ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Другие типы хроматографии из "Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам Часть 1" Хроматографическое разделение можно вести тремя принципиально отличающимися друг от друга способами. Хотя практическое значение их неодинаково, тем не менее мы рассмотрим все эти способы. [c.28] Фронтальный анализ предусматривает ввод в колонку раствора разделяемой смеси вплоть до окончания процесса. Например, если разделяется трехкомпонентная смесь (рис. 1.6), то сначала из колонки элюируется чистый растворитель, далее появляется и непрерывно элюируется из колонки компонент Л он обладает самым малым сродством к неподвижной фазе и поэтому слабее удерживается. Потом выходит смесь компонентов А- -Б Б обладает средним сродством), и в конце концов, когда неподвижная фаза насыщается компонентом В, обладающим наибольшим сродством к носителю, из колонки выходит раствор, содержащий смесь всех трех компонентов А- -Б- -В его состав тот же, что и состав исходного раствора, введенного в колонку. Этот метод называют фронтальным анализом. Рхли непрерывно измерять, например, коэффициент преломления элюата, то легко заметить, что коэффициент преломления резко возрастает в тот момент, когда в элюате появляется другой компонент. Для регистрации дифференциальной кривой, характеризующей эти изменения, пригоден любой подходящий оптический метод (рис. 1.6). [c.28] в — компоненты смеси, перечисленные в порядке возрастания их сродства к не-ПОДВИЖНОЙ фазе. Сначала из колонки вытекает чистый растворитель, затем раствор А, потом раствор Л + Б и, наконец, раствор Л + Б+В. Пики А. Б и В на дифференциальной кривой показывают, где начинается выход данного индивидуального компонента. По расстояниям пиков от начальной точки можно судить о природе компонентов (качественный анализ), а по площади пиков (заштрихована площадь пика Б ) можно рассчитать количество данного компонента (количественный анализ). [c.29] ДВИЖНОЙ фазе элюируется из колонки первым, а компонент Г— последним. [c.30] В — компоненты смеси Г — вытесняющий компонент. Квадратными скобками показана область чистого компонента. [c.30] Вытеснительная хроматография имеет значение прежде всего как препаративный метод преимущественно в масштабе пилотных установок, потому что при ее применении пропускная способность колонки используется значительно лучше, чем в случае применения рассматриваемой в следующем разделе проявительной хроматографии. Однако она непригодна для аналитических целей. [c.31] В этом методе в колонку вводят только небольшое количество раствора пробы (например, раствора смеси Л, Б, В см. разд. 1.3.1) и элюируют его растворителем Г, сродство которого к неподвижной фазе меньше, чем сродство любого из компонентов раствора. В результате многократного установления равновесия между фазами компоненты Л, Б и В движутся вниз по колонке, продвижение их происходит очень медленно и требует затраты относительно большего количества растворителя (элюента). Однако таким методом можно элюировать каждый компонент независимо от других. Компоненты элюируются в порядке изменения их сродства, но их движение в колонке регулируется в основном только тройным взаимодействием в системе компонент — растворитель — неподвижная фаза. Поэтому зоны отдельных компонентов зачастую разделены при их движении в колонке зонами чистого растворителя, т. е. они не соприкасаются между собой. Компоненты выходят из колонки в виде полностью разделенных зон, часто называемых пиками (рис. 1.8), и не загрязнены другими компонентами. Поэтому проявительную хроматографию часто используют в аналитических, а также в препаративных целях, когда необходимо очень четкое разделение и можно не обращать внимание на низкую производительность колонки и большой расход растворителя. [c.31] в — компоненты смеси, / — элюент. Положение пиков показывает, в каком порядке элюируются компоненты, а площади их (заштрихована площадь пика Б) пропорциональны количеству компонента. Квадратные скобки показывают, как распределяются фракции. [c.32] Ступенчатое элюирование — последовательное элюирование смесями, элюирующая способность которых постепенно возрастает (рис. 1.9). При таком методе элюирования иногда два следующих один за другим растворителя элюируют один и тот же компонент в виде двух пиков, в результате может показаться, что в смеси содержатся два компонента, а не один. Кроме того, пики могут быть асимметричными с вытянутой нисходящей ветвью кривой, т. е. образуются .хвосты- . В этих и подобных им ситуациях целесообразнее пользоваться следующим методом разделения. [c.32] И называемого смесителем. Второй сосуд, в котором содержится растворитель б, называют резервуаром. Если оба сосуда имеют одинаковую емкость, то получается линейный градиент (прямая 1 на рис. 1.10). Если резервуар уже смесителя, то получается непрерывно возрастающий градиент (кривая 2 на рис. 1.10), а если более узким является смеситель, то градиент непрерывно уменьшается (кривая 3). Обычно для хроматографического разделения более выгоден линейный (/) или непрерывно возрастающий (2) градиент. [c.34] Можно задать градиент концентрации, полярности, ионной силы или pH. Чаще всего пользуются градиентом концентрации, но если элюирование ведется водными растворами, задают также градиенты ионной силы. [c.34] Хроматографические методы можно также классифицировать в соответствии с типом применяемой аппаратуры. В рамках такой классификации мы различаем колоночную хроматографию (простую или с программированием температуры или давления), капиллярную, тонкослойную (на закрепленных слоях, содержащих связующее, или на незакрепленных, не содержащих связующее) или плоскослойную хроматографию. Если желательно подчеркнуть характер носителя неподвижной фазы, то различают бумажную хроматографию, хроматографию на крахмале, целлюлозе или модифицированной целлюлозе, на полиамиде и т. п. [c.34] В других случаях желательно подчеркнуть особый характер течения фаз. В сухой колоночной хроматографии элюент вводят в колонку, заполненную сухим адсорбентом. В круговой хроматографии стартовая линия пробы имеет форму окружности элюент вводится в центр, и фронт растворителя движется радиально, образуя расширяющуюся окружность. Продвижение подвижной фазы можно ускорить, вращая хроматограмму в центрифуге центрифужная хроматография). Препаративный вариант этого процесса проводится в цилиндрическом сегменте и носит название радиальной хроматографии. Аппарат для препаративной центрифужной радиальной хроматографии называется хроматоцентрифугой. Хроматография на клиновидных полосках представляет собой комбинацию круговой и линейной хроматографии сначала используется принцип круговой хроматографии на круговом сегменте, чтобы расширить зоны в поперечном направлении и сузить в продольном, а дальнейшее разделение проводится при обычном линейном и параллельном перемещении растворителя. [c.34] В настоящее время известны хроматографические процессы, происходящие при участии жидкой и твердой фаз, газовой и твердой фаз, двух жидких фаз и газовой и жидкой фаз. Возможны и другие комбинации, но соответствующие процессы еще не разработаны и едва ли найдут практическое применение. Поэтому хроматографические методы делятся главным образом на две большие группы, названия которых соответствуют агрегатному состоянию подвижной фазы. [c.35] В газовой хроматографии подвижной фазой является газ-носитель, а неподвижной фазой — твердое вещество или нелетучая жидкость. Газовая хроматография подразделяется на 1) газотвердофазную и 2) газо-жидкостную хроматографию. [c.35] Как и в предыдущем случае (см. разд. 1.4.1), нелетучая жидкость здесь также должна быть закреплена на соответствующем твердом носителе. [c.35] однако, представлять себе, что в большинстве случаев классификация не является и не может быть абсолютно точной. Характер конкретного хроматографического процесса часто может быть очень сложным, и в нем могут использоваться несколько различных принципов. Поэтому точная классификация по схемам, приведенным в разд. 1.2—1.4, практически невозможна, впрочем, это и не обязательно. Важнее всего, чтобы разделение смеси на компоненты было как можно более эффективным. [c.37] В зависимости от масштаба разделения мы различаем аналитическую хроматографию (качественную или количественную), когда работа ведется с малыми количествами веществ, и препаративную хроматографию, назначение которой — получение веществ, нужных для дальнейших лабораторных исследований. Кроме того, хроматографическое разделение может проводиться в масштабе пилотных установок и в промышленном масштабе. [c.37] Хроматографию можно определить как процесс, во время которого хроматографируемое вещество перемещается в системе двух фаз, одна из которых неподвижная, а другая подвижная. Помимо проблем общего характера, мы рассмотрим в этой главе только проявительную хроматографию. При своем перемещении каждое хроматографируемое вещество постоянно перераспределяется между обеими фазами, так что только часть его движется вперед вместе с подвижной фазой. Отсюда следует, что скорость движения зоны этого вещества меньше, чем скорость движения подвижной фазы при данной величине скорости движения подвижной фазы скорость движения зоны пропорциональна доле общего количества хроматографируемого вещества, находящейся в подвижной фазе. Эта доля зависит от константы распределения вещества в системе двух фаз следовательно, в данной хроматографической системе зоны двух веществ с различными константами распределения должны перемещаться с различными скоростями. Поскольку в ходе перемещения обе зоны расширяются, то их нельзя разрешить, если разность констант распределения слишком мала. [c.39] ПОДВИЖНОЙ фазы в неподвижную, т. е. сорбция его. В задней части зоны создается обратное положение, поскольку смесь, первоначально находившаяся в равновесии с неподвижной фазой, замещается в подвижной фазе на смесь с меньшей концентрацией растворенного вещества, в результате чего вещество переходит из неподвижной фазы в подвижную, т. е. происходит десорбция. Следовательно, где-то в центре зоны не должно быть ни преимущественной адсорбции, ни преимущественной десорбции, т. е. здесь во все время перемещения зоны постоянно сохраняется состояние, близкое к равновесию. В последующих разделах мы проведем количественный анализ такой системы (все использованные нами буквенные обозначения даны в начале книги). [c.40] Вернуться к основной статье