Fördelningskoefficient

Fördelningskoefficient

fördelningskoefficienten är jämviktsfördelningen av en analyt mellan provfasen och gasfasen.
proverna måste förberedas för att maximera koncentrationen av de flyktiga komponenterna i huvudutrymmet och minimera oönskad kontaminering från andra föreningar i provmatrisen. För att bestämma koncentrationen av en analyt i huvudutrymmet måste du beräkna fördelningskoefficienten (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 är koncentrationen av analyt i gasfas

Fördelningskoefficienter för vanliga föreningar

föreningar som har låga K-värden tenderar att dela upp lättare i gasfasen och har relativt höga svar och låga detektionsgränser. Ett exempel på detta skulle vara hexan i vatten: vid 40 CCG skulle hexan ha ett k-värde på 0,14 i ett luftvattensystem.

föreningar som har höga K-värden tenderar att partitionera mindre lätt i gasfasen och har relativt låga svar och höga detektionsgränser.
ett exempel på detta skulle vara etanol i vatten: vid 40 kcal C har etanol ett k-värde på 1355 i ett luftvattensystem.

Fördelningskoefficientvärden för andra vanliga föreningar visas i tabellen ovan.

ändra fördelningskoefficienten

känsligheten ökas när K minimeras känsligheten ökas när fördelningskoefficienten minskas och flyktiga ämnen kan lättare komma in i gasfasen. Detta illustreras av grafen till vänster. K kan sänkas genom att ändra temperaturen vid vilken flaskan är jämvikt eller genom att ändra sammansättningen av provmatrisen. När det gäller etanol kan K sänkas från 1355 till 328 genom att höja temperaturen på flaskan från 40 C till 80 C. fördelningskoefficienten kan också ändras genom tillsats av salter eller genom att ändra fasförhållandet. Dessa kommer att granskas i de kommande två avsnitten.

tillsats av oorganiska salter

höga saltkoncentrationer i vattenhaltiga prover minskar lösligheten hos polära organiska flyktiga ämnen i provmatrisen och främjar deras överföring till huvudutrymmet, vilket resulterar i lägre K-värden. Storleken på saltningseffekten på K är emellertid inte densamma för alla föreningar.

föreningar med K-värden som redan är relativt låga kommer att uppleva mycket liten förändring i fördelningskoefficienten efter tillsats av ett salt till en vattenhaltig provmatris.

I allmänhet kommer flyktiga polära föreningar i polära matriser (vattenprover) att uppleva de största skiftningarna i K och ha högre svar efter tillsats av salt till provmatrisen.
vanliga salter som används för att minska matriseffekter:

• ammoniumklorid
• ammoniumsulfat
• natriumklorid
• natriumcitrat
• natriumsulfat
• kaliumkarbonat

värdet på K är också beroende av fasförhållandet. Detta diskuteras i nästa avsnitt.

Fasförhållande

fasförhållandet (XHamster) definieras som den relativa volymen av huvudutrymmet jämfört med volymen av provet i provflaskan.

beräkning av fasförhållandet Fasförhållande (XHamster) = Vg / Vs där: Vs är volymen av provfasen vg är volymen av gasfasen
	känsligheten ökas när man minimerar risken för att man tar i bruk en gasfas

lägre värden på chubbi (dvs. större provstorlek) kommer att ge högre svar för flyktiga föreningar.

en minskning av värdet för att öka antalet svar som krävs för att förbättra känsligheten kommer inte alltid att ge upphov till den ökning av responsen som krävs för att förbättra känsligheten.

När man minskar antalet prov genom att öka provstorleken, delas föreningar med höga K-värden mindre in i huvudutrymmet jämfört med föreningar med låga K-värden och ger motsvarande mindre förändringar i kg.

prover som innehåller föreningar med höga K-värden måste optimeras för att ge det lägsta K-värdet innan förändringar görs i fasförhållandet.

genom att kombinera Fördelningskoefficient och Fasförhållande

lägre K-värde och högre känslighet

Fördelningskoefficienter och fasförhållanden arbetar tillsammans för att bestämma den slutliga koncentrationen av flyktiga föreningar i provflaskans huvudutrymme.

koncentrationen av flyktiga föreningar i gasfasen kan uttryckas som:

Cg = Co / (K + kg)

där

Cg är koncentrationen av flyktiga analyter i gasfasen

och

Co är den ursprungliga koncentrationen av flyktiga analyter i provet.

om man strävar efter de lägsta värdena för både K och Kg kommer det att resultera i högre koncentrationer av flyktiga analyter i gasfasen och därmed bättre känslighet.