Il tempo di ritenzione è la quantità di tempo che un composto trascorre sulla colonna dopo essere stato iniettato. Se un campione contiene diversi composti, ogni composto nel campione trascorrerà una diversa quantità di tempo sulla colonna in base alla sua composizione chimica, cioè ognuno avrà un diverso tempo di ritenzione. I tempi di ritenzione sono di solito citati in unità di secondi o minuti.
Costante di equilibrio
Il tempo di ritenzione di un componente è determinato dalla costante di equilibrio (K) se tutti gli altri fattori sono tenuti costanti. Nella GC, in particolare nella cromatografia gas-liquido, ci sono due fasi: la:
- Fase mobile – solitamente un gas come l’elio
- Fase stazionaria – un liquido ad alto punto di ebollizione adsorbito su un solido
Un campione vaporizzato viene iniettato nella testa della colonna GC, che contiene una fase stazionaria liquida, adsorbita sulla superficie di un solido inerte. Il supporto solido inerte (di solito terra diatomacea o argilla) è necessario per mantenere la fase liquida stazionaria nella colonna. La velocità con cui un particolare composto viaggia attraverso la colonna dipende da quanto tempo passa a muoversi con il gas invece di essere attaccato al liquido. I materiali che preferiscono la fase stazionaria hanno tempi di ritenzione più lunghi di quelli che preferiscono la fase mobile.
La costante di equilibrio, K, è definita come la concentrazione molare dell’analita nella fase stazionaria divisa per la concentrazione molare dell’analita nella fase mobile. Un alto valore di K significa che il composto è più solubile nella fase liquida che nella fase gassosa. K dipende dalla temperatura.
Fase stazionaria polare o non polare
Uno dei fattori chiave quando si imposta un metodo GC è la scelta della polarità della fase stazionaria. La polarità viene scelta in base alla conoscenza della matrice del campione e della separazione richiesta. Se la polarità del composto target e la fase stazionaria sono simili, allora è probabile che ci sia una maggiore interazione tra i due. Di conseguenza, il tempo di ritenzione sarà più lungo per i composti polari su fasi stazionarie polari e più breve su fasi stazionarie non polari.
Quali altri fattori influenzano l’RT?
Punto di ebollizione
- Se un componente ha un basso punto di ebollizione, allora è probabile che passi più tempo nella fase gassosa. Pertanto il suo tempo di ritenzione sarà inferiore a quello di un composto con un punto di ebollizione più alto. Il punto di ebollizione di un composto può essere correlato alla sua polarità.
Temperatura della colonna
- Un’alta temperatura della colonna darà tempi di ritenzione più brevi, poiché più componenti rimangono nella fase gassosa, ma questo può portare a una scarsa separazione. Per una migliore separazione, i componenti devono interagire con la fase stazionaria.
Flusso del gas vettore
- Un alto flusso abbassa i tempi di ritenzione ma produce anche una scarsa separazione.
Lunghezza della colonna
- Una colonna più lunga produce tempi di ritenzione più lunghi ma una migliore separazione. Sfortunatamente, se un componente ha un tempo di transito troppo lungo nella colonna, ci può essere un effetto diffusivo che causa l’ampliamento della larghezza del picco.
Tutti questi fattori devono essere considerati per determinare i parametri GC che produrranno la migliore separazione in un tempo ragionevole. Per una discussione approfondita dei fattori che influenzano il tempo di ritenzione e la separazione fare riferimento all’articolo: Ottimizzazione dei parametri della colonna in GC.