Índice de retenção de Kovats - Kovats retention index

Na cromatografia gasosa , o índice de retenção de Kovats ( índice de Kovats mais curto , índice de retenção ; índices de retenção plurais ) é usado para converter os tempos de retenção em constantes independentes do sistema. O índice leva o nome do químico suíço Ervin Kováts , nascido na Hungria , que traçou esse conceito durante a década de 1950, enquanto fazia pesquisas sobre a composição dos óleos essenciais .

O índice de retenção de um composto químico é o tempo de retenção interpolado entre n-alcanos adjacentes. Embora os tempos de retenção variem com o sistema cromatográfico individual (por exemplo, com relação ao comprimento da coluna, espessura do filme, diâmetro e pressão de entrada), os índices de retenção derivados são bastante independentes desses parâmetros e permitem comparar os valores medidos por diferentes laboratórios analíticos em condições e análises variadas tempos de segundos a horas. As tabelas de índices de retenção são usadas para identificar picos comparando os índices de retenção medidos com os valores tabulados.

Índice de retenção isotérmico de Kovats

O índice de Kovats se aplica a compostos orgânicos . O método interpola picos entre n- alcanos entre parênteses . O índice de Kovats de n-alcanos é 100 vezes seu número de carbono, por exemplo, o índice de Kovats de n- butano é 400. O índice de Kovats é adimensional, ao contrário do tempo de retenção ou do volume de retenção. Para cromatografia gasosa isotérmica , o índice de Kovats é dado pela equação:

${\ displaystyle I_ {i} = 100 \ left [n + {\ frac {log (t_ {i} -t_ {0}) - log (t_ {n} -t_ {0})} {log (t_ {n + 1} -t_ {0}) - log (t_ {n} -t_ {0})}} \ right]}$

Símbolos significam:

• ${\ displaystyle I_ {i}}$o índice de retenção de Kováts do pico i
• ${\ displaystyle n}$número de carbono do pico de n- alcano em direção ao pico i
• ${\ displaystyle t_ {i}}$tempo de retenção do composto i , minutos
• ${\ displaystyle t_ {0}}$pico de ar, tempo vazio em velocidade média , minutos${\ displaystyle u = L / t_ {0}}$

O índice de Kovats também se aplica a colunas compactadas com uma equação equivalente:

${\ displaystyle I_ {i} = 100 \ left [n + {\ frac {log (V_ {i} ^ {0}) - log (V_ {n} ^ {0})} {log (V_ {n + 1} ^ {0}) - log (V_ {n} ^ {0})}} \ direita]}$

Índice de Kovats e propriedades físicas

Os compostos eluem apenas na fase de gás portador. Os compostos resolvidos na fase estacionária permanecem imóveis. A razão entre o tempo de gás e o tempo de residência na fase estacionária do polímero líquido é chamada de fator de capacidade : ${\ displaystyle t_ {0}}$${\ displaystyle t_ {i} -t_ {0}}$${\ displaystyle k_ {i}}$

${\ displaystyle k_ {i} = {\ frac {t_ {i} -t_ {0}} {t_ {0}}} = {\ frac {RTS_ {i}} {P ^ {i}}}}$ WL

Os símbolos representam propriedades físicas:

• ${\ displaystyle R}$ constante de gás (8,314J / mole / k)
• ${\ displaystyle T}$ temperatura [k]
• ${\ displaystyle S_ {i}}$solubilidade do composto i na fase estacionária do polímero [mole / m ³ ]
• ${\ displaystyle P ^ {i}}$pressão de vapor de líquido puro i [Pa]

Os tubos capilares com revestimentos uniformes têm esta relação de fase ß:

WL${\ displaystyle = {\ frac {V_ {L}} {V_ {G}}} = {\ frac {4d_ {f}} {d_ {c}}}}$

O diâmetro interno do capilar é bem definido, mas a espessura do filme é reduzida pelo sangramento e ruptura térmica que ocorrem após o aquecimento da coluna ao longo do tempo, dependendo da ligação química à parede de vidro de sílica e da reticulação do polímero da fase estacionária. O fator de capacidade acima pode ser expresso explicitamente para o tempo de retenção: ${\ displaystyle d_ {c}}$${\ displaystyle d_ {f}}$${\ displaystyle k_ {i}}$

${\ displaystyle t_ {i} = t_ {0} ({\ frac {RTS_ {i}} {P ^ {i}}} {\ frac {4d_ {f}} {d_ {c}}} + 1)}$

O tempo de retenção é menor devido à redução do tempo de vida da coluna. O comprimento da coluna é introduzido com a velocidade média do gás : ${\ displaystyle t_ {i}}$${\ displaystyle d_ {f}}$${\ displaystyle L}$${\ displaystyle u = L / t_ {0}}$

${\ displaystyle t_ {i} = {\ frac {L} {u}} ({\ frac {RTS_ {i}} {P ^ {i}}} {\ frac {4d_ {f}} {d_ {c} }} + 1)}$

${\ displaystyle R}$e a temperatura têm uma relação direta com . No entanto, as colunas mais quentes ↑ não são mais longas, mas mais curtas, de acordo com a experiência de programação de temperatura. A pressão de vapor líquido puro aumenta exponencialmente com, de modo que reduzimos o aquecimento da coluna ↑. A solubilidade dos compostos na fase estacionária pode aumentar ou diminuir , mas não exponencialmente. é referido como seletividade ou polaridade pelos cromatógrafos de gás hoje. O índice isotérmico de Kovats em termos de propriedades físicas torna-se: ${\ displaystyle T}$${\ displaystyle t_ {i}}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle t_ {i}}$${\ displaystyle P ^ {i}}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle t_ {i}}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle S_ {i}}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle S_ {i}}$

${\ displaystyle I_ {i} = 100 \ left [n + {\ frac {log (S_ {i} / P ^ {i}) - log (S_ {n} / P ^ {n})} {log (S_ { n + 1} / P ^ {n + 1}) - log (S_ {n} / P ^ {n})}} \ direita]}$

O índice de Kovats isotérmico é independente de qualquer dimensão GC ou ß ou velocidade do gás portador , que se compara favorável ao tempo de retenção . Índice isotérmica Kovats baseia-se na solubilidade e de pressão de vapor do composto I e n -alcanos ( ). a dependência depende do composto em comparação com os n-alcanos. O índice de Kovats de n-alcanos é independente de . Os índices isotérmicos de Kovats de hidrocarbonetos foram medidos por Axel Lubeck e Donald Sutton. ${\ displaystyle R}$${\ displaystyle L}$${\ displaystyle u}$${\ displaystyle t_ {i}}$${\ displaystyle S_ {i}}$${\ displaystyle P ^ {i}}$${\ displaystyle i = n}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle I_ {n} = 100c}$${\ displaystyle T}$

Índice de Kovats de temperatura programada

A IUPAC define a equação de índice de Kovats de cromatografia programada por temperatura:

${\ displaystyle I_ {i} = 100 \ left [n + {\ frac {t_ {i} -t_ {n}} {t_ {n + 1} -t_ {n}}} \ right]}$

• ${\ displaystyle t_ {n}}$e tempos de retenção de rumo e n-alcanos à direita.${\ displaystyle t_ {n + 1}}$

NOTA: índice TPGC não dependem programa de temperatura, velocidade do gás e da coluna usado!

O método ASTM D6730 define a equação de índice de Kovats de cromatografia programada por temperatura:

${\ displaystyle I_ {i} = 100 \ left [n + {\ frac {log (t_ {i} / t_ {n})} {log (t_ {n + 1} / t_ {n}}}) \ right] }$

Os valores medidos do índice de retenção de Kovats podem ser encontrados nos bancos de dados do método ASTM D 6730. Um extenso banco de dados de índice Kovats é compilado pelo NIST [1] .

As equações produzem índices de Kovats diferentes e significativos.

Tradução de Método

Métodos de GC mais rápidos têm tempos mais curtos, mas os índices de Kovats dos compostos podem ser conservados se a tradução do método adequada for aplicada. As temperaturas do programa de temperatura permanecem as mesmas, mas as rampas e os tempos mudam ao usar uma coluna menor ou um gás portador mais rápido. Se as dimensões da coluna Comprimento × diâmetro × filme forem divididos por 2 e a velocidade do gás for dobrada usando H2 no lugar de He, os tempos de espera devem ser divididos por 4 e as rampas devem ser multiplicadas por 4 para manter o mesmo índice e a mesma retenção temperatura para o mesmo composto analisado. Regras de conversão de método são incorporadas em alguns sistemas de dados de cromatografia.

Referências