О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Наоборот, чем меньше растворимость, тем ближе будет зона определяемого вещества к точке старта. Растворители, используемые в бумажной хроматографии, располагают в так называемый миксотропный ряд по гидрофильности и полярности в порядке уменьшения значений этих параметров: Хлороформ Бенэол Толуол Кснлол Четыреххлорнстый углерод цнклогексан Гексан Керосин вгрегв-Бутнловый спирт Метнлэтнлкетон цнклогексанон л-Бутнловый спирт Зтнлацетат Фуран Днэтнловый эфир Метнленхлорнд Вода Формамнд Муравьнная кислота Апетонитрнл Метнловый спирт Уксуснав кислота Этнловый спирт Изопропнловый спирт Апетон 450 Если вещество обладает очень высокими гидрофильными свойствами, то применяют растворители с большим содержанием воды, например, смесь уксусной кислоты, н-буганола, воды в соотношении В4:5 (в н-бутаноле растворяется до 30% воды).
Для хроматографирования среднегидрофильных веществ используют растворители средней полярности, например, этилацетат, хлороформ при насыщении их водой. Обычно смесь растворителей подбирают таким образом, чтобы вещество после хроматографирования находилось приблизительно в середине хроматограммы. Это соответствует примерно одинаковой растворимости вещества в обеих фазах. Но может оказаться, что зона данного вещества накладывается на зону другого вещества. В таком случае добавляют растворитель, близкий по полярности, но с разной разделяющей способностью. Хроматографнческие параметры.
Скорость перемещения по бумаге разделяемых веществ определяется соответствующими коэффициентами распределения Кд (см. разд. 5.!.3). Чем меньше величина К, тем быстрее вещество передвигается по бумаге. Определить К непосредственно из хроматографического эксперимента, т.
е. найти концентрацию в подвижной и неподвижной фазах, довольно сложно. Поэтому в качестве основной характеристики удерживания вещества, показывающей положение его зоны на полоске хроматографической бумаги, используется фактор Аг(5.4), определяемый как отношение скорости (или расстояния) движения фронтов зоны и подвижной фазы (см.
рис. 5.2): Я,= 1/2. где / — расстояние от линии старта до середины зоны хроматографируемого соединения, см; Л вЂ” расстояние, пройденное подвижной фазой от стартовой линии до линии фронта. Таким образом, величина Я указывает на местоположение зоны вещества на хроматограмме. Если Я = 0,5, значит зона распоу ложена на середине пути подвижной фазы. Фактор Ауменяется от 0 (зона на старте) до значения, близкого к 1 (зона движется с фронтом подвижной фазы). Величина Я~ не зависит от концентрации определяемого вещества (если не превышена емкость бумаги) и от присутствия других веществ, но зависит от ряда других факторов: от природы вещества (возможны пространственные затруднения, возникающие при взаимодействии с растворителем функциональной группы определяемого вещества); от природы подвижной и неподвижной фаз; от сорта бумаги и от температуры. Значения Я-для многочисленных веществ при определенных условиях приведены в справочной литературе.
Разделение двух веществ возможно, если Я ~ Я и Л)! > 0,1. 1 2 Критерий разделения Л рассчитывается по формуле 2 гз!з ! (У1+ У2) Коэффициент распределения связан с Яу соотношением: ):я (5.59) где )'„/Ä— отношение объемов подвижной и водной фаз в полоске бумаги, которое находится экспериментально взвешиванием хроматографической полосы до и после эксперимента. Для более строгого вычисления Кд требуется измерить отношение плошадей поперечного сеченйя подвижной А„ и неподвижной А„фаз: Ап (! !) А„ Я. (5.60) 451 Зависимость формы зоны (пятпа) от вида изотермы распределения.
Нанесенная на старт капля раствора образует круглое пятно (зону), которое при хроматографировании, перемещаясь по бумаге, размывается и увеличивается в размерах (согласно закону размывания зон, разд. 5.1.4), сохраняя либо круглую форму (в случае линейной изотермы распределения, когда размывание происходит без деформации), либо может образовывать "хвосты" (см.
рис. 5.4) (в случае выпуклой и вогнутой изотерм, размывание фронта или тьиа зоны сопровождается деформацией пятна). Образование "хвостов", которые могут тянуться через всю хроматограмму, приводит к наложению зон и, следовательно, к плохому разделению. Обычно это бывает, когда экспериментальные условия не соот- Рве. 5.х7. Получение восхолягией (а) и нисхоляшея (а) хромагограмм 452 ветствуют линейному отрезку изотермы. Искривление изотермы распределения наблюдается при увеличении пробы (превышена емкость бумаги или низкая растворимость вещества, при неудачном составе подвижной фазы), а также при диссоциации хроматографируемых веществ или, наоборот, за счет их ассоциации.
Поэтому в случае образования асимметричных зон необходимо изменить условия хроматографирования: уменьшить концентрацию разделяемых вешеств без изменения состава подвижной фазы; добавить к подвижной фазе более сильную кислоту (или, реже, гидроксиды), заменить подвижную фазу на более полярную, Как правило, изотерма распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами линейна в ббльшем интервале концентраций, чем изотерма адсорбции.
Исходя из этого, условия хроматографирования подбирают таким образом, чтобы получалось круглое пятно с резкими краями, что возможно лишь при линейной изотерме распределения. Такая форма зоны вешества даст более четкое разделение и удобна для последую)цего качественного и количественного анализа. Эффективность разделения в бумажной хроматографии, как и в других видах хроматографии, определяется числом теоретических тарелок У (уравнение 5.2!) и высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) (уравнение 5.23).
Типы хроматограмм. В зависимости от направления движения подвижной фазы различают несколько способов получения хроматограмм: восходяший и нисходящий, линейные способы, круговой, электрофоретический, двумерный и др. В восходяшем варианте разделения лист хроматографической бумаги опускают в подвижную фазу ниже линии старта и за счет капиллярных сил подвижная фаза перемещается вверх по вертикально закрепленному листу (рис. 5.2?). Из-за действия силы тяжести растворитель, как правило, не поднимается выше 20 — 22 см. Поскольку длина пробега подеу б вижной фазы в этом случае невелика, то восходящий вариант применяют для разделения веществ с большим различием величин Л-. В нисходяшсм вариантс бумага верхним концом погружается в подвижную фазу (см. рис.
5.27) и подвижная фаза под действием силы тяжести и капиллярных сил движется сверху вниз. В этом случае длина пробега подвижной фазы не ограничена и можно Рис. д 28 Получение двумерной хромагограммы Г(круг) l",Г(лии1 (5.61) Электрофоретические хроматограммы получают при совмещении распределительной бумажной хроматографии и электрофореза, который позволяет разделять заряженные соединения. Этот метод повышает степень разделения близких по свойствам веществ.
Оборудование. Методика эксперимента. Применяемая в бумажной хроматографии аппаратура отличается своей простотой и доступностью, что выгодно отличает этот метод от колоночной хроматографии. Хроматографирование проводят в хроматографической камере, в качестве которой можно применить любой сосуд с герметической крышкой, чтобы не происходило испарения растворителя, которое может привести к нежелательному изменению состава одной или обеих фаз. Таким сосудом может быть цилиндр, высо- 453 разделять смеси веществ с близкими значениями А . Если подвижная фаза движется в одном направлении, то получают одномерную хроматограмму. На одномерной хроматограмме в одной подвижной фазе не всегда можно разделить сложную смесь веществ — тогда применяют двумерный вариант бумажной хроматографии.
Для этого подвижную фазу пропускают в одном направлении, достигая группового разделения, т. е. получают зоны, состоящие из нескольких веществ, затем лист бумаги высушивают, поворачивают на 90* и погружают в другую подвижную фазу, где происходит разделение пятен, не полностью разделившихся в первом направлении движения (рис. 5.28). Круговые хроматограммы получают при радиальном перемещении растворителя по плоскости листа бумажной хроматограммы, в центр которого сверху или снизу непрерывно подается подвижная фаза (по фитилю или из капельной воронки). Разделяемые вещества на круговой хроматограмме располагаются концентрическими полосами. Для круговой хроматограммы применимо следующее соотношение: кий стакан, эксикатор, чашка Петри (для круговой хроматографии).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
