Аналитическая химия II Физико-химические методы анализа ХРОМАТОГРАФИЯ Стойкова

Аналитическая химия. II. Физико-химические методы анализа ХРОМАТОГРАФИЯ Стойкова Екатерина Евгеньевна (комн. 121) Аналитическая химия - 1

План лекций ü ü ü Основные понятия Классификация методов История Хроматографические параметры Теоретические основы Основные виды хроматографии Аналитическая химия - 1

Рекомендуемые учебники Аналитическая химия - 1

УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, ЭКСПРЕССНОСТЬ, ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ Аналитическая химия - 1

Основные понятия Хроматография (Х) – динамический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различном распределении их между двумя несмешивающимися фазами – подвижной (ПФ) и неподвижной (НФ). B A tm – время нахождения вещества в ПФ t. S – время нахождения вещества в НФ tm(А) > tm(В) Вещество А движется быстрее t. S(А) < t. S(В) ПФ НФ Аналитическая химия - 1

Основные понятия Хроматография - это динамический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на различии между константами равновесия распределения компонентов разделяемой смеси между неподвижной фазой (НФ) с большой удельной поверхностью и подвижной фазой (ПФ), которая протекает через неподвижную. Аналитическая химия - 1

Основные понятия ПФ НФ: - твердый адсорбент, - суспензия адсорбента в жидкости, - жидкость, наносимая на поверхность твердого носителя. ПФ: - жидкость, - газ. Аналитическая химия - 1 НФ

Основные понятия Хроматограмма – внутренняя (полосы вдоль колонки) и внешняя (графическое изображение распределения веществ в элюате) Сорбат – анализируемая проба в ПФ (сорбент – НФ) Элюент – ПФ на входе Элюат – ПФ на выходе Аналитическая химия - 1

Классификация По способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента: элюентный (проявительный) фронтальный вытеснительный методы электрохроматография. Электрохроматография – хроматографический процесс, при котором движение заряженных частиц осуществляется под действием приложенного напряжения. Скорость движения частиц определяется их массой и зарядом. Аналитическая химия - 1

Классификация сорбируемость А В С C C B + B A A B C A Аналитическая химия - 1 B A A

Классификация По природе процесса, обусловливающего распределение сорбатов между ПФ и НФ: Адсорбционная - разделение основано на различии в адсорбируемости компонентов смеси на данном адсорбенте Распределительная - ─ // ─ различии в растворимости сорбатов в ПФ и НФ или на различии в стабильности образующихся комплексов Ионообменная - ─ // ─ различии констант ионообменного равновесия Осадочная - ─ // ─ различии в растворимости осадков в ПФ Аффинная - ─ // ─ биоспецифическом взаимодействии компонентов с аффинным лигандом Эксклюзионная - ─ // ─ различии в проницаемости молекул разделяемых веществ в НФ и обусловлено размерами этих молекул Аналитическая химия - 1

Классификация По природе исследуемых объектов: молекулярная ионная (ионообменная) хроматография надмолекулярных структур Аналитическая химия - 1

Классификация По технике выполнения: - колоночная препаративная насадочная капиллярная плоскостная бумажная тонкослойная Аналитическая химия - 1

Классификация По цели хроматографирования: аналитическая - качественный и количественный анализ неаналитическая - исследование физико-химических характеристик веществ на основании хроматографических параметров удерживания препаративная - для получения особо чистых веществ, для выделения и концентрирования микропримесей промышленная - для автоматического контроля и управления производственным процессом Аналитическая химия - 1

Классификация Комплексные (гибридные) методы: реакционная (реакторная) хроматография с масс-селективным и ИК-спектроскопическим детекторами Аналитическая химия - 1

Классификация По агрегатному состоянию ПФ и НФ Хроматографический процесс ПФ НФ газ газ твердый адсорбент жидкость на инертном носителе твердый адсорбент, модифицированный жидкостью жидкость твердый адсорбент гель сжатый газ твердый адсорбент Газовая хроматография - газо-адсорбционная - газо-жидкостная - газо-жидко-твердофазная на модифицированном сорбенте Жидкостная хроматография - жидкостно-жидкостная - жидкостно-адсорбционная - жидкостно-гелевая Флюидная хроматография Аналитическая химия - 1

История 1903 - Цвет Элюирующий растворитель жидкостно-адсорбционная хроматография для анализа Сорбент хлорофилла Пористая стеклянная перегородка Смесь Полосы разделенных компонентов Элюат Аналитическая химия - 1

История 1927 – Брандт – цеолит для определения SO 421938 – Измайлов и Щрайбер – ТСХ для разделения алкалоидов 1940 -1942 - Тизелиус и Клессон - фронтальный и вытеснительный методы применительно к адсорбционной хроматографии 1949 – Туркельтауб - первая работа по газовой хроматографии 1941 - Мартин и Синдж - метод распределительной хроматографии в жидкостно-жидкостном варианте, метод бумажной распределительной хроматографии 1952 - Джеймс и Мартин - теория газожидкостной хроматографии 1957 - Голей – капиллярная хроматография 1959 - Порат и Флодин - гель-хроматография 1967 - Порат, Аксен и Эрнбек – аффинная хроматография 60 -е - реакционная газовая хроматография, хроматография с масс-селективным детектором, высокоэффективная жидкостная хроматография Аналитическая химия - 1

Общие принципы хроматографического разделения Коэффициент распределения D` соединения А зависит от его относительного сродства к сорбенту и элюенту: НФ ПФ D` = n. S/n. М D` = CS/CМ l. A t 1 l. B t 2 l A < l B где n. S - общее число молекул соединения, адсорбированных НФ, а n. M - общее число молекул соединения, растворенных в ПФ D`A > D`B Аналитическая химия - 1

Хроматографические параметры Хроматограмма – зависимость А t. R 1 аналитического сигнала (сигнала прибора) от продолжительности элюирования t. R 2 tm ω1 ω2 t Аналитическая химия - 1