Хроматографические методы анализа

Хроматография- методы разделения и определения компонентов смесей, основанные на распределении веществ между подвижной и неподвижной фазами. Это метод разделения смесей газов, паров, жидкостей и растворенных веществ с помощью динамической сорбции.

Под сорбцией понимается поглощение газов, паров или растворенных веществ твердыми или жидкими поглотителями. Сорбция – общее понятие, включающее в себя адсорбцию (поглощение на поверхности фазы) и абсорбцию (поглощение в объеме фазы).

Неподвижная фаза – твердое вещество (сорбент) или пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество.

Подвижная фаза – жидкость или газ, протекающая через неподвижную фазу.

В настоящее время сорбент из колонки не извлекают, а промывают растворителем до тех пор, пока компоненты смеси, продвигаясь по колонке с различной скоростью, не выходят из нее. На выходе из колонки собирают отдельные фракции и в них определяют содержание компонентов. Этот метод наз. Элюированием. Подвижную фазу на входе в колонку наз. Элюентом, а на выходе элюатом.

Хроматограмму строят в координатах: концентрация вещества – объем элюента.

Хроматография: 1) Разделение веществ в чистом виде 2) Анализ сложных смесей

Поглощающие вещества называются сорбентами, а поглощаемые – сорбатами. Процесс, обратный сорбции, называют десорбцией.

В зависимости от типа физико-химического взаимодействия между сорбентом и находящимся в растворе веществом различают 3 типа хроматографии: адсорбционную, ионообменную и распределительную.

Адсорбционная хроматография (газотвердофазная, жидкостно-твердофазная) основана процессы сорбции и десорбции, то есть различная сорбируемость компонентов смеси твердым сорбентом.

Ионообменная хроматография основана на разделении на различной способности компонентов смеси к ионному обмену. Твердой фазой может быть ионнообменник, который обменивается ионами с ионами, находящимися в подвижной фазе. В гель-хроматографии механизм разделения связан в размерах и формах молекул разделяемых компонентов смеси.

Распределительная хроматография основана в различной растворимости компонентов смеси в неподвижной жидкой фазе. Газожидкостная и жидкостно-жидкостная хроматография является распределительной.

Газовая хроматография – это метод разделения летучих веществ пропусканием газового потока через неподвижную фазу. Известны два основных вида хроматографии: ГЖХ (газо-жидкостная хроматография) и ГАХ (газо-адсорбционная хроматография).

По форме проведения различают: Колоночная – неподвижную фазу пропускают через колонку, Тонкослойная – измельченное твердое вещество закрепляют на стеклянной или другой поверхности, Бумажная – неподвижной фазой явл. Специальная бумага.

Схема Газового хроматографа: Газ-носитель, Испаритель (Т исп) с пробой сверху, колонка (Термостат) (Т исп), детектор (Т дет) с испарителем сверху, выход.

Качественный анализ основан на измерении времени или объема удерживания компонентов или на измерении их физ. Или хим. Свойств.

Количественный анализ основан на измерении площади пика, ограниченного контуром хроматограммы и нулевой линии.

Фронтальный метод: через колонку непрерывно пропускают анализирующую смесь. Из колонки сначала выходит растворитель, когда сорбент насытится веществом А, в растворе на выходе из колонки будет выходить компонент А.После насыщения сорбента веществом В, из колонки будет выходить А+В.

Вытеснительный метод: Анализирующую смесь вливают в колонку и промывают раствором С. Сначала вытесняется компонент В, затем А.

t _{R 1} и t _{R 2} – время удерживания компонентов 1 и 2; h ₁ и h ₂ – высоты пиков;

m _0,5 – ширина пика на середине высоты; m – ширина пика у основания;

∆ t _{R 1, 2} – интервал между максимумами двух соседних пиков

Время удерживания – это характеристика сорбционной способности неподвижной фазы по отношению к разделяемым веществам при данных условиях хроматографирования. Практически время удерживания определяется расстоянием на хроматограмме от момента ввода пробы до момента появления на хроматограмме компонента в максимальной концентрации. По мере перемещения анализируемых веществ по колонке происходит их постепенное разбавление газомносителем и формирование непрерывно расширяющихся зон. Расширение зон препятствует разделению анализируемых веществ, а разбавление компонентов часто затрудняет обнаружение пиков.

Градуировочный график строится h, мм от C, мг/л.