Ионообменная хроматография

Ионообменная хроматография (ИХ) представляет собой метод разделения смесей, основанный на распределении компонентов между двумя контактирующими фазами - раствором электролита (соли) и ионообменником (ионитом). Ионообменники поглощают из раствора положительно или отрицательно заряженные ионы в обмен на эквивалентное количество ионов с зарядом того же знака. Ионообменная хроматография основана на обратимом стехиометрическом обмене ионов, находящихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника.

Главным аналитическим применением ИХ в оценке состояния окружающей среды является анализ водных объектов, поскольку многие загрязнители хорошо растворимы в воде и присутствуют в ней в виде ионов.

С помощью ИХ можно обнаружить (идентифицировать) и количественно определить в воде тяжелые металлы (в виде ионов), неорганические анионы и способные к образованию ионов при взаимодействии с водой органические соединения.

Синтетический ионообменник представляет собой высокомолекулярный полимер, например, поперечно сшитый полистирол, содержащий различные функциональные группы, которые и определяют наиболее характерные свойства смол. Известны также синтетические неорганические иониты, например, активированный оксид алюминия, гели на основе соединений железа или циркония.

В зависимости от знака заряда функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат кислотные функциональные группы (-SO₄^2-; -СООН-; - PO₄^3-), поэтому каркас катионита, несущий фиксированные отрицательные заряды, заряжен отрицательно. Отрицательные заряды каркаса компенсируются положительными зарядами противоионов, так что в целом катионит остается электронейтральным. Однако, противоионы, в данном случае, катионы, в отличие от функциональных групп каркаса обладают подвижностью и могут переходить в раствор в обмен на эквивалентное количество ионов из раствора.

Наиболее распространенными катионитами являются сульфокислоты, образованные сульфированными продуктами сополимеризации стирола и дивинилбензола. Функциональными группами каркаса анионитов являются четвертичные – NR₃⁺, третичные – NR₂H⁺ или первичные – NH₃⁺ аммониевые, пиридиновые или другие основания, а в качестве подвижных противоионов выступают анионы. Амфотерные иониты или амфолиты способны осуществлять одновременный обмен катионов и анионов.

Лабораторная работа №16