Creato da Monica Z. Bruckner, Montana State University
Che cos’è la cromatografia ionica?
La cromatografia ionica è usata per l’analisi chimica dell’acqua. I cromatografi ionici sono in grado di misurare le concentrazioni dei principali anioni, come fluoruro, cloruro, nitrato, nitrito e solfato, così come i principali cationi come litio, sodio, ammonio, potassio, calcio e magnesio nel range delle parti per miliardo (ppb). Le concentrazioni di acidi organici possono anche essere misurate attraverso la cromatografia ionica.
Come funziona la cromatografia ionica?
La cromatografia ionica, una forma di cromatografia liquida, misura la concentrazione di specie ioniche separandole in base alla loro interazione con una resina. Le specie ioniche si separano in modo diverso a seconda del tipo e della dimensione della specie. Le soluzioni campione passano attraverso una colonna cromatografica pressurizzata dove gli ioni vengono assorbiti dai costituenti della colonna. Quando un liquido di estrazione ionica, noto come eluente, scorre attraverso la colonna, gli ioni assorbiti iniziano a separarsi dalla colonna. Il tempo di ritenzione delle diverse specie determina le concentrazioni ioniche nel campione.
Applicazioni
Alcune applicazioni tipiche della cromatografia ionica includono:
- Analisi dell’acqua potabile per l’inquinamento e altri costituenti
- Determinazione della chimica dell’acqua negli ecosistemi acquatici
- Determinazione del contenuto di zucchero e sale negli alimenti
- Isolamento di proteine selezionate
Come fare – Raccolta dei campioni, preparazione e preoccupazioni
Campioni liquidi:
I campioni liquidi dovrebbero essere filtrati prima della valutazione con un cromatografo ionico per rimuovere sedimenti e altre particelle e per limitare il potenziale di alterazione microbica prima che il campione venga eseguito. I campioni acquosi dovrebbero essere raccolti utilizzando una siringa o una bottiglia sterile risciacquata tre volte con l’acqua del campione e poi filtrata attraverso filtri da 0,45um (o più piccoli). Anche la fiala di raccolta dovrebbe essere risciacquata tre volte con il filtrato prima di essere riempita fino all’orlo con il filtrato del campione. I campioni devono essere conservati al freddo fino a quando non possono essere processati. Il campione minimo richiesto per l’analisi è di circa 5mL, senza limiti massimi.
Campioni solidi e liquidi organici
I campioni solidi possono essere estratti con acqua o acido (cationi) per rimuovere gli ioni dalla superficie del campione. I campioni liquidi devono anche essere filtrati e conservati al freddo fino a quando l’analisi può essere eseguita. Il campione minimo richiesto per un campione solido è approssimativamente 2-3 cm2 per i solidi, senza limiti massimi.
Dati in uscita e analisi
Il diagramma in alto a sinistra mostra come funziona un cromatografo ionico per produrre dati. Ogni picco rappresenta uno ione separato dalla soluzione campione. Il tempo di eluizione, o il tempo necessario allo ione per muoversi attraverso la colonna, varia per ogni specie di ioni che eluiscono separatamente dalla colonna quando il pH e/o la forza ionica dell’eluente aumentano. La concentrazione degli ioni che si muovono attraverso la colonna in un particolare momento è rappresentata dall’altezza e dall’ampiezza dei picchi e può essere correlata alla concentrazione di una particolare specie nella soluzione del campione.
I grafici in alto a destra mostrano i dati tipici prodotti da una cromatografia ionica. Il grafico superiore mostra le concentrazioni di cationi e quello inferiore le concentrazioni di anioni da acque glaciali diluite. Le concentrazioni di ioni possono essere calcolate utilizzando l’area sotto ogni picco, dove un’area più grande è correlata a una maggiore concentrazione di una particolare specie ionica. La maggior parte delle macchine per cromatografia ionica forniscono un software che calcola quest’area, che gli utenti possono convertire in ppm o in altre quantità usando soluzioni standard di calibrazione.
Letteratura
Per informazioni più dettagliate sulla teoria e la pratica della cromatografia ionica, si veda:
- Joachim Weiss, Tatjana Weiss (tradotto da) (2005). Handbook of Ion Chromatography, terza edizione completamente rivista e ampliata. John Wiley and Sons, Inc. 931p. ISBN: 3-527-28701-9.
- Prof. Yuri Kazakevich e Prof. H. M. McNair (1996) The Basic Liquid Chromatography (more info) from the Analytical Sciences Digital Librarycollection.
- Chromatography Forum (more info) : Un gruppo di discussione pubblico online dove è possibile inviare domande, notizie o messaggi di interesse per i cromatografi di tutto il mondo.
Link correlati
- Per ulteriori informazioni su altri tipi di cromatografia, si prega di visitare la collezione della National Sciences Digital Library.
- Per maggiori informazioni sulle applicazioni della cromatografia ionica, clicca qui.
- Per i distributori di cromatografia ionica, visitare i siti web di Metrohm o Dionex.