Методы химического анализа (стр. 29 из 31)
Количество воды на поверхности сорбента — и силикагеля и оксида алюминия влияют на процесс хроматографирования, поэтому для получения достоверных результатов хроматографирования необходимо поддерживать постоянное количество воды как на поверхности сорбента, так и в элюенте.
Кроме силикагеля и оксида алюминия в высокоэффективной жидкостной хроматографии применяют модифицированные сорбенты:
│
а) ≡ Si — O — Si — (CH2)7 — CH3 неполярный октильный силикагель
│
│
б) ≡ Si — O — Si — (CH2)17 — CH3 неполярный октадецильный силикагель
│
│
в) ≡ Si — O — Si — (CH2)3 — NH2 полярный аминопропильный силикагель
│
│
г) ≡ Si — O — Si — (CH2)3 — CN полярный цианпропильный силикагель
│
│д) ≡ Si — O — Si — (CH2) — неполярный фенил метиленовый силикагель
│Модифицированные сорбенты можно получить за счёт химической модификации силикагеля, силановые группы на поверхности силикагеля заменяют на различные органические соединения, что приводит к изменению селективности НФ.
│││
O O O
│ │ │
— Si — O — Si — O — Si —
│ │ │
O O O
│ │ │
Si — O — Si — O — Si —
│ │ │
O O O
│ │ │
(силикагель)
В качестве полярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми цианопропильными, аминопропильными, оксипропильными группами и др. (в, г).
На модифицированных полярных сорбентах значительно быстрее устанавливается равновесие при переходе от элюента, меньше погрешности анализа.
В качестве неполярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми этильными (С2), октильными (С8), октадецильными (С18) и фенильными радикалами. Эти сорбенты имеют большое сродство к гидрофобным молекулам (а, б, д).
5.1.4 Распределительная хроматография
Распределительная хроматография является разновидностью жидкостной и основана на распределении вещества между двумя несмешивающимися фазами.
В качестве основного показателя в этом методе является коэффициент равновесного распределения, вернее различие в величинах коэффициентов распределения отдельных компонентов раствора между двумя ненасыщенными растворителями.
При распределительной хроматографии носитель пропитывается одним из растворителей — “неподвижный” растворитель (например, водой пропитывают бумагу или силикагель). Другой растворитель (например, хлороформ) является “подвижным” растворителем и его пропускают через колонку носителя.
В качестве неподвижного растворителя чаще всего используют полярные жидкости — воду, H2SO4, CH3OH и др., в качестве подвижного растворителя применяют менее полярные жидкости, органические растворители.
Анализ может проводиться как в колонке, так и на бумаге и на пластинке — в тонком слое.
При обработке носителя неподвижным растворителем — на поверхности носителя образуется тонкая жидкая плёнка, колонка считается подготовленной к работе. После этого через колонку начинают пропускать исследуемую смесь в подвижном растворителе.
Подвижный и неподвижный растворители подбирают в зависимости от природы носителя.
Если носитель гидрофильный, то неподвижным растворителем должна быть вода, а подвижным растворителем — органический малоподвижный растворитель.
Если носитель гидрофобный, то неподвижным растворителем должно быть органическое вещество, а подвижным растворителем — вода. (Полярный растворитель всегда вытесняет менее полярный из полярных сорбентов).
Порцию исследуемой смеси, растворённой в подвижном растворителе, вводят в колонку и после того, как она впитывается верхней частью колонки, начинают промывание колонки подвижным растворителем.
В процессе промывания происходит непрерывное перераспределение веществ смеси между двумя несмешивающимися жидкими фазами.
Так как разные компоненты смеси имеют различные коэффициенты распределения, то и скорость передвижения компонентов по колонке различна. Наибольшей скоростью продвижения по колонке будет обладать тот компонент смеси, который имеет наибольший коэффициент распределения.
Краспр. =
т.е. отношение концентрации растворённого вещества в подвижной фазе (г/л) к его концентрации в неподвижной фазе (г/л). если коэффициенты распределения отдельных компонентов смеси достаточно между собой различаются, то при промывании колонки образуются отдельные зоны чистых веществ, т.е. происходит полное разделение смеси. (Чем больше Краспр., тем быстрее вещество движется по колонке).
Например, смесь веществ А и В пропускают через воронку в подвижном растворителе, причём Краспр. компонента В больше Краспр. компонента В, поэтому скорость распределения компонента А будет больше и компонент А уходит вниз колонки.
В  |  |
В 
А Первичная 
позиция АПромывая колонку растворителем между компонентами образуется чёткая граница.
При дальнейшем промывании из колонки будет вытекать:
Подв.раств. + А
Подв.раств.
Подв.раств. + В
Разновидностью распределительной хроматографии является бумажная и тонкослойная.
В тонкослойной — разделение проводится на пластинках, покрытых тонким слоем окиси алюминия, силикагеля или другого сорбента, который удерживает неподвижный растворитель. Нижний край пластинки с нанесённой на неё пробой опускают в подвижный растворитель.
Хроматография на бумаге является разновидностью метода распределительной хроматографии, носителем для неподвижного растворителя служит при этом фильтровальная бумага, а не колонка с сорбентом. Разделение веществ происходит вследствие различия в распределении между двумя жидкими фазами, одна из которых подвижна (смесь органических растворителей), а другая — неподвижная и представляет собой воду, находящуюся в волокнах фильтровальной бумаги.
Разделение смесей веществ или ионов с помощью хроматографии на бумаге основано на различной скорости движения компонентов, которые характеризуются коэффициентом движения Rf.
Величины коэффициентов ионов вычисляют по формуле:
Rf =
= 
где: υ — скорость движения зоны иона на бумагеh — расстояние, пройденное зоной иона на бумаге
υ1 — скорость движения фронта подвижного растворителя
h1 — расстояние, пройденное растворителем
Под фронтом растворителя понимают видимую границу распространения растворителя по бумаге.
Коэффициент движения каждого катиона — постоянная величина, не зависит от концентрации анализируемого раствора, температуры, присутствия других катионов и природы аниона, с которым связан изучаемый катион.
Однако, коэффициент движения Rf зависит от состава и свойств используемого подвижного растворителя, а также от сорта хроматографической бумаги.