Хроматография. Лекция 1. Введение в хроматографию

Хроматография (определение IUPAC) – физический метод разделения, в котором компоненты смеси распределяются между двумя фазами, одна из которых (подвижная фаза) перемещается в определенном направлении относительно другой(неподвижной) фазы.

Принцип хроматографического разделения

Разделение происходит за счет разного скорости движения компонентов через слой сорбента. Эффект разделения основан на том, что компоненты хроматографируемой смеси проходят расстояние, на котором происходит разделение, с определенной для данного соединения задержкой.

Теоретически, скорость перемещения компонентов не должна зависеть от растворителя, природы веществ, их концентрации, но на практике, время от времени, принципы не применимы.

Хроматографический процесс – равновесный процесс, состоящий из элементарных актов сорбции и десорбции, растворения и элюирования, приводящих к новому состоянию равновесия.

Основная проблема хроматографического разделения: размывание пиков во времени. В градиентной хроматографии все пики узкие.

Классификация хроматографических методов

Признак Примеры
По агрегатному состоянию фаз

Газовая

Жидкостная

Флюидная

По механизму межфазного распределения

Распределительная

Адсорбционная

Ионообменная

По способу проведения

Колоночная

Планарная

По способу перемещения сорбата

Элюентная

Вытеснительная

Фронтальная

По целям и задачам

Аналитическая

Препаративная

Классификация хроматографических методов по агрегатному состоянию фаз

Газовая хроматография

  • Подвижная фаза – инертный газ (газ-носитель)
  • Большое влияние оказывает температура
  • Для хроматографирования летучих веществ и газов
  1. газо-твердофазная (газо-адсорбционная)
  2. газо-жидкостная

Жидкостная хроматография

  • ПФ – жидкость
  • Подходит для хроматографирования полярных веществ и макромолекул
  1. жидкостно-жидкостная
  2. жидкостно-твердофазная
  3. жидкостно-гелевая

Классификация хроматографических методов по механизму разделения (по характеру элементарного акта)

  1. Адсорбционная – основана на различной адсорбции веществ на поверхности сорбента
  2. Распределительная – основана на различной растворимости (абсорбции) веществ в ПФ и НФ
  3. Ионообменная – основана на различной способности к ионному обмену
  4. Хелатная – основана на различной способности к образованию хелатных комплексов
  5. Гель-фильтрационная (эксклюзионная, гель-проникающая) – основана на различной способности к проникновению в поры носителя. Вещества разделяются по размеру, первыми из колонки выходят вещества с большей молекулярной массой, так как они имеют больший размер и не задерживаются в порах.
  6. Хемихроматография – основана на различной реакционной способности. Скорость продвижения продукта реакции по НФ пропорциональна константе равновесия реакции.
  7. Аффинная – основана на различной биоспецифичности аналита и лиганда. Вещества, обладающие большим сродством к лигандам (молекулам, ковалентно связанными с НФ), задерживаются, в то время как остальные "смываются" подвижной фазой.

Классификация хроматографических методов по способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента

Проявительная (элюентная) хроматография

элюентная хроматография, проявительная хроматография

Хроматографируемая смесь делится в колонке на отдельные зоны, разделенные участками ПФ. Подходит для разделения многокомпонентной смеси.

Недостатки: требуется много растворителя

Фронтальная хроматография

фронтальная хроматография

Достоинства:

  • эффективный метод
  • требуется малое количество растворителя

Недостатки: только один компонент чистый

Применятся в установках по уменьшению жесткости воды, в респираторах, в промышленных фильтрах.

Вытеснительная хроматография

вытеснительная хроматография

Используется не чистый растворитель, а вещество (вытеснитель) с высокой сорбционной способностью.

Достоинства:

  • высокая производительность
  • требуется малое количество растворителя
  • нет размывания зон
  • скорость постоянна и равна скорости движения вытеснителя

Недостатки: большая продолжительность хроматографического процесса

Классификация хроматографических методов по способу проведения

  1. Колоночная
  2. Планарная

2.1 бумажная
2.2 тонкослойная

Классификация хроматографических методов по целям и задачам

  1. Аналитическая хроматография – получение информации (качественный и количественный анализ)
  2. Препаративная хроматография – разделение и очистка веществ
  3. Промышленная хроматография – автоматизированный контроль выбросов

Хроматографическая картина разделения

  1. Интегральная (практически не применяется)
  2. Дифференциальная

хроматография
Интегральная выходная хроматографическая кривая,
Q=f(V) или Q=f(t).
Q – масса элюируемого вещества,
V – объем растворителя,
t – время хроматографирования.

хроматография
Дифференциальная выходная хроматографическая кривая,
C=f(V) или C=f(t).
C – концентрирования хроматографируемого
вещества.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *