Распределительная хроматография

При этом методе используют различия в распределении веществ между несмешивающимися жидкостями. Различия определяются законом Нернста: вещество, растворяющееся в двух или более несмешивающихся жидкостях (фазах), распределяется между ними таким образом, что соотношение его концентраций в каждой из фаз, при , является величиной постоянной:

.

Механизм распределительной хроматографии можно пояснить на примере двухкомпонентной системы практически несмешивающихся жидкостей вода – бензол. Допустим, что имеется смесь разных веществ А и В с коэффициентом распределения в системе, равным 10, т.е. в соответствии с растворимостью оба вещества распределяются в жидкостях так, что в воде вещества А содержится в 10 раз больше, чем в бензоле, а вещества В, наоборот, в 10 раз меньше. Приготовим ряд пробирок с водой (неподвижная фаза) и прильем в первую из них равный объем бензола (подвижная фаза). Внесем в полученную двухкомпонентную систему вода-бензол разделяемую смесь веществ А и В. После встряхивания пробирки и расслоения жидкостей окажется (рис. 2.25), что в воде находится 9 частей вещества А и 1 часть В, а в слое бензола 1 часть А и 9 частей В. Отберем из первой пробирки верхний слой бензола и перенесем его во вторую с водой, взболтаем и дадим отстоятся. В слое бензола теперь останется только 0,1 часть вещества А, вместо 1 части в предыдущей пробирке, и 8,1 часть вещества В. После последующих процедур отбора и перенесения бензольных проб из пробирки в пробирку в последней, в подвижном бензольном слое, практически будет содержаться чистое вещество В. Таким образом, последовательным пропусканием порций бензола (подвижный растворитель хроматографической системы), через неподвижную водную фазу, можно добиться высокого разделения анализируемой смеси. На этом принципе основаны газовая и жидкостная хроматографии, наиболее широко применяемые разновидности рас

Очень удобно фиксировать неподвижную фазу (обычно полярный растворитель – воду, спирт) на каком-либо полярном носителе, например на хроматографической бумаге (специальный сорт фильтрованной). В этом случае каждое волокно бумаги можно рассматривать как отдельную пробирку, а смена порций подвижного растворителя осуществляется, благодаря его непрерывному передвижению, под действием капиллярных сил, по волокнам бумаги. Такая разновидность распределительной хроматографии называется бумажной. Как и в тонкослойной, при бумажной хроматографии раствор смеси разделяемых веществ наносится на стартовую линию полоски бумаги, помещенной в хроматографическую камеру (рис. 2.26). Подвижная фаза поднимается по бумаге вверх (восходящая хроматография; рис. 2.26,а) или стекает вниз (нисходящая; рис. 2.26,б). При этом происходит распределение компонентов смеси между фазами. В зависимости от значений коэффициентов распределения вещества движутся с различными скоростями, разделяясь на бумаге на пятна, отличающиеся величиной Rf.

Если многокомпонентную смесь не удается разделить в одном растворителе, то проводят повторное разделение с помощью другого растворителя, в направлении, перпендикулярном первоначальному. Такая хроматография называется двумерной.

Разделенную смесь затем фиксируют и окрашивают специальными красителями, получая хроматограммы, на которых пятна соответствуют каждому из разделившихся веществ. Для идентификации пятен рядом со смесью отдельно наносят капельки чистых компонентов (так называемых свидетелей), при сравнении хроматографического расположения которых, с местонахождением пятен разделяемых веществ, делают заключение об их тождестве (рис. 2.26,в).

Методом бумажной хроматографии разделяют органические кислородсодержащие соединения (спирты, сахара, альдегиды, кетоны, органические кислоты, фенолы, полициклические соединения, пигменты растений); азот-, серо- и фосфорсодержащие продукты обмена клетки (аминокислоты, пептиды, компоненты нуклеиновых кислот, алкалоиды, амины, нитросоединения); витамины (гидрофобные – А, D, Е, К и гидрофильные – тиамин, пиридоксин); антибиотики (пенициллины, стрептомицины, эритромицины, тетрациклиновые антибиотики и др.); синтетические лекарственные вещества (мочегонные средства, пиперазиновые лекарственные препараты, антидепрессанты).