Хроматография. Лекция 4. Планарная хроматография

Виды планарной хроматографии (плоскостной)

  • Бумажная
  • Тонкослойная хроматография (ТСХ)

Достоинства:

  • Быстро
  • Недорого
  • Информативно
  • Экспрессный метод
  • Не требует дорогостоящего оборудования

Тонкослойная хроматография (ТСХ)

  • Адсорбционная  ТСХ
  • Распределительная бумажная
  • Обращенно-фазовая
  • Ионообменная
  • Бумажная – жидкость-жидкость-твердый сорбент

ТСХ – Измайлов, Шрайбер (1938)

Движение растворителя происходит под действием капиллярных сил, поэтому в ТСХ используется более мелкий сорбент.

Постулаты теории ТСХ

  1. Скорость движения центра зоны хроматографируемого вещества составляет строго определенную долю скорости движения растворителя и является характеристикой системы сорбат-сорбент-растворитель.
  2. Происходящий в ТСХ процесс неидеален и сопровождается диффузией как по направлению движения растворителя, так и в перпендикулярном направлении. Диффузия вызывает размывание пятна во всех направлениях.
  3. Для установления равновесия в системе сорбат-сорбент требуется определенное время.

Хроматографическая подвижность (фактор замедления)

хроматография

Rf – хроматографическая подвижность (фактор замедления), безразмерная величина, принимает значения от 0 до 1.

хроматография

Факторы, влияющие на Rf

  • сорбент (качество,  активность)
  • растворитель
  • толщина слоя сорбента

N – эффективность разделения, число теоретических тарелок
H – высота эквивалентной теоретической тарелки

хроматография

хроматография

Варианты исполнения ТСХ

Круговая хроматография – один из первых методов ТСХ, проба в центре.

Радиальная хроматография – на окружность наносятся несколько точек с исследуемыми веществами и «свидетелями», в центр подается растворитель.

Ступенчатое и ступенчатое градиентное элюирование

Элюирование с заменой растворителя, несколько прогонов.

Препаративная ТСХ
Двумерная ТСХ

В двух перпендикулярных плоскостях с заменой растворителя – определение числа компонентов.

Если проводить в том же растворителе, можно определить, не разлагается ли вещество на сорбенте.

Многократное элюирование

Применяется для разделения веществ с близкими значениями Rf

ВЭТСХ

Высокоэффективная тонкослойная хроматография

Адсорбент – тонкозернистый силикагель (размер зерен 60 ангстрем) с очень узким фракционным составом. Проба менее 10 мкг.

Центрифужная ТСХ

Круглые пластинки с закрепленным слоем сорбента, скорость вращения 500-700 оборотов в минуту, позволяет сократить время анализа.

Способы обнаружения веществ

Реактивы общего назначения:

  • серная кислота
  • пары йода

Специфические:

  • тетрацетат свинца (проявление одноатомных спиртов, гликолей)
  • нингидрин (проявление аминокислот)
  • молибдат аммония (проявление фосфоросодержащих соединений)
  • о-анизидин в уксусной кислоте (проявление альдегидов)
  • реактив Бима – 5% раствор гидроксида калия в 99% этаноле

Бумажная хроматография

Метод бумажной хроматографии предложен Мартином и Синджем в 1941.

Бумажая хроматография — вид хроматографии, основанный на разнице коэффициентов распределения разделяемых веществ в двух несмешивающихся жидкостях.

Варианты бумажной хроматографии

  1. адсорбционная
  2. распределительная
  3. ионообменная (константы ионного обмена)
  4. осадочная (произведения растворимости)
  5. лигандообменная (константы устойчивости комплексов)

Бумага в бумажной хроматографии

Бумага может быть носителем неподвижной фазы, а может сама выступать неподвижной фазой (адсорбционная бумажная хроматография).

Требования к бумаге для хроматографии

  • инертность
  • однородность
  • чистота — для обеспечения чистоты бумаги, её обрабатывают комплексонами

Характеристики бумаги

  • масса одного квадратного метра, г
  • толщина листа, мм
  • высота подъема воды за единицу времени, см/с
  • высота подъема стандартной смеси за едиицу времени (н-бутанол-уксусная кислота-вода=4:1:5)

Варианты исполнения анализа

Метод прямой фазы

Для разделения водорастворимых веществ используют гидрофильную бумагу, в качестве ПФ органический растворитель, в качестве НФ — воду. Бумагу заранее смачивают водой.

Метод обращенной фазы

Используется для разделения нерастворимых в воде органических соединений. В таком случае бумагу для хроматографии необходимо предварительно гидрофобизировать.

Реагенты для гидрофобизации бумаги

  • 1% р-р парафина в петролейном эфире
  • 0,5% р-р каучука в бензоле
  • 1-2% р-р растительного масла серном эфире

Растворители в бумажной хроматографии

Требования к растворителям

  1. Жидкости не должны смешиваться друг с другом
  2. Коэффициенты распределения веществ в данной паре растворителей должны различаться
  3. состав системы растворителей не должен меняться в процессе хроматографирования
  4. растворители должны легко удалятся с бумаги
  5. ПФ — расторитель или смесь, в котором компоненты анализируемой смеси менее растворимы, чем в растворителе, который используется в качестве НФ.

Коэффициент распределения

Коэффициент распределения — растворимость

хроматография

Факторы, влияющие на коэффициент распределения:

  • полярность
  • размер молекулы

В смеси бутанол-уксусная кислота-вода (4:5:1) ПФ выступает бутанол, НФ — вода, а уксусная кислота добавляется для увеличения ионной силы и лучшего проникновения бутанола в воду.

Методические варианты

  • одномерная
  • двумерная
  • круговая
  • электрофоретическая: последовательное или одновременное с хроматографическим процессом воздействие постоянного тока

Проявители бумажной хроматографии те же, что и в ТСХ (кроме серной кислоты и некоторых других проявителей).

Количественный анализ

Методы не требующие удаления анализируемого вещества с бумаги

хроматография

Площадь хроматографического пятна и интенсивность его окраски зависят от количества хроматографируемого вещества. Количественный анализ проводят по предварительно построенному калибровочному графику.

Достоинства и недостатки бумажной хроматографии

Достоинства: быстрый, дешевый и экспрессный метод
Недостатки: размывание пятен на хроматограмме

комментарий

Добавить комментарий

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