Хроматографические методы анализа
Теоретические основы.
Хроматографический метод анализа разработан русским ботаником М.С. Цветом в 1903 году. В первых же работах с помощью этого метода Цвет установил, что считавшийся однородным зеленый пигмент растений хлорофилл на самом деле состоит из нескольких веществ. При пропускании экстракта зеленого листа через колонку, заполненную порошком мела, и промывании петролейным эфиром он получил несколько окрашенных зон, что с несомненностью говорило о наличии в экстракте нескольких веществ. Впоследствии это было подтверждено другими исследователями. Этот метод он назвал хроматографией.
Хроматографию можно определить как процесс, основанный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента.
Вещество подвижной фазы непрерывно вступает в контакт с новыми участками сорбента и частью сорбируется, а сорбированное вещество контактирует со свежими порциями подвижной фазы и частично десорбируется.
При постоянной температуре адсорбция увеличивается с ростом концентрации раствора или давления газа. Зависимость количества поглощенного вещества от концентрации раствора или давления газа при постоянной температуре называют изотермой адсорбции.
Основные методы хроматографического анализа, их классификация
Хроматографические методы классифицируют по общим признакам:
|
|
|
1) по агрегатному состоянию среды разделяемой смеси компонентов;
2) по механизму (или химизму) процесса разделения;
3) по форме (технике) проведения хроматографического процесса;
4) по способу относительного перемещения фаз.
1. Различают газовую, жидкостную и газо-жидкостную фазы.
Газовая – подвижной фазой в газовой хроматографии является газ или пар.
Жидкостная – подвижной фазой служит жидкость.
Газо-жидкостная основана на пропускании анализируемой смеси газов или паров летучих веществ через колонку, наполненную твердым пористым инертным носителем, который пропитан нелетучей жидкостью (неподвижной фазой).
2. Различают адсорбционную, ионообменную, распределительную, осадочную и окислительно-восстановительную.
Адсорбционная хроматография основана на различной способности компонентов к адсорбции на том или ином сорбенте. Адсорбция и десорбция веществ в колонке происходит под действием межмолекулярных сил. Ионообменная хроматография основана на обменной адсорбции, т.е. ионы, содержащиеся в хроматографируемом растворе, обмениваются на эквивалентное количество подвижных ионов, входящих в состав ионообменника. Хроматограммы при этом образуются в результате различной способности к обмену ионов хроматографируемого раствора. Реакция ионного обмена обратима.
|
|
|
Распределительная хроматография основана на распределении растворенных веществ между двумя несмешивающимися растворителями. Следовательно, в распределительной хроматографии используют различия в коэффициентах распределения хроматографируемых веществ между двумя несмешивающимися жидкостями – подвижным и неподвижным растворителями. Различие коэффициентов распределения определяет неодинаковую скорость движения компонентов смеси, поэтому в конечном итоге образуется хроматограмма, состоящая из отдельных зон компонентов смеси.
Осадочная хроматография основана на принципе последовательного осаждения малорастворимых соединений. При пропускании анализируемого раствора через носитель, смешанный с соответствующим осадителем, образуется осадочная хроматограмма, причем пространственное размещение образующихся осадков сверху вниз по колонке происходит в порядке увеличения их растворимости.
Окислительно-восстановительная хроматография главным образом разделяет смеси неорганических веществ. Она обусловлена различиями в скоростях окислительновосстановительных реакций, протекающих между окислителем и восстановителем, содержащимися в составе наполнителя колонки, и ионами анализируемого раствора, а также удерживанием продуктов реакции в порах носителя на месте их образования.
|
|
|
3 . Различают колоночную, плоскостную и капиллярную. В колоночном варианте разделение проводят в колонке. В плоскостном варианте разделение проводят на бумаге или в тонком слое сорбента. В капиллярном варианте в качестве колонки используют капилляры диаметром 0,05…1 мм и длиной до 1000 м. Капилляры выполняют функцию твердого носителя, стенки их покрыты слоем неподвижной жидкой или твердой фазы.
4. Различают фронтальную, проявительную (элюэнтную) и вытеснительную. Фронтальный метод. Это простейший по методике вариант хроматографии. Он состоит в том, что через колонку с адсорбентом непрерывно пропускают анализируемую смесь. В растворе, вытекающем из колонки, определяют концентрацию каждого компонента и строят график в координатах концентрация вещества – объем раствора, прошедшего через колонку. Эту зависимость называют выходной кривой.
Проявительный (элюэнтный) метод. При работе по этому методу в колонку вводят порцию анализируемой смеси, содержащей компоненты А и В в растворителе, колонку непрерывно промывают газом-носителем или растворителем. При этом компоненты анализируемой смеси разделяются на зоны: хорошо сорбирующееся вещество В занимает верхнюю часть колонки, а менее сорбирующийся компонент А будет занимать нижнюю часть.
|
|
|
Вытеснительный метод. В этом методе анализируемую смесь компонентов А и В в растворителе вводят в колонку и промывают раствором вещества D (вытеснитель), которое сорбируется лучше, чем любой из компонентов анализируемой смеси. Концентрация раствора при хроматографировании не уменьшается в отличие от проявительного метода. Существенным недостатком вытеснительного метода является частое наложение зоны одного вещества на зону другого, поскольку зоны компонентов в этом методе не разделены зоной растворителя
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 77; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!