Раздел 8. Хроматографические методы анализа. Тема 12. Ионно-обменная и осадочная хроматография

 

12.1. Основы метода и классификация

 

Хроматография – наиболее часто используемый аналитический метод,с помощью которого можно анализировать различные объекты. Такие досто-инства как универсальность, экспресность и чувствительность делают хрома-тографию одним из важнейших методов, широко применяемых в аналитиче-ской, препаративной химии и химической промышленности.

Хроматография – это физико-химический метод разделения веществ,основанный на распределении компонентов между двумя фазами – непо-движной и подвижной. Неподвижной (стационарной) фазой обычно служит

твердое вещество (его часто называют сорбентом) или пленка жидкости,нанесенная на твердое вещество. Подвижная фаза представляет собой жид-кость или газ, протекающий через неподвижную фазу.

 

Компоненты анализируемой смеси вместе с подвижной фазой передви-гаются вдоль стационарной фазы. Последнюю обычно помещают в стеклян-ную (или металлическую) трубку, называемую колонкой. В зависимости от силы взаимодействия с поверхностью сорбента (за счет адсорбции или по ка-кому либо другому механизму) компоненты перемещаются вдоль колонки с разной скоростью. Более сорбируемые компоненты располагаются в верхнем слое сорбента, менее сорбируемые компоненты оказываются в нижней части колонки. Плохо сорбируемые компоненты покидают колонку вместе с по-движной фазой. Так происходит разделение компонентов смеси.

 

Таким образом, хроматография – это динамический метод, обеспечи-вающий многократность актов сорбции – десорбции разделяемых компонен-тов, так как разделение происходит в потоке подвижной фазы. Именно этим обусловлена большая эффективность хроматографического метода по сравне-нию с методами сорбции и экстракции в статических условиях. Хроматогра-фические методы позволяют быстро разделить сложные смеси. Выделенные компоненты анализируемой смеси далее можно количественно определить по величине аналитического сигнала.

Устройство, с помощью которого получают аналитический сигнал на-зывается детектором. Вся аналитическая система, сочетающая разделение и измерение, составляет один прибор, называемый хроматографом.

В основу классификации хроматографических методов положены следу-ющие признаки: агрегатное состояние подвижной и неподвижной фаз; меха-низм взаимодействия сорбент-сорбент, форма слоя сорбента (техника выпол-нения), цель хроматографирования.

По агрегатному состоянию фаз хроматографию разделяют на газовую и жидкостную. В свою очередь газовая хроматография включает газожид-костную (ГЖХ) и газотвердофазную (ГТХ), жидкостная – жидкостно-жид-костную (ЖЖХ) и жидкостно-твердофазную (ЖТХ). Первое слово в названии метода характеризует агрегатное состояние подвижной фазы, второе – непо-движной.

По механизму взаимодействия сорбента и сорбата различают: - адсорбционную хроматографию, основанную на различии адсобируе-

 

мости веществ твердым сорбентом;

 

- распределительную хроматографию – разделение компонентов смесиосновано на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная хроматография) или на различии в растворимости ве-ществ в подвижной и неподвижной жидких фазах;

 

- ионообменную хроматографию – разделение основано на разнойспособности веществ к ионному обмену;

 

- экслюзионную хроматогрфию, основанную на различии в размерах иформах молекул разделяемых веществ;

 

- осадочную хроматографию, основанную на образовании отличаю-щихся по растворимости осадков разделяемых веществ с сорбентом;

 

- адсорбционно-комлексообразовательную – разделение происходит засчет образования координационных соединений разной устойчивости в фазе или на поверхности сорбента.

Очень часто процесс разделения протекает сразу по нескольким меха-низмам и поэтому классификация по механизму весьма условна.

 

По технике выполнения выделяют:

 

-колоночную хроматографию – разделение проводится в специальных колонках;

 

- плоскостную хроматографию – разделение проводится на специальной бумаге (бумажная хроматография) или в тоноком слое сорбента (тонкослой-ная хроматография).

По цели хроматографирования выделяют:

 

-аналитическую хроматографию – для качественного и количественно-го анализов;

 

-препаративную хроматографию – для получения веществ в чистом виде для концентрирования и выделения микропримесей;

 

-промышленную (производственную) хроматогрфию

-для автоматического управления процессом.

 

Кроме того, хроматографию широко используют для исследования растворов, каталитических процессов, кинетики химических процессов.