hplc-main

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본문내용

0950.972)/0.972 = 5.271
② Selectivity
선택인자(selectivity)는 용량인자의 비에 해당하는 값으로 그 값이 1이면 peak가 분리되지 않고 1이상의 값을 가져야만 분리된다. 그 식은,
k`1 머무름 시간이 짧은 성분의 용량인자
k`2 머무름 시간이 긴 성분의 용량인자
시료
k\'₁
k\'₂
α
Benzene / Toluene
1.858
3.041
1.637
Toluene / Xylene
3.041
5.271
1.733
Xylene / Benzene
1.858
5.271
2.837
③ Resolution
시료(A / B)
△T (min)
WA (s)
WB (s)
R
Benzene / Toluene
1.150s * 60
12.400
15.100
5.018
Toluene / Xylene
2.167s * 60
15.800
16.700
8.117
Benzene / Xylene
3.317s * 60
12.400
16.700
13.678
① Benzene / Toluene : R = 60 * 2 * 1.150/ (12.4 +15.1 )
② Toluene / Xylene : R = 60 * 2 * 2.167 / (15.1 + 16.7 )
③ Xylene / Benzene : R = 60 * 2 * 3.317 / (12.4 + 16.7 )
④이론단수(N)
시료
tR (min)
W (s)
N
Benzene
2.778
12.400
2890.970
Toluene
3.928
15.100
3897.728
Xylene
6.095
16.700
7672.501
① Benzene / Toluene : N = 16 * (2.778 * 60 / 12.4 )2
② Toluene / Xylene : N = 16 * (3.928 * 60 / 15.1 )2
③ Xylene / Benzene : N = 16 * (6.095 * 60 / 16.7 )2
일반적인 분석 시 요구되는 이론단수는 최소한 3.000 이상은 되어야 하지만 Benzene은 기준에 약간 못 미치고 있다.
⑤이론 단 높이(H)
시료
l(mm)
n
H
Benzene
150
2890.970
0.0518
Toluene
150
3897.728
0.0385
Xylene
150
7672.501
0.0196
① Benzene : H = 0.0518
② Toluene : H = 0.0385
③ Xylene : H = 0.0196
3. Discussion
이번 실험은 HPLC의 이론 및 기기조작을 통하여 혼합 액상의 성분을 분석하고 크로마토그래피의 원리를 이용하여 시료의 정량, 정성 분석 방법을 익히는 것이었다. 정량분석은 면적으로부터 시료의 농도를 분석하는 것이며 정성분석은 시간에 따른 피크로 성분을 분석하는 방법이다. 실험에서 이용한 이동상은 아세토니트릴을 물과 6:4정도의 비율로 섞어서 만들어준 물질이었으며 고정상은 로 이루어진 비극성 컬럼이었다. 실험에서처럼 비극성물질을 고정상으로 사용한 역상 크로마토그래피 에서는 극성이 가장 큰 성분이 처음에 용리되고 비극성이 강한 물질은 컬럼에 친화성이 강해 늦게 용출되기 때문에 극성도가 피크차이에 영향을 준다고 생각할 수 있다.
Benzene
78.11 g/mol
C6H6
Toluene
92.14 g/mol
C7H8
Xylene
106.16 g/mol
C8H10
일단 실험결과를 본다면 벤젠은 두 번에 걸쳐서 실험을 하여 결과값을 두 개를 첨부를 시켜 놓았다. 첫 번째 실험의 그래프 상에서 피크가 두 번에 걸쳐서 나타났는데 이는 용리 띠 넓힘 현상에 의한 것으로 풀이된다. 용리 띠 넓힘 현상은 모든 분자가 같은 속도로 이동하지 않기 때문에 생기며, 확산, 물질 전달 등의 효과 때문에 생긴다. 두 피크 모두 2초 후반 대에서 연속적으로 나타났기 때문에 다른 이물질이 들어가서 피크가 두 개가 나타난 것이 아니라 용리 띠 넓힘 현상에 의해서 벤젠의 피크가 두 번 나타난 것으로 생각 할 수 있다. 이 현상은 컬럼의 효율이 좋을수록 적게 나타난다. 다시 실험을 통하여 올바른 실험 결과 값을 도출하였고 이를 토대로 정성분석을 해보았다.
Benzene의 극성도는 2.7, Toluene은 2.4, Xylene은2.5이다.polarity index, http://www.chemical-ecology.net/java/solvents.htm
위키피디아백과사전, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, http://en.wikipedia.org/wiki/
위에서 언급한 것처럼 역상 크로마토 그래피는 고정상으로 비극성 컬럼을 이용하기 때문에 극성도에 따라 벤젠이 제일먼저 용출되고 자일렌, 톨루엔 순으로 용출이 되어야한다. 그러나 실험의 결과는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 순서로 피크가 나타났다. 그 이유를 생각해 볼 때 우선 벤젠고리의 메틸기의 개수의 차이에서 그 원인을 찾아 볼 수 있다. 고정상으로 쓰는 비극성 컬럼 이 메틸기를 잡아당기는데, Benzene은 메틸기가 없고, Toluene은 메틸기가 한 개가 있고, Xylene은 메틸기가 두 개가 있다. 즉, 메틸기의 수가 증가할수록 흡착되는 힘이 강해져서 머무름 시간이 길어지게 되는 것이다. 따라서 메틸기의 개수가 미미한 극성도의 차이보다 더 영향을 끼쳤다고 생각 할 수 있다. 두 번째로 분자량의 크기의 영향도 생각해 볼 수 있겠다. 벤젠, 톨루엔, 자일렌의 분자량 크기가 차이가 나기 때문에 머무름 시간에 영향을 미쳤을 것이라고 생각된다.
미지시료의 그래프를 보면 피크가 2개 나타난다. 따라서 2가지 물질이 섞여있음을 알 수 있다. 앞의 실험에서 Benzene, Toluene, Xylene의 머무름 시간을 각각 조사하였기 때문에, 혼합액에서 피크가 나오는 시간을 관찰하여 어느 것이 Benzene, Toluene, Xylene인지 정성분석을 할 수 있다. 각 피크의 머무름 시간을 보았을 때, 벤젠과 톨루엔의 머무름 시간과 유사한 것을 확인 할 수 있다. 벤젠과 톨루엔의 농도 비율은 면적비율에 따라 아세톤 46.740%, 톨루엔 53.260% 이다. 이로써 미지시료에 들어있는 물질의 정량분석도 가능하다. 따라서 미지시료는 아세톤과 톨루엔이 섞인 혼합물이라는 것을 알 수 있다.

키워드

hplc-main,   크로마토그래피법,   용량인자,   선택인자