книга 1 (1110134), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Подвижная фаза, т.е. растворитель, должна обеспечить различную емкость колонки и эффективное разделение за приемлемое время. Неподвижные фазы. Адсорбенты различных типов (полярные и неполярные) проявляют неодинаковую селективность по отношению к разделяемым соединениям. В качестве адсорбентов применяют тонкодисперсные пористые материалы с удельной поверхностью более 50 мэ гч. Полярные адсорбенты (510ь 51гРэ, окснды металлов, флорисил и др.) имеют на поверхности слабокислотные ОН-группы, способные удерживать вещества с основными свойствами.
Эти адсорбенты применяют главным образом для разделения неполярных соединений и соединений со средней полярностью. Недостаток полярных адсорбентов — высокая чувствительность к содержанию воды в растворителях: например, силоксановые группы 339 Н)-0-01 — на повеРхности ЯОз в присутствии воды перехо силанольные И~О)-ОН, при этом изменяются свойства поверхн результаты становятся невоспроизводимыми. Для ВЭЖХ прим полярные сорбенты с привитымн полярными группами (амины, и др.), что позволяет менять селективность, подбирая подхо элюент. Н е и о л я р н ы е ад с о р бе н ты (графитированная кизельгур, диатомит) не проявляют селективности к полярным кулам. Используют также сорбенты с привитыми неполярными ми, например силикагель с алкилсилильными группами от Сз Чтобы на силнкагель легче было привить неполярную неподв фазу, проводят силаннзацию %0з триметилхлорсиланом =-5т — ОН + (Сна)от С1 — ~п — 0 — Нт(СНз)з + НС) и получают соединения типа СН.
СН ! НзС вЂ” 51 — Сна НзС вЂ” Б( — СНз ! ! 0 ОН 0 ОН вЂ” О ! О ! О ! О ! О ~Бт~ ~Й' ~ 01'~ ~'Бт ~~ ~Й— ! ! ! ! Экранировать силанольные ОН-группы силикагеля удастся алифатнческими углеводородами с Сс и Са, но получить относительно высокие значения емкости х' и большее удерживание удается при введении более длинных алкильных цепочек, предпочтительнее с См Например, у сорбента, называемого "щеточным", поверхность силикагеля покрыта длинными углеводородными цепями: -~01 — 0 "ун( О 01(СНз)1 СНз ~Я вЂ” 4) Такие сорбенты с успехом используют прн анализе многих соединений. Кроме указанных сорбентов используют поверхностно-пористые носители (ППП).
Это могут быть жесткие непористые носители (стеклянные шарики), покрытые тонким пористым слоем активного полярного или неполярного сорбента. Такие сорбенты оказывают малое сопротивление потоку, за счет чего увеличивается скорость анализа. Подвижные фазы. Как уже отмечалось, в ЖХ важен выбор подвижной фазы, поскольку она оказывает большое влияние на селективность ИО разделения, эффективность колонки и скорость движения хроматографической полосы. Подвижная фаза должна растворять анализируемую пробу, обладать малой вязкостью (коэффициенты диффузии компонентов анализируемой пробы должны быть достаточно большими), из нее должно быть возможным выделение разделенных компонентов. Подвижная фаза должна быть инертной по отношению к материалам всех частей хроматографа, безопасной, дешевой, подходящей для данного детектора. Как было сказано, разделения достигают, меняя элюирующую силу подвижной фазы — растворителя.
Элюирующая сила растворителя показывает, во сколько раз энергия сорбции данного элюента больше, чем энергия сорбции элюента, выбранного в каче~таз стандарта, например я-гептана. Растворители (элюенты) делят на слабые и сильные. Слабые растворители слабо адсорбируются неподвижной фазой, поэтому коэффициенты распределения сорбируемых веществ (сорбата) высокие Сильные растворители сильно адсорбируются, поэтому д сорбата низкие.
Растворитель тем сильнее, чем выше растворимость в нем анализируемой пробы, чем сильнее взаимодействие раствори- тель — сорбат. Имеются данные об относительной силе растворителей для разных адсорбентов. Для 810з сила растворителей увеличивается в ряду: пентан (0) < СС1з (0,11) < бензол (0,25) < СНС1з (0,26) < СНэ01з (0,32) < < ацетон (0,47) < диоксан (0,49) < ацетонитрил (0,5). Злюирующая сила определяется полярностью растворителя. В нормально-фазовой хроматографии с увеличением полярности растворителя элюирующая сила растворителя растет, в обращенно-фазовом варианте — снижается. В качестве меры относительной полярности принимают параметр Гильдебранда Р. Расположение растворителей в соответствии с возрастанием их элюирующей силы называют элюоглропкьье рядо,а.
В жидкостной адсорбционной хроматографии элюотропный ряд Снайдера имеет вид (в скобках приведены значения элюирующей силы): пентан (О) < я-гексан (0,01), гептан (0,01) < циклогексан (0,04) < СС1э (0,18) < бензол (0,32) < СНС1э (0,38) < ацетон (0,51), этанол (0,88) < вода, СНэСООН (очень большая). Для обращеино-фазовой хроматографии ва Сж элкютропиый ряд имеет внд: метанол (1,0) < ацетонитрил (3,1), этанол (3,1) < изопропанол (8,3) < я-пропанол (10„1) < диоксан (11„7). Свойства важнейших растворителей приведены в табл.
8.3. Часто применяют не индивидуальные растворители, в их смеси. Незначительные добавки другого растворителя, особенно воды„существенно увеличивают элюирующую силу элюента. Например, к- 341 Т а б л и ц а 6.3. Свойства валснейщих растворителей для адсорбцианн хроматографии Показа- Элюент Элюи- Диэлект- рическая прони- цаемость Вязкость, сП (20 С) Длин волнь УФ-д р ющая сила для И.,Оз прелом- ления ктор нм (20'С) Вода Формами д Уксусная кислота 342 н:-Пентан н-Гексан н-Гептан Изооктан Цнклогексан Тетрахлорид углерода Диизопропиловый эфир Толуол и-Пропилхлорид Вен зол Этилбромид Этиловый эФир Хлороформ Метиленхлорид Тат рагидрофуран Этиленхпорнд Метилзтнлкетон Ацетон Диоксан Этилацетат Метилацегат Нитромстан Ацетонитрил Пиридин и-Пропанол Этанол Метанол Гликоль 0,00 0,01 0,01 0,01 0,04 0,18 0,28 О,гзо 0,30 0,32 0,37 О,З8 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 1,11 Очень 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 2,21 6,11 6,68 37,5 12,4 21,8 25,8 33,6 37,7 80.4 110 6,1 0,235 0,33 О,42 О,5О 0,98 О„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 аз 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 1,501 1,421 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 ЗЗО 330 220 260 260 380 210 310 200 200 200 200 180 пеитан (0,00), н-пентан+10% изопропилхлорида (0,10), и-пентан+4% эфира (0,2) и т.д.
При разделении многокомпонентных смесей одна подвижная фаза в качестве элюента может не разделить все компоненты пробы за приемлемое время, в этом случае применяют метод ступенчатого или грвдиентного элюироваиия. Для увеличения силы элюента в процессе хроматографирования последовательно применяют все более сильные элюенты. Это позволяет элюировать все более сильноудерживаемые вещества эа меньшее время Установлены некоторые эмпирические пранила, помогающие при выборе элюента. Сорбция, как правило, увеличивается с ростом числа двойных связей и ОН-групп в соединениях.
Сорбция уменьшается в ряду органических соединений: кислоты > спирты > альдегиды > > кетоны > сложные эфиры > ненасыщенные углеводороды > насыщенные углеводороды. Для разделения веществ разной полярности и для разделения соединений разных классов применяют нормально-фазовую хроматографию: из неполярных подвижных фаз соединения разных классов выходят из колонки с полярным адсорбентом за разное время (время удерживания соединений с разными функциональными группами увеличивается при переходе от неполярных соединений к слабополярным).
Для очень полярных молекул гл так велики, что при использовании неполярного элюента анализ невозможен. Для уменьшения времени удерживания полярных сербатов переходят к полярным элюентам. В обращенно-фазовом варианте неподвюкная обращенная фаза сильнее адсорбирует неполярные компоненты из полярных элюентов, например из воды. Снижая полярность элюента добавлением менее полярного растворителя (метанол), можно уменьшить удерживание компонентов.
Механизм удерживания в ЖХ чыце бывает смешанным, т.е. удерживание происходит по адсорбционному, распределительному, зксклюзионному механизмам. Выделить преобладающий тип часто сложно или невозможно. В адсорбционной хроматографии распределение горбата между подвижной жидкой и неподвижной твердой фазами происходит за счет взаимодействия двух видов: неспецифических (дисперсионные, индукционные, орнеитационные) и специфических, вносящих основной вклад в величины удерживания, под которыми понимают, например образование водородных связей с неподвижной твердой фазой. Механизм удерживания зависит от природы сорбента.
На полярных алсорбентах удерживание компонентов пробы обусловлено их взаимодействием с гидроксильными группами адсорбента (силикагель, оксид алюминия и др.) с образованием Н-связей. Полярные молекулы удерживаются сильнее неполярных. На обращение-фазовых сорбентах с привитыми фазами Сы механизм 343 удерживания более сложен. Привитые молекулы См удерживают сорбат за счет неспецифических взаимодействий. Кроме того, возможно взаимодействие силанольных групп, не прореагировавщих с октадецилсиланом иэ-за стерических препятствий, с молекулами растворителей, а также с металлами и другими компоневтаии по механизму ионного обмена. Также было высказано предположение, что на поверхносги нщегочногое сорбента эа счег адсорбции удерживается слой жидкой фазы, обогащенной менее полярным растворителем иэ подвижной фазы, т.е.
состав этого слоя отличается от состава подвижной фазы, и разделение происходит эа счет распределения компонентов между двумя несмешивающимися жидкостями. Поэтому разделение на пщеточных" сорбептах иногда относят к распределительной хроматографии. Четко разграничить адсорбционную и распределительную хроматографии трудно. 8.7.2. распределительная хроматография Метод распределительной или жидкость-жидкостной хроматографии основан на распределении вещества между двумя несмешивающимися жидкостями, подобно тому, как это происходит в многократной ступенчатой экстракции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
