Хроматография Выполнила Студентка гр 201 -О Шакурова М

Хроматография Выполнила: Студентка гр. 201 -О Шакурова М. Х.

Хроматография – физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на распределении их компонентов между двумя фазами — неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через неподвижную. Основан на распределении веществ между двумя фазами — неподвижной (твердая фаза или жидкость, связанная на инертном носителе) и подвижной (газовая или жидкая фаза, элюент). Название метода связано с первыми экспериментами по хроматографии, в ходе которых разработчик метода Михаил Цвет разделял ярко окрашенные растительные пигменты.

История хроматографии Метод хроматографии был впервые применён русским учёнымботаником Михаилом Семеновичем Цветом в 1900 году. Он использовал колонку, заполненную карбонатом кальция, для разделения пигментов растительного происхождения. Первое сообщение о разработке метода хроматографии было сделано Цветом 30 декабря 1901 года на XI Съезде естествоиспытателей и врачей в С. -Петербурге. Первая печатная работа по хроматографии была опубликована в 1903 году, в журнале Труды Варшавского общества естествоиспытателей. Впервые термин хроматография появился в двух печатных работах Цвета в 1906 году, опубликованных в немецком журнале Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. В 1907 году Цвет демонстрирует свой метод Немецкому Ботаническому обществу. В 1910— 1930 годы метод был незаслуженно забыт и практически не развивался. В 1931 году Р. Кун, А. Винтерштейн и Е. Ледерер при помощи хроматографии выделили из сырого каротина α и β фракции в кристаллическом виде, чем продемонстрировали препаративную ценность метода. В 1947 году Т. Б. Гапон, Е. Н. Гапон и Ф. М. Шемякин разработали метод «ионообменной хроматографии» .

Хроматографические методы разделения – это процессы, основанные на различии в скоростях миграции отдельных компонентов смеси через неподвижную фазу под влиянием подвижной фазы. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу. Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое вещество или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество. Компоненты разделяемой смеси вместе с подвижной фазой передвигаются вдоль стационарной фазы. В процессе хроматографического разделения происходят многократные акты сорбции–десорбции разделяемых компонентов.

По методике проведения хроматографического эксперимента различают следующие основнын виды хроматографии: 1 2 3 • Фронтальный метод • Проявительный (элюеннтный) метод • Вытеснительный метод

Фронтальный метод Это простейший по методике вариант хроматографии. Он состоит в том, что через колонку с неподвижной фазой непрерывно пропускают анализируемую смесь. Если это смесь компонентов А и В в растворителе S, то график изменения интенсивности сигнала детектора I во времени t имеет вид. Такой график называют хроматограммой или (реже) выходной кривой. Вследствие сорбции веществ А и В сначала из колонки будет вытекать растворитель S, а затем растворитель и менее сорбирующийся компонент А, затем и компонент В и, таким образом, через некоторое время состав раствора при прохождении через колонку меняться не будет. Метод применяется, например, для очистки раствора от примесей, если они сорбируются существенно лучше, чем основной компонент, или для выделения из смеси наиболее слабо сорбирующегося вещества.

Проявительный (элюентный) метод При работе по этому методу в колонку водят порцию анализируемой смеси, содержащей компоненты А и В в растворителе S, и колонку непрерывно промывают газомносителем или растворителем S. При этом компоненты анализируемой смеси разделяются на зоны: хорошо сорбирующееся вещество В занимает верхнюю часть колонки, а менее сорбирующийся компонент А будет занимать нижнюю часть. В газе или растворе, вытекающем из колонки, сначала появляется компонент А, далее – чистый растворитель, а затем компонент В. Чем больше концентрация компонента, тем выше пик и больше его площадь, что составляет основу количественного хроматографического анализа. Проявительный метод дает возможность разделять сложные смеси, он наиболее часто применяется в практике. Недостатком метода является уменьшение концентрации выходящих растворов за счет разбавления растворителем или газом-носителем.

Вытеснительный метод В этом методе анализируемую смесь компонентов А и В в растворителе S вводят в колонку и промывают раствором вещества D (вытеснитель), которое сорбируется лучше, чем любой из компонентов анализируемой смеси. Концентрация раствора при хроматографировании не уменьшается, в отличие от проявительного метода. Существенным недостатком вытеснительного метода является возможное наложение зоны одного вещества на зону другого, поскольку зоны компонентов в этом методе не разделены зоной растворителя.

Газовая хроматография — один из многих видов хроматографии. Описанная впервые в 1952 г. она стала популярной благодаря: • быстроте и легкости, с которой могут быть проанализированы сложные смеси; • очень малой требуемой пробы для анализа; • гибкости и надежности используемого оборудования. Фазовые системы – этот термин в газовой хроматографии обозначает комбинацию используемых подвижной и неподвижной фаз. Неподвижная фаза состоит из твердых частиц, предпочтительно с узким интервалом по размерам. Их средний размер обычно 0, 1 -0, 3 мм, хотя в некоторых случаях для достижения очень высокой эффективности газохроматогра-фических колонок используются частицы меньшего размера. С точки зрения химического состава и свойств используемые неподвижные фазы могут быть подразделены на три группы: 1) адсорбенты, обычно с очень большой удельной поверхностью (501000 м 2/г): силикагель, оксид алюминия, молекулярные сита, активный уголь и графитированная сажа. Газоадсорбционная хроматография — не очень распространенный метод, за исключением анализа газов или решения особых задач; 2) нейтральные, или так называемые инертные носители, обычно получают из диатомитовых материалов, иногда из полимеров.

3)для проведения очень трудных разделений успешно используются также адсорбенты с нанесенным на них малым количеством жидкости с низким давлением пара. Этот метод обычно называется газовой хроматографией на адсорб ционных слоях или газоадсорбционной хроматографией на модифицированных адсорбентах. В газовой хроматографии наиболее часто используются следующие инертные носители: карбопак (А, В, С), хромо-сорб (A, W, G, Р), молекулярные сита, графитированная сажа, цеолиты и др. В качестве неподвижной фазы в газожидкостной хроматографии наиболее часто используются: апиезон М, карбо-вакс 20 М, карбовакс 1500, дексил 300, дексил 400, дибутил-фталат, диэтиленгликольадипат, динонилфталат, полифе-ниловый эфир, полипропиленгликоль, поливинилпирролидон, силикон GESF 96, силикон GEXE 60, силикон SE 30, фенил-силикон SE 52 и др. ; Подвижной фазой служит инертный газ (гелий, азот, аргон) или такой газ, как водород, который в условиях газовой хроматографии проявляет себя как инертный. В некоторых случаях используют водяной пар или безводный аммиак. Химический состав газа-носителя оказывает весьма незначительное влияние на удерживание веществ и на их разделение.

Схематическое описание газового хроматографа Имеется много практических реализаций принципов газовой хроматографии, однако по своим основным конструктивным особенностям вся ГХ-аппаратура очень схода. На рис. 4. 5 приведено схематическое описание газового хроматографа.

Ионообменная хроматография основана на обратимом стехиометрическом обмене ионов, находящихся в растворе, на ионы, входящие в состав ионообменника. Применяемые в настоящее время синтетические ионообменники обладают рядом важных достоинств: они имеют высокую обменную емкость и воспроизводимые ионообменные и другие свойства, устойчивы к действию кислот и оснований, не разрушаются в присутствии многих окислителей и восстановителей. Обычно синтетический ионообменник представляет собой высокополимерное соединение, например поперечносшитый полистирол, содержащий различные функциональные группы, которые и определяют наиболее характерные свойства смол.

Типы ионообменных смол В зависимости от знака разряда функциональных групп ионообменные смолы являются катионитами или анионитами. Катиониты содержат функциональные кислотные группы [-SO 3 -; -COO-; -PO 3 -; N(CH 2 CO 2 -)2]. Функциональными группами каркаса анионитов являются четвертичные –NR 3+, третичные –NR 2 H+ или первичные –NH 3+ аммониевые, пиридиновые или другие основания. Важной характеристикой ионообменника является его обменная емкость. Обменную емкость ионита численно можно выразить количеством молей эквивалента противоиона на единицу массы или объема смолы. Практическое применение ионообменной хроматографии Методы ионообменной хроматографии используют преимущественно для разделения ионов. Количественные определения компонентов после разделения могут быть выполнены любым подходящим методом. Простейшая методика ионообменного разделения состоит в поглощении компонентов смеси ионитом и последовательном элюировании каждого компонента подходящим растворителем. Методами ионообменной хроматографии определяют очень многие анионы в питьевой и технической воде, в продуктах технологической переработки в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Методами ионообменной хроматографии определяют главным образом катионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также органические катионы замещенных солей аммония.