![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Хроматография
11. Хроматография. Наиболее существенные открытия в развитии методов хроматографии. Теория хроматографического процесса. Классификация хроматографических методов.
физико-химический метод разделения и анализа смесей газов, жидкостей и растворенных веществ, основанный на многократном повторении актов сорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента метод основан на различном распределении веществ между двумя несмешивающимися фазами (подвижной - ж. или г. и неподвижной - тв.).скорость продвижения вещества зависит от степени сродства к той или иной фазе. чем выше сродство к неподвижной фазе - тем дольше задерживается на сорбенте. если у компонентов смеси эти степени сродства разные, то они разделяются. ! скорость миграции вещества должна быть меньше скорости миграции подвижной фазы (напр. растворителя) преимущества метода: 1 - с помощью него можно проводить разделение, идентифицировать вво по скорости распределения, определять количество вещества в исходном растворе за один раз - т.е. высокая информативность метода 2 - можно использовать для повышения концентрации веществ 3 - универсальный метод для любых веществ 4 - высокая избирательность и низкий предел обнаружения, высокая чувствительность.
абсорбент - растворяет в себе газы, жидкости смеси адсорбент - концентрирует на своей поверхности газы неподвижная фаза - твердый сорбент или жидкость, несмешивающаяся с жидкой фазой, на кот. происходит дифференциальное удерживание компонентов и их разделение подвижная фаза - поток ж или г, переносящий компоненты смеси вдоль неподвижной фазы. сорбат - то, что удерживается сорбентом сорбент - в-во, поглощающее или удерживающее неподвижную фазу в хроматорафии. элюат - выходящий поток, смесь подвижной фазы и компонентов смеси элюент - в-во, используемое в качестве подвижной фазы. классификация: 1) по агрегатному состоянию - жидкостная, газовая 2) по механизму взаимодействия в-ва и сорбента - адсорбционная (на поверхности) ионообменная, тонкослойная, жидкостная, газоадсорбционная. - распределительная (на растворимость вва в неподвидной фазе), газожидкостная, или на различной растворимости вв в подвижной и неподвижной фазах (жидкостная) - ионообменная – основана на разной способности вв к ионному обмену - эксклюзионная – гель-фильтрация. Основана на различных размерах и формах молекул разделяемых вв. - аффинная – основана на специфических взаимодействиях характерных для некоторых биологических и биохимических процессов (антитело-антиген, гормон-рецептор, фермент-субстрат) - осадочная – основана на образовании отличающихся по растворимости осадков разделяемых вв с сорбентом. - адсорбционно-комплексообразовательная- основана на образовании координационных соединений разной устойчивости в фазе или на поверхности сорбента 3) по технике выполнения: колоночная, планарная Колонки бывают: · Насадочные – заполненные зернистым твердым материалом, либо являющимся разделительной средой, либо служащим носителем неподвижной жидкой фазы. · Капиллярные – внутренние стенки покрыты пленкой неподвижной жидкости или слоем твердого адсорбента (поглотителя) Планарная бывает тонкослойная и бумажная. 4) по цели проведения: аналитическая (качественный и количественный анализ смесей), препаративная (получение вв в чистом виде, концентрирование и выделение микропримесей), промышленная (автоматическое управление производственными процессами) 5) по режиму ввода пробы: фронтальная - через колонку непрерывно пропускают смесь, компоненты разделяются не полностью и в чистом виде можно выделить только первый. Хроматограмма имеет форму ступенчатой кривой. Эффективен для выделения чистого вва из технического образца, при условии, что вво удерживается в колонке слабее всех других. Используется для очистки и смягчения воды, очистки воздуха углем, для концентрирования ценных вв из сточных вод, для очистки лекарственных препаратов. Элюентная – позволяет полностью разделить вва. Колонку промывают подвижной фазой с меньшей сорбируемостью, чем любое из разделяемых вв.затем вводят пробу и продолжают пропускать элюэнт. На выходе получаются чистые вва, поочереди.
вытеснительная – после введения вва колонку промывают подвижной фазой с вытеснителем, обладающим большей сорбируемостью, чем любое из разделяемых вв. по мере продвижения в колонке элюэнт вытесняет вво С, которое вытесняет В и т.д. каждое вво выделяется в чистом виде, но не количественно, т.к. зоны размыты. Применяется для препаративных целей 6) по режиму подачи элюента: изократический (элюент всегда один), градиентный (создается градиент состава).
12. Жидкостная колоночная хроматография: теоретические основы, аппаратура, детекторы. колонка - стеклянная или металлическая (нержавейка) трубка диаметром от мкм до см и длинной от см до дм, заполненная неподвижной фазой. н.ф. - силикагель, целлюлоза, оксид алюминия элюент поступает под давлением, что позволяет уменьшить объем гранул. (5-10 мкм) дорого. колонка состоит из множества слоев, которые называются теоретическими тарелками - условное деление. единица абсорбента, на которой происходит единичный акт сорбции-десорбции является мерой разрешающей способности (эффективности) колонки Когда две колонки с одинаковыми фазами используются в оптимальных условиях, колонка с более высоким числом тарелок на метр обеспечивает лучшее разделение. перед началом работы через колонку необходимо пропустить определенный объем элюента Современный жидкостной хроматограф включаеет: - емкости для элюентов - насосы высокого давления - дозатор - хроматографическую колонку - детектор - регистрирующий прибор - систему управления и мат. обработки результатов.
Элюенты подаются в насос через фильтр, задерживающий пылевые частицы (больше 0, 2 мкм); иногда через элюенты пропускают небольшой ток гелия для удаления растворенного воздуха и предотвращения образования пузырьков в детекторе (особенно в случае водных и полярных элюентов). В микроколоночной хроматографии объемные скорости потока элюента ниже: 10-1000 мкл/мин. Регистрацию хроматограмм и обработку данных проводят с помощью самописца или мини-ЭВМ, которая также рассчитывает количественные характеристики и, в некоторых случаях, качественный состав смесей. Микропроцессор обеспечивает автоматический ввод пробы, изменение по заданной программе состава элюента при градиентном элюировании, поддержание температуры колонки. хроматограмма - последовательность сигналов детектора, вырабатывающихся при выходе из колонки отдельных потоков (пики на хроматограмме) аналитические детекторы - идентифицируют вещества по времени удерживания абсорбентом и объему связывания Т(r) = Tr(a)/Tr(известн) отношение времени удерживания образца к времени удерживания известного вещества количественный анализ - зависимость высоты или площади пика от кол-ва в-ва: - метод абсолютной градуировки - метод внутренней нормализации - метод внутреннего стандарта
типы детекторов: 1. фотометрические - регистрируют светопоглощение веществом 2. рефрактометрические - определяют показатель преломления 3. электрохимические - изменение потенциала и проводимости раствора. 13. Качественный и количественный анализ в жидкостной колоночной хроматографии. Основные методы анализа. Хроматограмма, ее основные характеристики.
Качественный анализ - идентификация вещества. Время удерживания - Тr1, Tr2,... Относительное время удерживания - см пред вопрос
Колличественный анализ - определение концентрации, вернее, зависимости высоты или площади пика на хроматограмме от концентрации вещества Чаще используют площадь
1) метод абсолютной градуировки эмпирическая зависимость между площадью пика и концентрации вещества. - все нужно промерить и сделать шкалу самостоятельно в хроматограф вводят известное кол-во градуированной смеси и определяют параметры пиков. экспериментально определяют зависимость высоты или площади пика от концентрации вещества и строят градуировочные графики или рассчитывают соответствующие коэффициенты. Далее определяют те же характеристики пиков в анализируемой смеси, и по градуировочному графику находят концентрацию анализируемого вещества. Этот простой и точный метод является основным при определении микропримесей.
2) метод внутренней нормализации принимают сумму каких-либо параметров пиков, например сумму высот всех пиков или сумму их площадей, за 100%. Тогда отношение высоты отдельного пика к сумме высот или отношение площади одного пика к сумме площадей при умножении на 100 будет характеризовать массовую долю (%) компонента в смеси. При таком подходе необходимо, чтобы зависимость величины измеряемого параметра от концентрации была одинаковой для всех компонентов смеси. Ki - поправочный коэф Si - площади пиков компонентов смеси W(A) - массовая дола
3) метод внутреннего стандарта в смеси есть исследуемое в-во, и стандартизированная смесь определенной концентрации, массы и тд. К исследуемой смеси добавляют стандартизированный компонент. Измеряют отношение параметров пика у компонента и у исследуемого образца. Измеряют несколько смесей разной концентрации анализируемого в-ва. Стандартизированный компонент - " коробок спичек" для масштаба. В качестве стандартного выбирают вещество, близкое по физико-химическим свойствам к компонентам смеси.
основан на введении в анализируемую смесь определенного количества стандартного вещества. Калибровочный график представляет собой зависимость между процентным содержанием компонента и отношением высот (или площадей) пиков этого компонента и стандартного вещества. Калибровка производится путем добавления постоянного количества стандартного вещества к определенному объему различных искусственных смесей, содержащих переменные, но известные количества анализируемых компонентов. Составленные таким образом смеси анализируются на хроматографе.
Kотн - коэф поправки SА - площадь пика анализируемого компонента Sстанд - площадь пика стандартизированного компонента G - отношение массы внутреннего стандарта к массе пробы
|