2. IZVEDBA Z VAKUUMSKO ČRPALKO NA VODNI CUREK

V prispevku je opisana nadgradnja  spektrometra SpektraTM v enostaven tekočinski kromatograf za izobraževalne namene. Kromatograf smo preizkusili na primeru ločevanje barvil v aromi Hruška.

Oprema in pribor

  • spektrometer SpektraTM,
  • vakuumska črpalka na vodni curek,
  • presesalna buča,
  • tri-potni ventil,
  • gumijasti zamaški, ustrezno preluknjani,
  • gumijasta cev za povezavo med vakuumsko črpalko, tri-potnim ventilom in presesalno bučo,
  • prozorna polimerna cevka z notranjim premerom 0,8-1,0 mm za izdelavo pretočne celice za spektrometer ter za povezovanje delov kromatografa,
  • Pasteurjeva pipeta PLASTIBRAND 2 ml z odrezanim vrhom mešička in odrezano konico tako, da ostane le približno 0,5 cm zoženega dela,
  • laboratorijski stojali, mufe in prižeme,
  • merilni valj 50 ml,
  • merilna bučka 100 ml,
  • čaša 25 ml,
  • večja brizga,
  • cev za povezavo med spodnjim koncem brizge in spodnjim koncem kolone,
  • Hamilton brizga z iglo za vnos 20 µl vzorca v kolono,
  • lij ločnik,
  • štoparica,
  • (neobvezno računalnik z vmesnikom za avtomatski zajem merilnih vrednosti ali integrator).

 

Kemikalije

  • amonijak (25 %),
  • butan-1-ol (ρ = 0,808 kg/L),
  • propan-1-ol (ρρ = 0,8 kg/L),
  • silikagel (Fluka, kieselgel 60, 230-400 mesh, velikost delcev od 0,04 mm do 0,063 mm),
  • pesek,
  • steklena volna,
  • Hruška, aroma (Tovarna arom in eteričnih olj, d.d.).

     

Varnost
 

Amonijak povzroča opekline. Nevaren je za vodne organizme. Če pride v stik z očmi, oči takoj sperite z veliko vode in poiščite medicinski nasvet. Nosite zaščitna očala in rokavice. Raztopine ne izpuščajte v okolje.
R 34-50, S 26-36/37/39-45-61
 

Butan-1-ol je vnetljiv ter škodljiv, če ga zaužijemo. Draži dihala in kožo, nevaren je, če pride v oči. Pare lahko povzročijo omotičnost in zbeganost. Kemikalijo hranimo v zaprtih posodah in v dobro zračenih prostorih. Če pride v stik z očmi, oči takoj sperite z veliko vode in poiščite medicinski nasvet. Če kemikalijo zaužijete, takoj poiščite medicinski nasvet in pokažite oznake, ki so na embalaži. Nosite zaščitna očala in rokavice. Raztopine ne izpuščajte v okolje.
R 10-22-37/38-41-67, S 7/9-13-26-37/39-46
 


Propan-1-ol deluje dražeče in je zelo vnetljiv. Vdihavanje lahko povzroči neusklajenost gibov, zmedenost, slabost, glavobol, pijanost. Lahko povzroča izsušitev kože in pordečelost oči ter zamegljenost vida. Uporabljajte zaščitna očala in rokavice.
R 11-41-67, S (2-)7-16-24-26-39

 

Priprava mobilne faze

Mobilno fazo pripravimo v 100 ml bučki iz odmerkov, ki so navedeni v preglednici:

Tabela 1. Prostorninski odmerki za pripravo mobilne faze

deionizirana voda

propan-1-ol 

amonijak (25 %) 

butan-1-ol  

20 ml 

25 ml

5 ml

50 ml 

Raztopino dobro premešamo in shranimo v zaprti bučki.


Tekočinski kromatograf

Iz prozorne polimerne cevi naredimo pretočno celico, ki jo bomo vstavili v merilno mesto spektrometra SpektraTM. Idejno skico za izdelavo pretočne celice prikazuje Slika 1. Pretočno celico vstavimo v merilno mesto in jo učvrstimo, da bo ves čas poskusov v enakem položaju.

Slika 1. Idejna skica za izdelavo pretočne celice

Pasteurjevo pipeto, ki smo jo pripravili, kot je opisano pri »Opremi in priboru«, uporabimo kot kolono. V spodnji del kolone vstavimo zamašek iz steklene volne. V čaši zmešamo 5 g silikagela in 10 ml mobilne faze. Kolono napolnimo s silikagelom in plast silikagela stisnemo s pomočjo brizge, ki smo jo povezali s spodnjim delom kolone in sicer tako, da z brizgo ustvarimo podtlak. Pri tem pazimo, da raven mobilne faze ne pade pod raven silikagela. V tako pripravljeni koloni naj silikagel sega 2,5 cm visoko. Nadalje kolono prečno prerežemo približno 2 mm nad ravnjo silikagela. Oba nastala dela ponovno spojimo z gumijasto cevjo tako, da je med obema deloma kolone približno 2 mm razmaka. Na plast silikagela nato nasujemo 0,8 cm plast peska. Kolono vpnemo v  stojalo in jo povežemo z vstopno cevjo pretočne celice. Na stojalo nad kolono vpnemo lij ločnik, ki bo omogočal dodajanje mobilne faze v kolono. Izstopno cev pretočne celice povežemo s presesalno bučo skozi odprtino v gumijastem zamašku. Presesalno bučo z gumijasto cevjo povežemo s tripotnim ventilom, tega pa z vakuumsko črpalko. Merilno komoro spektrometra obdamo z ustreznim ovojem, da preprečimo vpliv okoliške svetlobe na merilne vrednosti spektrometra. Za to lahko npr. uporabimo aluminijasto folijo. Primer tako sestavljenega tekočinskega kromatografa je prikazan na Sliki 2. Če želimo, lahko analogni izhod spektrometra prek ustreznega vmesnika povežemo z računalnikom ali pa uporabimo integrator. Merilne vrednosti lahko spremljamo tudi ročno.

Slika 2. Tekočinski kromatograf
 

Ločitev živilskih barvil arome Hruška

Aroma Hruška vsebuje  barvili E102 in E110. Ko smo sestavili kromatograf, uravnamo pretok mobilne faze na 0,18 ml/min. To dosežemo tako, da v tretjo prosto cev tripotnega ventila vstavimo nastavek z odprtino ustrezne velikosti in tako vplivamo na podtlak v presesalni buči.

 

Slika 3. Injiciranje vzorca v kromatograf.

V ta namen lahko npr. uporabimo nastavke za mikropipeto, ki jih na koncu odrežemo, da dobimo odprtino ustreznega premera. Dodajanje mobilne faze iz lija ločnika v kolono uravnamo tako, da se raven tekočine med poskusom ne spreminja bistveno. Prižgemo spektrometer in modro LED. Skozi sistem prečrpamo vsaj toliko mobilne faze, kot ustreza trikratnemu volumnu polnitve kolone. Transmitanco uravnamo na 100,0. Skozi gumijasti spoj kolone injiciramo v plast peska 20 µl arome Hruška (Slika 3) ter vklopimo štoparico. Merilne vrednosti odčitavamo v 5 sekundnih intervalih. Transmitance preračunamo v absorbance in narišemo graf. Kromatogram je prikazan na Sliki 4.

Slika 4. Primer kromatograma dobljenega z ročnim odčitavanjem merilnih vrednosti v pet-sekundnih intervalih


Razvila in pripravila: Nataša Gros in Domen Klančar, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo