Том 2 (1109662), страница 16
Текст из файла (страница 16)
К ним относятся толщина слоя носителя, влажностьподвижной и неподвижной фаз, температура, степень насыщенияхроматографической камеры парами растворителя, а также количество пробы (и, соответственно, размеры пятен). Поэтому предпочтительнее использовать относительные значения Rf, рассчитанные по отношению к некоторому стандартному веществу:^,отн = -Rf(B — ва)/.Rf(станд. в — ва)ю(5.57)Основным методом инструментального качественного и количественного анализа служит фотометрия диффузного отражения(раздел 3.3.2).
Чтобы сигнал линейно зависел от концентрации, используют преобразование при помощи функции Кубелки—Мунка (уравнение (3.84)). Для количественного анализа большую роль играетпоправка на сигнал фона, величина которого сильно зависит от состояния слоя носителя.По сравнению с ВЭЖХ метод тонкослойной хроматографии имеет и ряд существенных недостатков.Скорость потока подвижной фазы не может быть задана произвольно и не является постоянной величиной. Она зависит от размеров зерен носителя, вязкости растворителя и множества другихфакторов. Кроме того, она изменяется в ходе хроматографическогопроцесса, что приводит к уширению пятен.
По мере движения растворителя его скорость значительно уменьшается, поэтому длинаучастка пластинки, который может быть использован для разделения, достаточно ограничена. Соответственно, ограничено и реальнодостижимое число теоретических тарелок.При использовании многокомпонентной подвижной фазы ее состав может непрерывно изменяться в течение хроматографическогопроцесса из-за наличия многообразных равновесий между жидкой,твердой и газообразной (пространство хроматографической камеры) фазами. Это приводит к плохой воспроизводимости величин Rfи, соответственно, плохой воспроизводимости разделения как такового.Эти недостатки могут быть до некоторой степени преодолены при использовании новейшего метода тонкослойной хромато-5.4- Сверхкритическая флюидная хроматография и электрофорезграфии — радиальной тонкослойной хроматографии, использующейпринудительное движение растворителя с постоянной скоростью отцентра пластинки к периферии.5.4.
Сверхкритическая флюиднаяхроматография и электрофорезВ этом разделе мы рассмотрим последние достижения в областихроматографических и родственных методов такие, как методысверхкритической флюидной хроматографии и капиллярного электрофореза.Сверхкритическая флюидная хроматографияВ методе сверхкритической флюидной хроматографии (СФХ) подвижной фазой является так называемая флюидная фаза. Этот метод удачно сочетает в себе основные достоинства как газовой, таки жидкостной хроматографии и часто оказывается незаменим длярешения задач, которые не могут быть решены ни с помощью газовой, ни жидкостной хроматографии. Это относится, в частности, кпроблемам определения веществ, которые нелетучи, т.е. не могутбыть переведены в газовую фазу без разложения и потому не могутбыть определены методом газовой хроматографии. С другой стороны, существует много веществ, определение которых при помощижидкостной хроматографии затруднено из-за отсутствия подходящих способов детектирования.
Согласно некоторым оценкам, долязадач, не решаемых ни с помощью газовой, ни с помощью жидкостной хроматографии, достигает 25% от общего числа практическихзадач химического анализа, требующих разделения веществ. Оничасто встречаются в ходе анализа природных веществ, лекарственных препаратов, продуктов питания, полимеров, нефтей, при определении пестицидов.Как известно из курса физической химии, для любого веществасуществует некоторая критическая температура, выше которойоно ни при каком давлении не может существовать в жидком состоянии. Давление, соответствующее критической температуре, называется критическим давлением.
Совокупность критических значенийтемпературы и давления называется критической точкой. Вблизикритической точки вещество находится в так называемом сверхкритическом (флюидном) состоянии и обладает свойствами, промежуточными между свойствами газа и жидкости.88Глава 5. Хроматографические и родственные методыЛ ?.й Из физических свойств вещества в сверхкритическом состояниидля хроматографии наиболее важны плотность, вязкость и коэффициенты диффузии. В табл. 5.13 приведены сравнительные величины, характеризующие эти свойства для газов, сверхкритическихфлюидов и жидкостей.
Следствием достаточно высокой плотностифлюидов является хорошая растворимость в них многих нелетучих веществ большой молярной массы. Так, в диоксиде углерода всверхкритическом состоянии хорошо растворяются все нормальныеалканы с числом атомов углерода от 5 до 40, полициклические ароматические углеводороды.Таблица 5.13. Сравнение важных для хроматографического анализа свойстввеществ в газообразном, флюидном и жидком состояниях.Свойство,характеристикаПлотность,г-см-3Газы0,6-Ю-3 — 2-Ю-3Сверхкритические флюидыЖидкости0,2 — 0,50,6 — 2Вязкость,г-см-1-с-11-Ю-4 — 3 - Ю - 4110~4 — 310"40,2- Ю- 2 — 3 • Ю - 2Коэффициентыдиффузии, с м 2 - с - 11 - Ю - 1 — 4- Ю - 1!О" 4 — Ю - 30,2- Ю - 5 — 2- !О"-5В табл.
5.14 приведены характеристики ряда веществ в критической точке. Все эти вещества можно использовать в качестве подвижных фаз в СФХ. Обычно рабочая температура колонки составляет около 1, 2Tk, а давление — от 1 до 3 р^.Таблица 5.14. Критические величины для веществ, используемых как подвижные фазы в сверхкритической флюидной хроматографии.ФлюидТемп. Т к , ° СДавл.CO 231,37,390,468N2O36,57,270,457Pk,МПаПлотн. dk, г-смNH 3132,511,400,235Метанол239,48,100,272н-Вутан152,03,800,228Дихлордифторметан111,84,120,558Диэтиловый эфир195,63,640,2653Для большинства веществ, приведенных в табл. 5.14, критические температуры и давления относительно невелики и не выходят5.4- Сверхкритическая флюидная хроматография и электрофорезза пределы обычных для газовой и высокоэффективной жидкостнойхроматографии рабочих диапазонов.
В силу этого и аппаратура дляСФХ мало отличается от газовых и жидкостных хроматографов ипредставляет собой в некотором роде их гибрид.Особенности свойств сверхкритических флюидов могут быть использованы и для сверхкритической флюидной экстракции в процессе пробоподготовки. В промышленности сверхкритическая флюидная экстракция широко используется для извлечения кофеина изкофе и никотина из табака.АппаратураКак уже упоминалось, флюидный хроматограф устроен как комбинация отдельных узлов аппаратуры для высокоэффективной жидкостной и газовой хроматографии.
Важным требованием являетсяподдержание постоянства температуры колонки. Это обеспечивается при помощи термостатируемых печей, подобных тем, чтоиспользуются в газовой хроматографии. Кроме того, в колонке необходимо постоянно поддерживать давление, достаточное для того,чтобы подвижная фаза все время находилась в сверхкритическомсостоянии. На выходе же из колонки давление сбрасывают. При этомподвижная фаза переходит в газообразполимерное покрытиен о е состояние, и для детектирования ис/_^^^пользуют обычные для газовой хрома'ZZ^^===~"TZ^^ тографии методы.
Для сброса давления"служат устройства, называемые дроссеРис. 5.41. Вытянутый ка- лями. Они представляют собой капилпилляр — дроссель давления ляры длиной от 2 до 10 см с внутрендля капиллярной СФХ.н и м диаметром, приблизительно в 10 разменьшим, чем внутренний диаметр колонки (5-10 и 50-100мкм, соответственно). В простейшем случаекапиллярный дроссель насаживают непосредственно на выходноеотверстие колонки (рис. 5.41).Давление в системе следует контролировать с высокой точностью, поскольку от величины давления зависит плотность флюида и,соответственно, коэффициенты емкости.
При повышении давлениявозрастают плотность и элюирующая способность флюида, и времена удерживания уменьшаются. Так, повышение давления флюидаСОг от 7 до 9 МПа приводит к уменьшению времени удерживания с25 до 5 мин. В СФХ используют и прием градиентного программирования давления, полностью аналогичный программированию тем-Глава 5. Xpоматографические и родственные методы>t•пературы в газовой хроматографии или состава подвижной фазы вжидкостной хроматографии.Неподвижные и подвижные фазыВ СФХ применяют как набивные, так и капиллярные колонки.
Набивные колонки аналогичны тем, что применяются в распределительной ВЭЖХ. Они также имеют внутренний диаметр от 0,5 до4,6 мм, длину до 25 см и заполняются частицами размером от 3 до10 мкм.Капиллярные колонки подобны применяемым в газовой хроматографии. Их изготавливают из плавленого кварца. Неподвижнуюфазу наносят на внутреннюю силанизированную поверхность в виде тонкой жидкой пленки или химически связывают с ней. Длинакапиллярных колонок обычно составляет 10-20 м, внутренний диаметр — от 0,05 до 10 мм, толщина слоя неподвижной фазы — от0,05 до 1 мкм.В качестве подвижной фазы чаще всего используют диоксидуглерода. Он удобен в работе, дешев, нетоксичен, не обладает запахом и не обладает светопоглощением в УФ-области вплоть до 190 нм.Критические характеристики СО2 (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
