Ю.А. Золотов - Общие вопросы, методы разделения (Основы аналитической химии, том 1) (1110133), страница 62
Текст из файла (страница 62)
поэтому он наиболее пригоден при определении следов. АВ+е=АВ а энергия, АВ+е= А+В х энергия. В ионизованном газе-носителе ( Н2, Не ) в качестве отрицательно заряженных частиц присутствуют только электроны. В присутствии соединения, которое может захватывать электроны, ионизационный ток детектора уменьшается. Этот детектор дает отклик на соединения, содержащие галогены, фосфор, серу, ннтраты, свинец, кислород; на большинство углеводородов он не реагирует. Пламенно-ионизационный детектор (ПИД).
Схема ПИД приведена на рис. 8.25. Выходящий из колонки газ смешивается с водородом 300 8.7. Жидкостная колоночная хроматография Жидкостная хроматография (ЖХ) — это метод разделения и анализа сей веществ, в котором подвижной фазой служит жидкость. сложных смесеи вещ веществ, чем М ЖХ именим для разделения более широкого круга метод ГХ, поскольку большинство веществ не обладает летуч л сетью, многие й вы и высоких температурах ~особенно высокомолекуляряние. В ) и агаются при переведении в газообразное состояние.
ные соединения) и разлаг сего происходит при комнатной температуре. с ЖХ разделение чаще в ности всех видов у ЖХ об словлены наличием жидкой подвижной фазы. 30) Сорбция компонентов из газа и жидкого элюента осуществляется по-разному й отличие от газа, который выполняет только транспортную функцию и не сорбнруетса неподвижной фазой, жндюя подвижная фаза — активный элюент, молекулы котореа могут сорбироваться на поверхностн. При црохожденнн через колонку находящнеса в элюенте молекулы интересующего нас компонента должны вытесннть молекулц элюента с поверхностного слоя сорбента, что приводит к уменьшенню энергни взаимолейстаия молекул вещества с поверхностью горбе»та.
Поэтому велнчины 4 пропорциональные -Лб (измененню свободной энергии), также меньше в ЖХ, чец в ГХ; диапазон лннейности изотермы сорбцин в ЖХ больше. Применяя различные элюенты, можно изменять параметры удерживания и селектнвность хроматографической системы. Возможно использование градиентного элюироаания. Селектнвность а ЖХ в отличие от ГХ определяется не только природой неподвижной фазы, но и подвижной (элюент). В классическом варианте ЖХ в стеклянную колонку длиной 1 — 2 м, заполненную сорбентом (размер частиц > 100 мкм), вводят анализируемую пробу н пропускают элюент. Скорость прохождения элюента под действием силы тяжести мала, а продолжительность анализа значительна.
Классический вариант до снх пор применяют в лабораторной практике, поскольку он не требует дорогостоящего оборудования. Благодаря использованию сорбентов с размером зерен 10 — 30 мкм, поверхностно- и объемно-пористых сорбентов с размером частиц 5 — 10 мкм, нагнетательных насосов, чувствительных детекторов произошел переход от классической к высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Быстрый массоперенос при высокой эффективности разделения позволяет использовать ВЭЖХ для разделения н определения молекул (адсорбционная н распределительная хроматографии), для разделения н определения ионов (ионообменная, ионная, ион-парная хроматографии), для разделения макромолекул (эксклюзионная хроматография). Методами аффинной н лигандообменной хроматографии разделяют биологически активные молекулы н оптические изомеры.
8.7.1. Адсорбционная хроматогрвфнн В адсорбционном варианте жидкостной хроматографии в зависимости от полярности неподвижной н подвижной фаз различают нормальнофазовую (НФХ) и обращенно-фазовую (ОФХ) хроматографии. В НФХ используют полярный адсорбент и неполярные подвижные фазы, в ОФХ— неполярный адсорбент и полярные подвижные фазы. В обоих случаях выбор подвижной фазы часто важнее, чем выбор неподвижной. Неподвижная фаза должна удержнвать разделяемые вещества. Подвижная фаза, т. е. раствори- 302 тель> д олжна обеспечить различную емкость колонки и эффективное разде- ление за приемлемое время. Неподвижные фазы. Адсорбенты различных типов (полярные и непо- лярные п ые) проявляюг неодинаковую селектнвность по отношению к разделяе- мым соединен соединениям.
В качестве алсорбентов применяют тонкоднсперсные 2 -1 пори истые материалы с удельной поверхностью более 50 м г, Полярные адсорбенты (Я02, А1202, оксиды металлов, фло- рнснл и др. им др.) имеют на поверхности слабокнслотные ОН-группы, способные удерживать веще вещества с основными свойствами. Этн адсорбенты применяют главным образом для разделения неполярных соединений н соединений со средней полярностью. Н статок полярных адсорбентов — высокая чувствительность к соедо Я— держанию воды в растворителях: например, снлоксановые группы -Я-О- !в на поверхности Я02 в присутствии воды переходят в силанольные мЯ-ОН, прн этом изменяются свойства поверхности н результаты стано- вятся невоспроизводимыми.
Для ВЭЖХ применяют полярные сорбенты с привитыми полярными группами (амины, диолы н др.), что позволяет менять селективность, подбирая подходящий элюент. Неполярные адсорбенты (графитнрованная сажа, кнзельгур, диатомит) не проявляют селектнвности к полярным молекулам. Используют также сорбенты с привитыми неполярнымн фазами, например снлнкагель с алкилснлнльными группами от Сз до Сзз. Чтобы на снлнкагель легче было пр ивить неполярную неподвижную фазу, проводят снланизацию Я02 три- м етнлхлорснланом: -бг-ОН+(СН2)282С1 ~~ = — Я вЂ” 0 — 82(СНз)з+ НС1 и получают соединения типа СН СН ! ! НС Я СН НС-Я вЂ” СНз ! ! О ОН 0 ОН О О ! О ! О ! 0 ! — ЯГ ЯЭ анировать снланольные ОН-группы снлнкагеля удается алнфатнчекр скнмн углеводородами с Сз н С4, но получить относительно высокие значения емкости к' н большее удерживание удается при введении более длинных алкнльных цепочек, предпочтительнее с С22.
Нутример, у со ента, называемого ащеточным», поверхность силикаге икагеля покрыта длинными углеводородными цепями: 303 8 (СН ),„— СН 81 — О Такие со бе р нты с успехом используют при определении многих соеди- тели (ППН . Это м Кроме указанных сорбентов, используют поверхностно-пористые -п ристые носи). о могут быть жесткие непористые носители (стеклянные ша- рики), покрытые тонким пористым слоем активного полярно п лярного или неполярсор нта. акие сор нты оказывают малое сопротивление потоку, за счет чего увеличивается скорость анализа.
фазы, поскаль она Подвижные фазы. Как уже отмечалось, в ЖХ важен выбо п важен вы ор подвижной азы, поскольку она оказывает большою влияние на селективность аз фф сгь колонки и скорость движения хроматографической по- лосы. одвижная фаза должна растворять анализируем п об, об малой вязкостью (коэффи е обы ть (коэффициенты диффузии компонентов анализиру изируемои пр должны быль достаточно большими), из нее должно быль возможным выделение разделенных компонентов.
Подвижная ф д быль ин ной по отно ная аза должна ыть ин ная д ыть инертшению к материалам всех частей хромато-„ф, бе -„афа, запасной, де- шевои, подходящей для данного детектора. вижной фазы — а ф — р сгворителя. Элюирую«1ая сила растворителя показывает, во сколько раз энергия сорбции данного элюента больше, чем энергия сорб- ции элюента, выбранного в качестве станда — „., а — „., например н-гептана. Раство- рители (элюенты) делят на слабые и сильные.
Слаб адсо б я неп ые растворители слабо со би емых ве е адсор ируются неподвижной фазой, поэтому коэффициенты асп е е нты распределения со би я, поэт р руемых веществ (сорбата) высокие. Сильные растворит р ируются, поэтому В сорбата низкие. Растворитель тем сильнее, чем вы- ше растворимость в нем анализируемой проб, ы, чем сильнее взаимодействие растворитель — сорбат. Имеются данные об относительной силе растворителей рителеи для разных адр в.
Для э з сила растворителей увеличивается в ряду: пентан (0) < < СС)4 (0,11) < бензол (0,25) < СНС!э (0,26) < СНЛС1з (0,32) < ацетон (0,47) < < диоксан (0,49) < ацетонитрил (0,5). Элюирующая сила определяется полярностью растворителя. В нормаль- но-фазовой хроматографии с увеличением полярности растворителя элюи- руюшая сила растворителя растет, в обращенно-фазовом варианте — снижа- ется. В качестве ме ы относит Гильд еб р ельнои полярности принимают параметр ранда Р. Расположение растворителей в соотв тветсгвии с возрастанием 304 их элюируюшей силы называют элюотронным рядом.
В жидкостной адсорбционной хроматографии элюотропный ряд Снайдера имеет вид (в скобках приведены значения элюируюшей силы): пентан (0) < и-гексан (0,01), гептан (0,01) < циклогексан (0,04) < СС!в (0,18) < бензол (0,32) < <СНС1, (0,38) < ацетон (0,51), этшюл (0,88) < вода, СН,СООН (очень большая). Т а 6 л и ц а 8.3. Свойства вшкиейших растворителей лля алеорбциоииой хроматографии Длина ВОЛНЫ УФ-детектора, Показатель пре" ло мления (го.с) Вязкость, сП (го с) диэлектрическая ирошша- емость Элюиру- юлжл сила лля А1эОэ Вода Формамил Уксусная кислот Очень большак «-Пента« н-Гексаи н-Гепгаи Изоокгаи циклогексаи 1эахлорил углерола диизопропиовый эфир Толуол н Пропилхлорил Беизсл Этилбромид Этиловый эфир Хлороформ Метилеихлорил р оц фураи Этиленхлорид Метилзтилкетои Ацетон Диоксаи Этилацетат Метилацетат Нитрометаи Ацетоиитрил Пир илии н-Пропаиол Этаиол Метанол Гликоль 0,00 0,0! 0,01 0,01 0,04 О,!8 0,28 0,29 0,30 0,32 0,37 0,38 0,40 0,42 0,45 0„49 0,51 0,56 0,56 0,58 0,60 0,64 0,65 0,71 0,82 0,88 0,95 1,1 1 1,84 1,88 1,92 1,94 2,02 2,24 3,8 2,38 7,7 2,28 9,34 4,33 4,8 8,93 7,58 10,7 18,5 21,4 2,2! 6,1 ! 6,68 35,9 37,5 12,4 21,8 25,8 33,6 37,7 80,4 110 6! 0,235 0,33 0,42 0,50 0,98 0,97 0,37 0,59 0,35 0,65 0,39 0,23 0,57 0,44 0,46 0,79 0,4 0,32 1,54 0,45 0,37 0,65 0,37 0,94 2,3 1,2 0,6 19,9 1,00 3,76 1,26 1,358 1,375 1,388 1,391 1,426 1,466 1,368 1,496 1,389 1,50! 1,42! 1,353 1,443 1,424 1,407 1,445 1,379 1,359 1,422 1„370 1,362 1,382 1,344 1,510 1,38 1,361 1,329 1,427 1,333 1,448 1,372 200 200 200 200 210 265 220 290 225 290 230 220 250 250 220 230 330 330 220 260 260 380 210 3!О 200 200 200 200 180 эо — аэээ 305 Для обращенно-фазовой х Роматографии на силикагеле с Сга элкютр „ ный ряд имеет вид: метанол (1,0 < его ) ац нитР ( ) ( ) пр творител виол, < и-пропаиол (10,1) < диоксан (11,7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
