Principes en concepten E. Jooken Ionenchromatografie Principes en concepten E. Jooken KVCV - Studiedag Ionenanalyse

Hoe kunnen we ionen scheiden? Ion Paar Chromatografie Is mogelijk met standaard apparatuur: Apolaire, reversed phase (C18) kolom Eluent bestaande uit water, organische modifier en een ion paar reagens Dit is een molecule met een geladen “kop” en een apolaire “staart” tetrabutyl ammonium (scheiding anionen) Hexaan sulfonaat (scheiding kationen)

Hoe kunnen we ionen scheiden? Ion Paar Chromatografie Detectie met: UV-Vis spectroscopie Geleidbaarheidsdetectie

Hoe kunnen we ionen scheiden? Ion Exclusie Chromatografie Voornamelijk voor de scheiding van zwakke zuren en basen Ionen worden gescheiden op een ionwisselingshars met dezelfde lading Dus: basen worden gescheiden op een anionwisselingshars; en zuren op een kationwisselingshars

Hoe kunnen we ionen scheiden? Ion Exclusie Chromatografie De stationaire fase is de hydratatielaag rond de ladingen van het hars. De niet-gedissocieerde vorm van de zuren en basen kan in deze stationaire laag komen, de geladen vorm niet. De retentie is dus functie van de pKa-waarde

Hoe kunnen we ionen scheiden? Ion Chromatografie (IC) Scheiding van ionen op een ionwisselingshars Detectie met geleidbaarheid Alternatief: (indirecte) UV detectie

Ionchromatografie Evenwichten en scheidingsprincipe Kolomtechnologie Geleidbaarheidsdetectie

IC: Evenwichten

IC: Evenwichten

IC : Evenwichten – conclusies Retentietijd is omgekeerd evenredig met de concentratie van het eluerende ion en recht evenredig met de capaciteit van het hars. Snelle elutie vereist dus een hars met relatief lage capaciteit en een relatief hoge concentratie aan eluerend ion.

IC: Ionwisselingsharsen De meeste ionwisselingsharsen zijn gebaseerd op styreen – divinylbenzeen copolymeren

Structuur van PS-DVB hars

IC: Ionwisselingsharsen Hierop worden positieve of negatieve groepen gezet Deze groepen hebben het vermogen om ionen uit te wisselen met de oplossing

IC: Ionwisselingsharsen Kationwisselaar: sulfonering

IC: Ionwisselingsharsen Anionwisselaar:

IC: Ionwisselingsharsen Snelle massatransfer tussen mobiele en stationaire fase vereist oppervlakkige functionalisering Geen probleem voor kationwisselaars Wel een probleem voor anionwisselaars!!!

IC: Ionwisselingsharsen Oplossing: Kleinere korrelgrootte Tegendruk wordt te groot! Gebruik van pelliculair hars: Oppervlakkig gesulfoneerd kationwisselingshars, met daarop zeer kleine deeltjes anionwisselingshars

Structuur van pelliculair anionwisselingshars

IC: Geleidbaarheidsdetectie Geleidbaarheidsdetectie is een universele detector voor ionen. Probleem met achtergrondgeleidbaarheid van eluerende elektrolyt Oplossing: suppressie van de achtergrondgeleidbaarheid

IC: Geleidbaarheidssuppressie Gebruik als eluerend ion de geconjugeerde base van een zwak zuur:

IC: Geleidbaarheidssuppressie Na de scheidingskolom wordt M- op een (in principe) kationwisselaar omgezet in H-M De achtergrond geleidbaarheid wordt daardoor quasi nihil

Schema van suppressor

IC: Geleidbaarheidssuppressie Belangrijk bijkomend voordeel: Geleidbaarheid van het analyt neemt zeer sterk toe!!! Equivalent geleidbaarheden: Vb: l+(Na+) = 50 (S.cm2.eq-1) l+(H+) = 350 (S.cm2.eq-1)

IC: schema met suppressor

IC: Conclusies Ionenruilchromatografie met gesuppresseerde geleidbaarheidsdetectie is een chemisch zeer elegante techniek om anorganische en kleinere organische ionen te analyseren