Хроматографический анализ

Лекция 4-5

 

 

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Хроматография - это метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их между двумя несмешивающими фазами - подвижной и неподвижной. При контакте с поверхностью неподвижной фазы (НФ) компоненты смеси распределяются между подвижной (ПФ) и неподвижной фазами в соответст­вии с их свойствами, например адсорбируемостью, растворимостью и др.

Устанавливается динамическое равновесие, вследствие чего молекулы разделяемой смеси часть времени находятся в НФ, а часть - в ПФ. Вдоль хроматографической системы движутся только те молекулы, которые находятся в ПФ. Разные вещества обладают различным сродством к подвижной и неподвижной фазам. Вещество, сильнее взаимодействующее с НФ, будет медленнее двигаться через хроматографическую систему по сравнению с веществом, слабее взаимодействующим с этой фазой.

НФ должна обладать хотя бы одним из четырех основных свойств:

 

- сорбировать вещества, находящиеся в ПФ, по физическому механиз­му;

- сорбировать вещества по химическому механизму;

- растворять разделяемые вещества;

- иметь пористую структуру и поэтому удерживать одни вещества и не задерживать другие, в зависимости от их размеров или формы.

 

Сорбция - это поглощение вещества твердыми или жидкими поглотите­лями (сорбентами). Различают адсорбцию - концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (адсорбента) и абсорбцию - поглощение вещества или газовой смеси объемом твердого тела или жидкости.

Если неподвижной фазой является жидкость и анализируемое вещество способно в ней растворяться, то оно распределяется между подвижной и неподвижной фазами. Такая хроматографическая система является распре­делительной. В том случае, когда НФ - твердое вещество, способное адсорбировать определяемое вещество, хроматографию называют адсорбци­онной. В зависимости от агрегатного состояния фаз, типа взаимодейст­вия и аппаратурного оформления различают следующие виды хроматогра­фии:

 

ВИД	ПФ	НФ	Форма	Механизм распределения
Газовая: - газо-адсорбционная - газо-жидкостная	Газ Газ	Твердая Жидкость	Колонка Колонка	Адсорбционный Распределитель­ный
Жидкостная: - твердожидкостная - жидкостно-жидкост- ная - ионообменная	Жидкость Жидкость Жидкость	Твердая Жидкость Твердая	Колонка Колонка Колонка	Адсорбционный Распределитель­ная Ионный обмен
Тонкослойная	Жидкость Жидкость	Твердая Жидкость	Тонкий слой Тонкий слой	Адсорбционный Распределитель­ный
Бумажная	Жидкость	Жидкость	Лист бумаги	Распределитель­ный
Гельпроникающая (ситовая)	Жидкость	Жидкость	Колонка	По размерам мо­лекул

В зависимости от способа размещения НФ различают колоночную и тонкослойную хроматографию.

В колоночной хроматографии НФ помещают в хроматографическую колон­ку, представляющую собой трубку определенной длины и внутреннего диаметра. В тонкослойной хроматографии (ТХС) слой НФ наносят на инертную подложку.

В соответствии с режимом ввода пробы в хроматографическую систему различают:

 

- Фронтальную, когда растворенную смесь непрерывно вводят в хроматографическую колонку. В этом случае в чистом виде можно выделить только одно, наиболее слабо сорбирующееся вещество. Все остальные выходят из колонки в виде смеси.

 

- Элюентную, когда пробу вводят в поток ПФ (элюента). Состав элюента до и после ввода пробы остается неизменным. При движении компоненты смеси разделяются на зоны, которые поочередно выходят из колонки, разделенные зонами чистого элюента.

 

- Вытеснительную, когда после введения пробы и предварительного разделения слабоактивным элюентом состав элюента меняется таким образом, что он взаимодействует с НФ сильнее каждого из компонентов анализируемой смеси. В результате компоненты выходят из колонки в порядке возрастания взаимодействия с НФ. Зоны отдельных компонентов смешаны.

Наиболее распространен элюентный режим хроматографирования, позво­ляющий получать в чистом виде все компоненты пробы. В жидкостной хроматографии применяют также различные режимы подачи элюента:

- Изократический, когда состав элюента в течение анализа не меняется;

- Градиентный, когда состав элюента меняется по определенной программе.