По цели проведения хроматографического процесса

В зависимости от природы исследуемых веществ

· Ионообменная

· Молекулярная

· Надмолекулярная

По цели проведения хроматографического процесса

· Аналитическая хроматография – качественный и количественный хроматографический анализ

· Препаративная хроматография - для получения ощутимого количества компонентов.

· Хроматография как метод физико-химических исследований (для исследования поверхности твёрдых сорбентов, сорбции, десорбции веществ)

Физико-химические основы хроматографического процесса

Хроматография – процесс разделения, в котором используются различия между константами равновесия распределения компонентов разделяемой смеси между неподвижной фазой с большой удельной поверхностью и подвижной фазой, которая протекает через слой неподвижной фазы, т.е. движется вдоль поверхности неподвижной фазы.

В этом определении хроматографии взаимосвязаны 4 существенных фактора, обуславливающие оригинальность, разделительную способность и универсальность метода:

1. Наличие двух фаз – подвижной и нет.

2. Подвижная фаза движется вдоль слоя неподвижной фазы с большой удельной поверхностью, что обеспечивает быструю массопередачу и установление локальных равновесий.

3. Компоненты разделяемой смеси растворимы в подвижной фазе, и в тоже время имеет различное сродство к неподвижной фазе, что проявляется в установлении равновесия в распределении каждого компонента между этими фазами.

4. Количественные характеристики такого распределения (константа распределения) для различных компонентов должны быть различны.

В физической химии даётся такое определение понятию фаза – совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых во всех точках по всем физическим и химическим свойствам, и отграниченных от других частей системы некоторой видимой поверхностью, называемой «поверхность раздела фаз».

Лекция № 2 от 14.09.2011

Поверхность раздела фаз образуется некоторым количеством молекул, расположенных по границе области фазы. Такие молекулы находятся в особых условиях, вследствие чего поверхностный слой обладает некоторыми свойствами, не присущими веществу, находящегося глубине фазы. Проявлением такой особенности является явление адсорбции и поверхностного натяжения. Фаза всегда гомогенна по определению, но если система состоит из нескольких фаз, то называется гетерогенной или гетерофазной.

Система подвижная-неподвижная фаза, используемая в хроматографии гетерогенна, и означает комбинацию используемых подвижных и неподвижных фаз. Применительно к газовой хроматографии неподвижные фазы могут быть либо твёрдой (адсорбент/сорбент), либо жидкой (неподвижная жидкая фаза). В качестве подвижной фазы используются инертные газы (аргон, гелий, азот, водород, водяной пар). Химическая природа газоносителя оказывает незначительное влияние на хроматографическое разделение. В случае жидкостной хроматографии неподвижной фазой может быть твёрдое тело или жидкость, подвижной фазой может быть жидкость, химическая природа которой оказывает существенное влияние на хроматографическое разделение.

Сорбционные процессы

Хроматографическое разделение происходит в потоке, вызванным действием движущих и тормозящих сил. Движущей силой хроматографического процесса является поток газоносителя. Если бы эта сила была только одна, то никакого разделения не наблюдалось бы. В этом случае бы все компоненты разделяемой смеси выходили бы из колонки одновременно. Поэтому для обеспечения разделения необходимо добавить в эту систему силы тормозящие, зависящие от молекулярной структуры или физико-химических свойств вещества. Такие силы, которые бы на молекулы разного сорта действовали бы с разной силой, обеспечивая этим молекулам различную результирующую скорость движения их вдоль разделительного устройства.

Среди таких тормозящих сил имеют значение сорбционные силы. Сорбция – поглощение газов, паров или растворённых веществ, называемых сорбаты, твёрдыми или жидкими поглотителями, называемых сорбенты. Процесс, обратный сорбции, называется десорбция. В зависимости от природы сорбционных процессов различают:

· адсорбция (физ. сорбция или физическая адсорбция)

· хемосорбция (химическая адсорбция)

· абсорбция

Эти 3 процесса носят название массообменных процессов, так как связаны с перемещением вещества между фазами.

Диффузия – процесс не сорбционный, но оказывающей значительное влияние на размытие концентрационной зоны разделяемых компонентов (на уширение хроматографического пика). Процесс иффузии оказывает так же влияние на процесс абсорбции.