Фронтальная ионообменная хроматография

Ионообменная хроматограмма образуется при условии различий в сорбируемости ионов. Эти различия количественно определяются различиями в константах ионного обмена. Собственно говоря, это и позволяет использовать фронтальную ионообменную хроматографию для определения констант ионного обмена. Авторы данного метода поставили перед собой задачу рассмотреть случай образования фронтальной хроматограммы трех ионов, пренебрегая факторами размывания границ хроматографических зон. [c.131]

А.П. Фронтальная ионообменная хроматография [c.118]

Вытеснительная ионообменная хроматография имеет общие черты и с элютивной, и с фронтальной ионообменной хроматографией. Вначале смолу переводят в форму иона, имеющего коэффициент селективности меньше, чем коэффициент селективности любого из ионов разделяемой смеси. Затем в колонку подают разделяемую смесь. Количество вводимой пробы в данном методе значительно больше, чем в элютивной хроматографии, и составляет примерно одну десятую обменной емкости колонки. Затем, как и в элютивной хроматографии, через колонку пропускают элюент. Но в этом случае в качестве элюента используется раствор, содержащий ион, коэффициент селективности которого больше, чем у любого из ионов пробы. [c.120]

Фронтальная ионообменная хроматография. Ионообменную смолу сначала переводят в форму того иона, у которого коэффициент селективности меньше, чем у любого из ионов разделяемой смеси, после чего через колонку пропускают анализируемый раствор. Например, для разделения ионов С1 , Вг и 1 через колонку пропускают раствор ацетата натрия (смола в ацетатной форме), затем вводят анализируемый раствор. Коэффициент селективности ацетат-ионов меньше, чем у галогенид-ионов. Поэтому ацетат-ионы вытесняются и фронт ацетата продвигается но колонке впереди фронтов галогенидов. Когда практически все количество ацетата будет вытеснено, тогда в вытекающем элюате появится хлорид — наименее сорбируемый галогенид, затем бромид и иодид. Отбирают и анализируют фракции элюата. Хорошо отделяется только наименее сорбируемый компонент [218]. [c.99]

Известные методы хроматографии, такие, как фронтальный, проявительный и вытеснительный, применяются и в ионообменной хроматографии. Однако они обладают определенными особенностями. [c.109]

Ионообменная хроматография, так же как и адсорбционная, подразделяется в соответствии с методикой эксперимента на фронтальный анализ, элюентную и вытеснительную хроматографию. [c.116]

Рис. 35. Выходная кривая фронтального анализа в ионообменной хроматографии (С /Со—концентрация эффлюента в долях суммарной концентрации)

В ионообменной хроматографии, так же как и в адсорбционной молекулярной, можно применять как фронтальный и вытеснительный методы, так и проявительный. Рассмотрим особенности этих методов. [c.73]

Ионообменная хроматография используется как вспомогательный метод, предшествующий количественному определению веществ. При помощи хроматографического метода разделяют компоненты анализируемого раствора катионы от анионов, катионы от катионов, анионы от анионов. Ионообменная хроматография основана на обратимом стехио-метрическом обмене ионов, содержащихся в растворе, на подвижные ионы ионообменника. Одновременно с разделением элементов осуществляется их концентрирование, что имеет большое значение для повышения точности результатов анализа при определении примесей. Количественное определение веществ после их хроматографического разделения проводят химическими, физико-химическими или физическими методами. Различают три вида ионообменной хроматографии фронтальный анализ, вытеснительная хроматография и элюентная хроматография. Из них в количественном анализе применяют только вытеснительную и элюентную хроматографию. По этим методам разделяемую смесь вначале адсорбируют в верхней части колонки, а затем элюируют соответствующим растворителем (элюентная хроматография) или раствором (вытеснительная хроматография). [c.19]

Применение ионообменных смол для тонкой очистки веществ нецелесообразно, что объясняется прежде всего недостаточным различием в адсорбируемости ионов смолами, особенно в реальных условиях очистки растворов солей относительно высокой концентрации. Этим вызвано, в частности, весьма ограниченное применение фронтального анализа в ионообменной хроматографии. Кроме того, технические ионообменные смолы загрязнены примесями таких металлов, как железо и медь, следы которых удаляются с большим трудом вследствие образования катионами этих металлов прочных связей со смолой. [c.103]

Анализ вымыванием (в ы т е с н е и и е м) поглощенных веществ из ионитов является одной из важных операций ионообменной хроматографии, заключающейся в том, что после получения первичной хроматограммы (фронтальной) в колонку вводится растворитель или раствор вещества, способного вытеснить (элюировать) по отдельности поглощенные ионы из ионита. При пропускании раствора-вытеснителя через колонку происходит перераспределение и разделение областей поглощения иоиов в зависимости от их сорбируемости. В колонке образуются зоны, из которых постепенно под воздействием элюента I фильтрат переходят отдельные ионы. [c.201]

Образование хроматограмм происходит вследствие различной способности к обмену ионов исследуемого раствора. Ионообменная хроматография может выполняться фронтальным, вытеснительным и элюентным способами. [c.385]

При выполнении процессов ионообменной хроматографии хроматографическая колонка заполняется ионитом, выполняющим роль неподвижной фазы. Ионит применяют в форме, соответствующей разделяемым компонентам, т. е. при разделении катионов используют катионит, а при разделении анионов — анионит. Проводят хроматографическое разделение на ионите теми же методами (фронтальным, вытеснительным или элюционным). [c.134]

Известно 3 вида ионообменной хроматографии элютивная, фронтальная и вытеснительная [218, 220, 240[. [c.97]

Для разделения ионов с одинаковым знаком заряда применяют метод ионообменной хроматографии, основанный на различии скоростей перемещения ионов в колонке. Способы ионообменной хроматографии подразделяют на фронтальный анализ, простую элюцию и комплексообразующую элюцию. [c.43]

В соответствии с принятой терминологией ионообменную хроматографию по способам выполнения подразделяют на фронтальный, вытеснительный и элюентный анализы. Во всех этих видах используется многократное повторение процесса ионного обмена. Наибольшее применение имеет элюентный анализ. [c.309]

Кроме того, такие упрощающие предположения в лучшем случае относятся лишь к одному варианту хроматографии — анализу промыванием. В то же время ионообменная хроматография все шире начинает применяться в препаративных целях, преимуш ественно — в вариантах фронтального анализа и вытеснительного проявления, причем в последнем случае из экономических соображений без полного количественного разделения компонентов смеси. Поэтому очевидный интерес представляет простейший метод расчета хроматографического процесса. [c.92]

В IV главе, написанной Г. В. Самсоновым и Г. Э. Елькиным, представлена теория динамических, прежде всего колоночных, ионообменных процессов — теория ионообменной хроматографии. Ввиду того что решающую роль в производственных ионообменных процессах играет одноактная избирательная сорбция в колонках, в главе подробно рассмотрены законы деформирования границ зон ионов, определяющие эффективность фронтальных процессов. Вместе с тем изложена также теория элютивных хроматографических процессов, областью практического применения [c.4]

Фронтальная ионообменная хроматография. Метод фронтальной хроматографии состоит в фильтрации раствора, содержащего несколько сорбирующихся веществ, через колонку с сорбентом. Вследствие различий в сорбционных свойствах отдельных компонентов смеси в колонке образуется ряд зон, двигающихся с различными скоростями (так называемая первичная хроматограмма). [c.55]

Радиохроматографический метод использован для проверки теории фронтальной динамики ионообменной сорбции одного входящего иона [20, 21, 24, 26, 31—35, 78—82], элютивной динамики ионобменпой сорбции [32—34], теории фронтальной ионообменной хроматографии [44—46, [c.82]

В соответствии с принятоГ терминологией ионообменную хроматографию по способам выполнения подразделяют на ([фронтальный, вытеснительный и элюентный анализы. Во всех этих видах используется мно- [c.284]

Ионообменная хроматография за последние годы стала одним из важнейших методов препаративного разделения и аналитического исследования смесей различных неорганических и органических соединений. Она основана на обратимом стехиометрическом обмене ионов, содержащихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионо-обменника. Образование хроматограмм в этом случае происходит вследствие неодинаковой способности к обмену различных ионов хроматографируемого раствора. В ионообменной хроматографии, так же как и в адсорбционной, можно применять фронтальный, вытеснительный, элюентный методы анализа. [c.141]

Как метод анализа хроматография была предложена русским ботаником М. С. Цветом для решения частной задачи — определения компонентов хлорофилла. Метод оказался универсальным. Годом возрождения его является 1931 год, когда Кун, Виптерштейн и Леде-рер стали проводить широкие исследования различных растительных и животных пигментов, используя про-явительный вариант хроматографии, при котором анализируемые веш,ества разделяются, перемещаясь по слою сорбента в потоке растворителя. В 1940 г. шведский ученый А, Тизелиус разработал фронтальный и вытеснительный методы хроматографического анализа. Фронтальный метод заключается в том, что исследуемая смесь непрерывно подается под некоторым давлением на колонку с сорбентом. Компоненты смеси по-разному сорбируются и потому передвигаются по колонке с различными скоростями. Вытеснительный метод основан на том, что более сильно адсорбирующееся вещество вытесняет с поверхности адсорбента слабо адсорбирующееся и занимает его место. Поэтому после введения в колонку определенного количества исследуемой смеси начинают подавать вытеснитель — жидкость, адсорбирующуюся сильнее, чем все компоненты смеси. Тогда зоны веществ распределяются на слое по степени адсорбируемости и каждое последующее вещество, вытесняя предыдущее, подтолкнет его вперед. Этот метод позволяет сконцентрировать компоненты на слое адсорбента и удобен, в частности, для определения примесей. Дальнейшее развитие метода привело к появлению бумажной, тонкослойной и ионообменной хроматографии. Наиболее крупным скачком в развитии метода является создание английскимп химиками А. Мартином и Р. Сингом распределительной хроматографии, за что они были удостоены в 1952 г. Нобелевской премии. [c.326]

Ионообменная хроматография основана на обратимом стехиометрическом (эквивалентном) обмене ионами, содержащимися в жидкой подвижной фазе (растворе) с ионами твердых сорбентов неподвижной фазы. Сорбенты, содержащие ионогенные группы, способные к обмену, называют ионообменниками или ионитами. Хроматограмма образуется вследствие неодинаковой способности к обмену у различных ионов хроматографируемого раствора. Этот вид хроматографии используют для фронтального, вытеснительного и элютивного методов анализа. [c.421]

Применение ионообменной хроматографии оказалось успешным для таких важных сравнительно низкомолекулярных белков, как лизоцим [123], )ибонуклеаза [60], цитохром С [83, 96], химотрипсиноген [61], инсулин 14] и папаин [73]. В каждом случае разделение производили на смоле R -50 в карбоксильной форме. Разделение смеси белков яичного белка на три компонента было произведено с помощью фронтального анализа на смоле дауэкс-50 [115, 116]. Одновременный электрофоретический анализ исходной альбуминовой фракции подтвердил присутствие трех основных компонентов. Бордман и Партридж [11—13] распространили ионообменную методику на разделение таких больших молекул, как СО-гемоглобин быка и СО-гемоглобин плода овцы. Денатурация была доведена до минимума тем, что работу проводили вблизи 0°. [c.331]

Основными задачами препаративной хроматографии амино кислот являются разделение максимальных количеств материала, выделение чистых аминокислот и, наконец, разработка и использование предельно простых методик. В отличие от аналитической хроматографии здесь вполне допустимы те или иные потери материала. Наибольшей емкостью в отношении аминокислот обладают сорбенты, используемые в адсорбционной хроматографии. В той или иной форме этот метод используют для разделения аминокислот на колонке с активированным углем (в виде фронтального, элютивного или вытеснительного анализа). Разработка этого метода связана главным образом с именем А. Тизелиуса [86]. Таким методом удобно отделять ароматические аминокислоты [87, 88], однако по эффективности этот метод значительно уступает ионообменной хроматографии. [c.355]

В соответствии с терминологией, принятой для хроматографического метода, ионообменную хроматографию делят на фронтальный анализ, вытеснительную хроматографию и злюентную хроматографию. При фронтальном анализе исследуемую смесь все время подают в верхнюю часть колонки и следят за появлением фронтов отдельных компонентов в вытекающем растворе. В этом методе разделение на фракции не достигается, поэтому фронтальный анализ непригоден ни для препаративного разделения, ни для количественного анализа. По двум другим методам разделяемую смесь вначале адсорбируют в верхней части колонки, а затем элюируют соответствующим растворителем (элюентная хроматография) или раствором (вытеснительная хроматография). При вытеснительной хроматографии применяют растворы веществ, ионы которых более подвижны, чем ионы любого из компонентов смеси. Поэтому ионы, содержащиеся в промывном растворе, вытесняют из адсорбента менее сильносвязанные ионы разделяемых веществ. Выходная кривая вытеснительной хроматографии имеет ряд пиков, соответствующих отдельным компонентам разделяемой смеси в порядке возрастающей подвижности ионов. Эта кривая заканчивается большим пиком, соответствующим вытесняющему веществу. [c.11]

Тизелиусом [37] и подробно изученному Клэссоном [5]. При таких разделениях подучают в чистом состоянии единственный компонент, обладающий наименьшей способностью поглощаться. Применение фронтального анализа ионообменной хроматографии описано в работе К. В. Чмутова с сотрудниками [22]. [c.100]

Ионообменная хроматография. И. о. в статич. условиях заканчивается установлением ионообменного равновесия. Полная замена одних ионов р-ра на другие м. б. достигнута лишь в динамич. условиях — при пропускании р-ра через колонку с ионитом. Для разделения смеси ионов используют ионообменную хроматографию (фронтальную, элюентную или вытеснительную). Разделение ионов происходит вс.чедствие различной скорости их нере.мещения по хроматографич. колонке, что связано с различием в их сродстве к иониту. Степень ра. деления компонентов смеси при ионообменной хроматографии увеличивается с уменьшением размера зерен ионита, однако при этом растет и гидродинамич. сопротивление колонки. Для равномерного прохождения жидкости через колонку диаметр ее должен быть по крайней мере в 20—30 раз больше диаметра гранул ионита. [c.430]

Метод ионообменной хроматографии в настоящее время широко используется для получения чистых препаратов редкоземельных элементов (РЗЭ) [1—4]. Известно большое число различных методик хроматографического разделения смесей РЗЭ, но многие из них носят эмпирический характер. Наряду с этим в литературе имеется ряд сообщений, посвященных выбору условий хроматографического разделения смесей. Мейер и Тонкине [5] использовали теорию тарелок для описания процесса элюирования РЗЭ раствором лимонной кислоты теоретические кривые вымывания совпали с опытными. Метод расчета применим также для определения чистоты РЗЭ, разделяемых при помощи процесса элюирования. Корниш [6], используя выражение, данное Глюкауфом для высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), применил теорию тарелок для предсказания условий разделения смесей ряда элементов. В работах Масловой, Назарова и Чмутова [7,8] была рассчитана величина ВЭТТ для процесса вымывания церия раствором молочной кислоты, что дало возможность произвести расчет кривой элюирования и установить условия получения элемента с заданной степенью чистоты. В работе тех же авторов [8] на примере разделения церия и прометия молочной и пирофосфорной кислотами был проведен расчет процесса градиентного элюирования РЗЭ, с использованием теории Фрейлинга. Расчет удовлетворительно совпадает с экспериментальными данными. В работах Еловича и сотр. [9—12] получено выражение для расчета процесса разделения близких по свойствам элементов. На примере разделения трансурановых элементов при помощи ЭДТА показано решающее значение комплексообразования по сравнению с обычным ионным обменом. В работах Материной, Сафоновой и Чмутова[13] рассмотрена возможность применения фронтального анализа в ионообменной комплексообразовательной хроматографии. Авторы изучали процесс комплексообразования в зависимости от pH среды. Маторина [14] изучила зависимость равновесного коэффициента разделения от pH [c.170]

Существуют три вида ионообменной хроматографии, различающиеся способом проведения опыта и назначением 1) элютив-ная, 2) фронтальная и 3) вытеснительная. [c.117]

Фронтально-вытеснительный процесс может быть использован не только для аналитических, но и для препаративных целей. Препаративно выделять в чистом виде по этому методу можно, однако, лишь один комнонент, движущийся в первой зоне. В ионообменной хроматографии фронтально-вытеснительный процесс сравнительно легко реализовать, так как само существование хотя бы двух передних границ движущихся компонентов уже предопределяет нахождение одного из компонентов в первой однокомпонентной зоне с концентрацией, равной сумме концентраций веществ в исходном растворе. Введение в исходный раствор электролитов, содержащих ионы-вытеснители со значительной концентрацией, автоматически приведет к появлению значительных максимумов на выходной кривой (зависимость концентрации вещества на выходе из колонки от объема протекшего раствора) при фронтальном процессе. При молекулярной адсорбции для этого требуется сочетание значительных емкостей сорбции компонентов и их сорбционной конкуренции. [c.117]

Препаративная крупномасштабная хроматография включает процессы избирательной сорбции в колоночном процессе и избирательной десорбции. Успешное выделение определенного вещества из многокомпонентного раствора основывается на фронтальном избирательном сорбционно-десорбционном процессе в условиях образования резких границ зон разделяемых веществ. Решение проблем равновесной динамики сорбции явилось основой для развития многих препаративных методов выделения антибиотиков, гормонов, алкалоидов, ферментов и многих других физиологически активных веществ [6—16]. При этом затруднения обычно возникали при осуществлении процессов избирательной десорбции в условиях образования резких границ зон веществ. Введение равновесно-динамических критериев [14, 16] позволило предсказать и осуществить режимы полного вытеснения выделяемых веществ методами препаративной ионообменной хроматографии на основе выбора констант избирательности сорбции при варьирова- [c.13]

Наиболее типичный пример ионообменной хроматографии — разделение ионов в соответствии с их сродством к ионообменным группам. Самый старый метод фронтальной хроматографии обладает лишь немногими преимуществами. Лучшие результаты дает вытеснительная хроматография, однако наиболее эффективен метод проявительной хроматографии. Небольшое количество смеси ионов В и С, обладающих большим сродством к иониту, вводят в колонку вместе с ионами А, обладающими малым сродством к иониту. Величина вводимой пробьЕ пренебрежимо мала по сравнению с полным объемом колонки Элюирование ведут ионами А. Разделение определяется коэффициентами распределения Ка Щ и /С<г(С) или фактором разделения /Сй(В)/Х<г(С). Коэффициент распределения — это отношение концентраций ионов в ионообменной фазе и в растворе, отнесенное к миллилитру раствора и к грамму (сухой массы) или миллилитру ионообменной фазы. При слишком большом Ка, например более 30, хроматографические зоны расширяются и увеличивается время, необходимое для разделения.. Этого можно избежать, меняя в процессе элюирования дискретно или непрерывно концентрацию элюента (градиентное элюирование). Оптимальное разделение достигается в равновесных условиях, поэтому благоприятное влияние на процесс оказывает уменьшение размера зерен ионита, повышение температуры и оптимальная скорость потока подвижной фазы (все эт меры способствуют достижению равновесного состояния). Размер зерен можно уменьшать лишь до некоторого предела, который зависит от механической прочности слоя ионита причем требования к стабильности формы зерен особенно жестки, когда элюент пропускают через колонку под действием избыточного давления (иногда до нескольких десятков атмосфер). Степень сшивки ионитов должна быть достаточно высокой, чтобьь их объем оставался неизменным, или это должны быть макропористые иониты. Благоприятное действие оказывает увеличение скорости потока элюента в колонке, способствующее более равномерному распределению пленки жидкости по поверхности зерен ионита, но слишком сильное увеличение скорости может увести систему из оптимального равновесного состояния. Величины коэффициентов распределения зависят от состава элюента, и их можно регулировать в значительных пределах, добавляя комплексообразующие компоненты например, при разделении лантанидов с этой целью используют органические оксикислоты. [c.243]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология