ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА. 1. Адсорбция вещества, основы хроматографии

1. Адсорбция вещества, основы хроматографии.

2. Классификация методов хроматографии.

3. Хроматографический пик и хроматографические параметры.

4. Качественный и количественный хроматографический анализ.

1. Хроматография - процесс разделения веществ, основан на распределении компонентов смеси между неподвижной и подвижными фазами. В зависимости от строения разделяемые вещества в различной степени удерживаются той или другой фазами и могут быть отделены друг от друга. Хроматографию можно определить как процесс, основанный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке движущейся фазы вдоль неподвижного адсорбента. При этом вещество подвижной фазы непрерывно вступает в контакт с новыми участками сорбента и частью сорбируется, а адсорбированное вещество, частично контактируя со свежей порцией подвижной фазы частично десорбируется. При постоянной температуре, с увеличением концентрации раствора или давления газа адсорбция возрастает. Зависимость количества вещества от концентрации раствора или давления газа при постоянной температуре называется изотермой адсорбции (рис 1).

Рис. 1. Изотерма адсорбции

2. Методы хроматографии можно классифицировать по агрегатному состоянию фаз, способу относительного перемещения фаз.

По агрегатному состоянию фаз хроматографические методы анализа классифицируются на следующие виды:

По способу относительного перемещения фаз различают фронтальную, проявительную (элюентную) и вытеснительную хроматографии.

Фронтальная – через колонку с адсорбентом непрерывно пропускают анализируемую смесь, например, смесь А и В в растворителе С. В растворе, вытекающем из колонки, определяют концентрацию каждого компонента и строят график в координатах «концентрация анализируемого вещества – объем раствора» (хроматограмма фронтальная).

Рис. 2 Фронтальная хроматограмма

В результате адсорбции компонентов А и В на неподвижной фазе сначала из колонки будет вытекать растворитель С, затем растворитель и менее сорбирующийся компонент А, затем растворитель и смесь компонентов А и В. При фронтальном методе можно выделить индивидуально только первый менее сорбирующийся компонент (поэтому находит редкое применение).

Проявительный метод – в колонку вводят порцию анализируемой смеси, содержащей компоненты А и В в растворителе С, и колонку непрерывно промывают газом-носителем или растворителем. При этом в растворе, вытекающем из колонки, сначала появится менее сорбирующееся вещество, затем растворитель и затем более сорбирующееся вещество. Применяют часто, этот способ позволяет разделить многокомпонентную смесь на отдельные компоненты.

Рис. 3. Хроматограмма при проявительном методе

Вытеснительный – анализируемую смесь компонентов А и В в растворителе С вводят в колонку и промывают раствором вытеснителя Д в растворителе С. В колонке анализируемые компоненты распределяются по зонам. Менее адсорбирующееся вещество А будет занимать нижнюю часть, а более абсорбирующиеся – верхнюю часть колонки.

Вытеснитель Д выбирают таким образом, чтобы он сортировался лучше, чем любой из компонентов анализируемой смеси. При промывании колонки вытесняемые компоненты А и В перемешаются вдоль слоя сорбента со скоростью равной скорости движения вытесненителя.

Из колонки сначала вытесняется менее сорбируемый компонент А, затем более сорбируемый В.

Выделяются отдельные компоненты смеси, и метод используют для выделения отдельных компонентов в чистом виде из многокомпонентной смеси – для препаративных целей.

Рис. 4. Вытеснительная хроматограмма

3. Для проведения хроматографического анализа используют следующую методику: выбирают нужные подвижные и неподвижные фазы в зависимости от свойств анализируемых веществ, устанавливают необходимый режим хроматографа (температуру, скорость подачи подвижной фазы, детектор), затем проводят хроматографическое разделение и регистрируют сигнал. Используя полученный сигнал, определяют содержание каждого компонента в подвижной фазе после ее выхода из колонки. Запись, полученная на диаграммной ленте, называется хроматограммой (соответсвует проявительной хроматограмме).

Хроматограмма представляет собой зависимость сигнала прибора (ось ординат) от времени (ось абсцисс). Типичная хроматограмма приведена на рис. 5.

Время

Рис. 5. Хроматограмма смеси двух веществ

В настоящее время появились приборы, объединяющие хроматографическую колонку с прибором проточного типа, который непрерывно фиксирует какое-либо свойство вещества на выходе из колонки. Такой прибор называют детектором. Вся аналитическая система, сочетающая разделение и измерение, составляет один прибор, называемый хроматографом.

Поиск по сайту: