Coeficient de partiție

Coeficient de partiție

coeficientul de partiție este distribuția de echilibru a unui analit între faza eșantionului și faza gazoasă.probele trebuie să fie pregătite pentru a maximiza concentrația componentelor volatile în spațiul capului și pentru a minimiza contaminarea nedorită de la alți compuși din matricea eșantionului. Pentru a ajuta la determinarea concentrației unui analit în spațiul capului, va trebui să calculați coeficientul de partiție (K).

K values of common solvents in air-water systems at 40°C
Solvent	Cyclohexane	n-Hexane	Tetrachlorethylene	1,1,1-Trichlormethane	O-Xylene	Toluene	Benzene	Dichlormethane
K Value	0.077	0.14	1.48	1.65	2.44	2.82	2.90	5.65
Solvent	n-Butylacetate	Ethylacetate	Methylethylketone	n-Butanol	Isopropanol	Ethanol	Dioxane
K Value	31.4	62.4	139.5	647	825	1355	1618

Calculating the Partition Coefficient

Partition Coefficient (K) = Cs/Cg

where:

Cs is the concentration of analyte in sample phase;CG este concentrația de analit în faza gazoasă

coeficienții de partiție ai compușilor comuni

compușii care au valori k scăzute vor tinde să se împartă mai ușor în faza gazoasă și au răspunsuri relativ ridicate și limite scăzute de detecție. Un exemplu în acest sens ar fi hexanul în apă: la 40 centimetric C, hexanul ar avea o valoare K de 0,14 într-un sistem aer-apă.

compușii care au valori ridicate ale K vor tinde să se separe mai puțin ușor în faza gazoasă și vor avea răspunsuri relativ scăzute și limite ridicate de detecție.
un exemplu în acest sens ar fi etanolul în apă: la 40 C, etanolul are o valoare K de 1355 într-un sistem aer-apă.valorile coeficientului de partiție pentru alți compuși comuni sunt prezentate în tabelul de mai sus.

schimbarea coeficientului de partiție

sensibilitatea este crescută atunci când K este minimizat sensibilitatea este crescută pe măsură ce coeficientul de partiție este scăzut și volatilele pot intra mai ușor în faza gazoasă. Acest lucru este ilustrat de graficul din stânga. K poate fi redus prin schimbarea temperaturii la care flaconul este echilibrat sau prin schimbarea compoziției matricei de probă. În cazul etanolului, K poate fi redus de la 1355 la 328 prin creșterea temperaturii flaconului de la 40 C la 80 C. coeficientul de partiție poate fi modificat și prin adăugarea de săruri sau prin modificarea raportului de fază. Acestea vor fi examinate în următoarele două secțiuni.

adăugarea de săruri anorganice

concentrațiile mari de sare din probele apoase scad solubilitatea substanțelor volatile organice polare din matricea eșantionului și promovează transferul lor în spațiul capului, rezultând k valori. Cu toate acestea, amploarea efectului de sărare asupra lui K nu este aceeași pentru toți compușii.

compușii cu valori K care sunt deja relativ scăzute vor experimenta foarte puține modificări ale coeficientului de partiție după adăugarea unei sări la o matrice de probă apoasă.

în general, compușii polari volatili din matricile polare (probe apoase) vor experimenta cele mai mari schimbări în K și vor avea răspunsuri mai mari după adăugarea de sare în matricea eșantionului.
saruri comune utilizate pentru a reduce efectele matricei:

• clorură de amoniu
• sulfat de amoniu
• clorură de sodiu
• citrat de sodiu
• sulfat de sodiu
• carbonat de potasiu

valoarea K depinde, de asemenea, de raportul de fază. Acest lucru este discutat în secțiunea următoare.

raportul de fază

raportul de fază (XV) este definit ca volumul relativ al spațiului capului în comparație cu volumul probei din flaconul de probă.

calculând raportul de fază raportul de fază (Irak) = Vg / Vs unde: Vs este volumul fazei eșantionului VG este volumul fazei gazoase
		sensibilitatea este crescută atunci când se reduce la minimum cantitatea de carburant

Valorile mai mici ale lui XV (adică dimensiunea mai mare a eșantionului) vor produce răspunsuri mai mari pentru compușii volatili.

scăderea valorii INQ nu va produce întotdeauna creșterea răspunsului necesar pentru îmbunătățirea sensibilității.

atunci când se scade cantitatea de valori a cantității de carburant prin creșterea dimensiunii eșantionului, compușii cu valori ridicate ale K se împart mai puțin în spațiul superior în comparație cu compușii cu valori scăzute ale K și produc în mod corespunzător modificări mai mici ale Cg.

probele care conțin compuși cu valori ridicate ale K trebuie optimizate pentru a oferi cea mai mică valoare a k înainte de efectuarea modificărilor în raportul de fază.

combinarea coeficientului de partiție și a raportului de fază

K mai mici și rezultat CG mai mare și o mai bună sensibilitate

coeficienții de partiție și raporturile de fază lucrează împreună pentru a determina concentrația finală a compușilor volatili în spațiul capului flacoanelor de probă.

concentrația compușilor volatili în faza gazoasă poate fi exprimată ca:

Cg = Co / (k + XV)

unde

Cg este concentrația de analiți volatili în faza gazoasă

și

Co este concentrația inițială de analiți volatili din eșantion.

Lupta pentru cele mai mici valori atât pentru K, cât și pentru XV va duce la concentrații mai mari de analiți volatili în faza gazoasă și, prin urmare, la o sensibilitate mai bună.