Trennung von Gasgemischen - Untersuchung von Einzelkomponenten

WIE FUNKTIONIERT GASCHROMATOGRAPHIE (GC)?

Chromatographie (altgriechisch chroma (χρῶμα) „Farbe“ und gráphein (γράφειν) "schreiben" ; also "Farbenschreiben") im Allgemeinen umfasst mehrere analytische Methoden, mit der Gemeinsamkeit, dass sie sich mit der Trennung von Gemischen beschäftigen. Die GC ist eine relativ alte analytische Methode zur Auftrennung von verdampfbaren bzw. schon als Gas vorliegenden organischen Substanzen.

Um ein Substanzgemisch aufzutrennen, wird es in einen sogenannten Injektor eingespritzt, bei 200-250°C sehr schnell verdampft und dann mit Hilfe eines Gases (daher der Name Gaschromatographie) durch eine Trennsäule geleitet. Diese Säule besteht aus einer sehr dünnen Quarzglaskapillare mit einem Innendurchmesser von ca. 0,3 mm und einer Länge von bis zu  30 m.

Diese Säule ist auf der Innenseite mit einem dünnen Film - der "stationären Phase" - ausgekleidet. Die Auftrennung des Stoffgemisches erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte der einzelnen Komponenten. Teilweise können mit speziellen stationären Phasen auch exotische Trennungen durchgeführt werden. Dabei können Substanzen mit identischen Siedepunkten aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Struktur und den dadurch bedingten physikalischen Eigenschaften (z. B. Adsorption an der stationären Phase) separiert werden.

Die Säule ist in einen Ofen eingebaut, der sich sehr präzise aufheizen (und abkühlen) lässt. Dieser ermöglicht es, dass auch hochsiedende Substanzen analysiert werden können. Am Ende der Säule sitzt ein sogenannter Detektor, der dazu dient, die getrennten Substanzen, die aus der Säule kommen, in elektrische Signale (Peaks im Gaschromatogramm) umzuwandeln.

Gaschromatographie - Massenspektrometrie

Für die Gaschromatographie wurden sehr viele verschiedene Detektoren entwickelt, wobei der Flammenionisationsdetektor (FID) sicherlich der gebräuchlichste ist. Ganz besonders informativ wird ein Gaschromatogramm, wenn man die einzelnen Peaks in einem Massenspektrometer untersuchen kann. Dazu wird das Massenspektrometer am Ende der Säule als Detektor eingesetzt und man erhält von jedem Peak ein Massenspektrum. Dieses Massenspektrum gibt Auskunft über die Struktur der Substanz, wobei heutzutage die Massenspektren mittels Computervergleich ausgewertet werden. Dafür stehen umfangreiche, mit mehreren zigtausend Massenspektren von Referenzsubstanzen gefüllte Bibliotheken zur Verfügung. Auch eine Quantifizierung der getrennten Komponenten ist möglich, wenn die Substanzen bekannt sind.

Anwendung findet die Gaschromatographie zum Beispiel zur Auftrennung von leichtflüchtigen Komponenten in Lösungsmitteln, Bestimmung abdampfbarer Substanzen aus Feststoffen oder zur Bestimmung von Restlösemitteln in Produkten. Wir verfügen darüber hinaus über weitere Möglichkeiten, Proben für die Analyse zugänglich zu machen. Mittels Pyrolyse oder Thermodesorption können Feststoffe und hochsiedende Flüssigkeiten untersucht werden. Mittels SPME (solid phase micro extraction) können auch Spuren gasförmiger Substanzen angereichert und erfasst werden.

Natürlich können Sie sich auch in diesem Gebiet der analytischen Chemie auf unsere langjährige Erfahrung verlassen.