effektivitet nevnt her : Forutsetter (som regel) konstante elueringsbetingelser og symmetrisk toppform (ellers nokså komplisert). Beskrevet her for kolonnekromatografi. A.D.C.Skoog & al. : F.o.An.Ch. 8th: P. 920 1003 - Ch. 30E, 31, 32, 33B. 7 7

2.B. 2. Effektivitet (innen kromatografi = sone(-ikke-)spredning): (i) Platetall, N (tidligere: Antall teoretiske plater, eng.: plate number) eller tilsv. for V R = kvadrat av retensjonstid / kvadrat av standardavvik av t R = invers (relativ) varians av retensjonstiden. Stor N stor effektivitet liten sonespredning smale topper 2 2 2 2 R R R R t t t t N 16 5,545 8 ln 2 wb w b wh wh 4 Mest kjent form) Forutsetter symmetriske topper. Hvis ikke kromatografiske topper er symmetriske, Gauss-topper betydelig mer komplisert for eksakt beregning av platetallet (v.h.a. beregning av s.k. statistiske momenter )! 8 8

2.B. 2. Effektivitet (innen kromatografi = sone(-ikke-)spredning): (i) Platehøyden, H (tidligere : Høyde-Ekvivalent til en Teoretisk Plate, HETP, eng.: plate height). H = L / N L = kolonnelengde N = platetallet Stor H lite effektivitet stor sonespredning brede topper H er proporsjonalt med variansen (av molekylenes retensjonstid) Det er også definert såkalte effektive parametere (N eff, H eff ) ; de baserer seg på justerte retensjons-verdier ( t R, V R ), Istedenfor platehøyden, brukes noen ganger "antall plater pr. meter" (eller pr. en annen lengdeenhet) = N / L 9 9

2.B. 2. Effektivitet (innen kromatografi = sone(-ikke-)spredning):. Obs.! N og H: beskriver én topp ved konstante elueringsbetingelser ("iso-"). varierer litt, med t R, V R, k, for en gitt kolonne. Når N er (omtrent) konstant...... da øker bredden, w h (og ), omtrent proporsjonalt med t R eller V R! - lav t R (eller V R ) smal topp, høy t R (eller V R ) bred topp. N.B.: det finnes ikke noe fysiskt inne i kolonna som tilsvarer de (teoretiske) platene! 10 10

2. B. 3. Oppløsning (R s, eng.: Resolution) mellom topper Kromatografi er for (separasjon av) flere enn én topp/analytt, d.v.s. Hva er R S her og her? = Mål for separasjon av to topper m.h.t. deres bredde og avstand ("overlapping").. R S for peaks 1 & 2 in Fig. is coarsely estimated to 3; R S for peaks 3 & 4 is estimated to 0,9 Utregning basert på et kromatogram : N.B.: i figuren til venstre R s 1,33 11 11

2. B. 3. Oppløsning (R s, eng.: Resolution) mellom topper Kromatografi er for (separasjon av) flere enn én topp/analytt, Illustrasjon av oppløsnings-tall : R s = 1,0 tilsvarer ~3% areal-overlapping mellom (~ jevnstore) topper Full basislinje-separasjon tilsvarer vanligvis R s = 1,5. J M.Miller Chromatography, Concepts and Contrasts, Wiley, 2005 12 12

2. B. 3. Oppløsning (R s, eng.: Resolution) mellom topper Kromatografi er for (separasjon av) flere enn én topp/analytt, Utledning av R S ut fra generelle teoretiske parametere : Uttrykker platetall (effektivitet) v.h.a. de ulike fysiko-kjemiske parametere til separasjonssystemet, som vi kjenner: Likningen viser bidragene til R S (kvantitativ) - blir ikke brukt til R S -utregning Likningen viser : R S vokser med N ½ liten α liten R S liten k liten R S Derfor, for optimering : øk N (lengre, bedre kolonner)... øk α (andre SF, MF, evt. andre betingelser som øker α ellers)... øk k (andre SF, MF evt. andre betingelser som øker k ellers)...... så mye som mulig/forsvarlig 13 13

2. B. 3. Oppløsning (R s, eng.: Resolution) mellom topper Kromatografi er for (separasjon av) flere enn én topp/analytt, Sammenheng mellom α og R S (hhv. separasjonstall og oppløsning) : 14 14

2. B. 4. Kompliserende faktor : Asymmetri, Fravik fra Gauss -toppens strenge symmetri! Tailing (haledannelse) Fronting (= leading ). Planar: x = Lengde-akse Kolonne: x = tids-akse (el. volum-akse) Årsak : K, fordelingskoeffisienten, varierer med konsentrasjonen av prøvekomponenten! (Raoults lov følges ikke.) Dette er meget uønsket! 15 15

2. B. 4. Kompliserende faktor : Asymmetri, Dette er meget uønsket! Fordi : Asymmetri gjør effektivitetsmålinger komplisert, (krever bruk av statistiske momenter,. Reglene utarbeidet for Gauss-topper holder ikke lenger (strengt tatt). retensjonsparametere (t R, R F, V R ) prøvemengdeavhengig upålitelig topp-arealer (og høyder) mindre sikkert bestemmbare (hvor starter, hvor slutter toppen?) Kvantitativt mål for asymmetri (empirisk) : Asymmetri-parameter (blant flere mulige) f.eks.: A S = b / a (a, b, jfr. figuren, c = 0,1 h max ) For A S A S A S = 1,0 : symmetrisk topp < 1,0 : fronting > 1,0 : tailing (haledannelse) 16 16