Gaz-sıvı
kromatografisinin sıvı-sıvı kromatografisinden farkı hareketli fazın bir
sıvı yerine bir gaz olmasıdır. Örnek kolonun tepesinden gaz halinde verilir.
Örnekte bulunan maddelerin sabit sıvı fazdaki çözünürlükleri farklıdır ve denge
kanununa göre gaz fazı ile sabit sıvı faz arasında dağılırlar. Sıyırma, azot
veya helyum gibi inert bir taşıyıcı gaz ile yapılır; inert gaz basınçla
kolondan akar. Kolon boyunca hareket eden maddelerin hareket hızı, onların sıvı
fazdaki çözünürlüklerine bağlıdır. Sıvı fazdaki çözünürlüğü düşük olan
maddelerin kolondaki ilerleme hızları da düşüktür; ayrıca akışkanlıkları az
olan maddelerin hareketleri de yavaş olur. En ideal hal, maddeler arasında
çan-eğrisi veren sıyırma eğrileri ile elde edilir.
Bir maddenin öz alıkonma hacmi V g , maddenin ve sabit fazın
yapısına bağlı olan fakat kolon değişkenlerine bağlı olmayan bir parametredir.
V g , kolaylıkla elde edilebilen deneysel verilerden bulunur ve kalitatif
analizlerde kullanılır.
Bir maddenin öz alıkonma hacmini bulmak için kolon içindeki
ortalama akış hızı F bilinmelidir. Kolonun sonundaki akış hızı Fm
bir sabun köpüklü akış ölçer ile saptanabilir; F, aşağıdaki eşitlikle verilir.
TC kolon sıcaklığı (K olarak), T sabun köpüklü
akış metredeki gazın sıcaklığı, P kolon sonundaki basınç ve PH2O
suyun buhar basıncıdır. P ve T, normal olarak, odanın basıncı ve sıcaklığıdır.
Bir maddenin alıkonma hacmi VR ise,
ifadesiyle tanımlanır. tR maddenin alıkonma
zamanıdır. Kolonda kalmayan bir madde (hava gibi) için,
yazılabilir. tM bu maddenin kolondan çıkma
zamanını gösterir. VR ve VM kolon içindeki ortalama
basınca bağlıdır; bu basınç giriş basıncı Pi ile çıkış basıncı P
(atmosfer basıncı) arasında bir değerdedir. V0R ve V0M düzeltilmiş
alıkonma zamanlarını gösterir ve ortalama kolon basıncındaki hacimlerdir;
bunlar,
Bu terimlere göre öz alıkonma
hacmi tekrar tarif edilebilir.
Burada W hareketli
fazın ağırlığıdır.
Vg ve K
Arasındaki İlişki: Vg ile dağıtma katsayısı K arasındaki ilişki
bilinmelidir. Bunu çıkarabilmek için tR ve tM 'nin k’ ile
ilişkili tanımları denklem(4)'de yerine konur. tR , tM ve
k’ arasında aşağıdaki gibi bir bağlantı vardır.
Sabit fazdaki sıvının yoğunluğu PS ,
273 K deki Vg , maddenin dağılma katsayısına ve
sabit fazı oluşturan sıvının yoğunluğuna bağlıdır. Vg , tayin edilecek
madde için önemli bir parametredir.
Bölüm-24.1'deki Denklem(8) ve Tablo-2'deki bağıntıların tümü
gaz kromatografisinde geçerlidir. Boylamasına difüzyon terimi (B/u) gaz-sıvı
kromatografisinde, diğer kromatografik işlemlere göre daha önemlidir, çünkü
gazlardaki difüzyon hızları çok büyüktür (sıvılardan 104 kat fazla).
Bu nedenle B/u nun bir kolonun tepsi yüksekliğine (H) katkısı da, gaz
kromatografisinde daha fazla olur. Şekil-30’da tanecik büyüklüğünün tepsi
yüksekliğine etkisi gösterilmiştir.
Şekil-30:
Tanecik büyüklüğünün tepsi yüksekliğine etkisi (sağ taraftaki değerler tanecik
çaplarını gösterir)
