Retentionszeit ist die Zeit, die eine Verbindung auf der Säule verbringt, nachdem sie injiziert wurde. Wenn eine Probe mehrere Verbindungen enthält, verbringt jede Verbindung in der Probe je nach ihrer chemischen Zusammensetzung eine unterschiedliche Zeit auf der Säule, d. h. jede hat eine andere Retentionszeit. Retentionszeiten werden üblicherweise in Einheiten von Sekunden oder Minuten angegeben.
Gleichgewichtskonstante
Die Retentionszeit einer Komponente wird durch die Gleichgewichtskonstante (K) bestimmt, wenn alle anderen Faktoren konstant gehalten werden. In der GC, speziell in der Gas-Flüssig-Chromatographie, gibt es zwei Phasen, nämlich die:
- Mobile Phase – normalerweise ein Gas wie Helium
- Stationäre Phase – eine Flüssigkeit mit hohem Siedepunkt, die an einem Feststoff adsorbiert ist
Eine verdampfte Probe wird in den Kopf der GC-Säule injiziert, die eine flüssige stationäre Phase enthält, die an der Oberfläche eines inerten Feststoffs adsorbiert ist. Der inerte Feststoffträger (normalerweise Kieselgur oder Ton) ist notwendig, um die flüssige Phase in der Säule stationär zu halten. Die Geschwindigkeit, mit der sich eine bestimmte Verbindung durch die Säule bewegt, hängt davon ab, wie viel Zeit sie damit verbringt, sich mit dem Gas zu bewegen, anstatt an die Flüssigkeit gebunden zu sein. Stoffe, die die stationäre Phase bevorzugen, haben längere Retentionszeiten als solche, die die mobile Phase bevorzugen.
Die Gleichgewichtskonstante, K, ist definiert als die molare Konzentration des Analyten in der stationären Phase geteilt durch die molare Konzentration des Analyten in der mobilen Phase. Ein hoher Wert von K bedeutet, dass die Verbindung in der flüssigen Phase besser löslich ist als in der Gasphase. K ist temperaturabhängig.
Polare oder unpolare stationäre Phase
Einer der Schlüsselfaktoren beim Einrichten einer GC-Methode ist die Wahl der Polarität der stationären Phase. Die Polarität wird anhand der Kenntnis der Probenmatrix und der erforderlichen Trennung ausgewählt. Wenn die Polarität der Zielverbindung und der stationären Phase ähnlich sind, kommt es wahrscheinlich zu einer größeren Wechselwirkung zwischen den beiden. Folglich wird die Retentionszeit für polare Verbindungen auf polaren stationären Phasen länger und auf unpolaren stationären Phasen kürzer sein.
Welche anderen Faktoren beeinflussen die RT?
Siedepunkt
- Wenn eine Komponente einen niedrigen Siedepunkt hat, dann verbringt sie wahrscheinlich mehr Zeit in der Gasphase. Daher wird ihre Verweilzeit niedriger sein als die einer Verbindung mit einem höheren Siedepunkt.
Säulentemperatur
- Eine hohe Säulentemperatur führt zu kürzeren Retentionszeiten, da mehr Komponenten in der Gasphase verbleiben, aber dies kann zu einer schlechten Trennung führen. Für eine bessere Trennung müssen die Komponenten mit der stationären Phase interagieren.
Durchflussrate des Trägergases
- Eine hohe Durchflussrate senkt die Retentionszeiten, führt aber auch zu einer schlechten Trennung.
Säulenlänge
- Eine längere Säule ergibt längere Retentionszeiten, aber eine bessere Trennung. Wenn eine Komponente eine zu lange Laufzeit in der Säule hat, kann es leider zu einem Diffusionseffekt kommen, der zu einer Verbreiterung der Peakbreite führt.
Alle diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, um die GC-Parameter zu bestimmen, die die beste Trennung in einer angemessenen Zeit ergeben. Eine ausführliche Diskussion der Faktoren, die Retentionszeit und Trennung beeinflussen, finden Sie im Artikel: Optimierung von Säulenparametern in der GC.