Г. Юинг - Инструментальные методы химического анализа (1115206), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Колонки первого типа стбят дороже, однако они вытесняют последние, поскольку вымывание из них неподвижной фазы практически исключено. На рис. 21-2, б приведена хроматограмма, полученная при разделении на колонке с химически привитой жидкой фазой. Ионообмеииая хроматография Ионообменные смолы представляют собой высокополимеризованные структурированные органические материалы, содержащие большое число кислотных или основных групп. Хотя смолы нерастворимы в воде, их активные группы гидрофильны и имеют различную степень сродства к ионам в растворе.
Четыре !9,2 !4,4 9,6 4,6 О Время, мам а Эййел. тнааыа ылторзлл рй Область орамеаелая Прлрода смолы Клаас омолм 1 — 14 Сульфнрованный по- лнстнрол Снльнокнслоткый ка- тнонообменннк 5 — 14 Карбокснлнрованный полнметакрн- лат Слабоккслотный ка. тнонообменкнк О 2,4 4,6 7,2 9,6 В!ммя, мим б 0 — !2 Снльноосновные аннонообменннкн Полнстнрол с группамя четвертнчного аммония Полнамннполнстнрол нлн феннл- формальдегнд 0 — 9 Слабоосновные аннонообменннкн Рнс. 21.2.
Хроматограммы пластификаторов на основе эфиров фталевой кяслоты днбензнлфталата (!), децнлбензнлфталата (2) к дндецнлфталата (3), полученные методом ЖЖХ с нормальной фазой (а) н обращенной фазой (б) [!1. Обратите вннманне на противоположное направленне шкалы временн. а: прибор Вариан аэрограф 4000; колонка 50 см)(2,4 мм, 1 % ОДПН на чешуйчатом снлнкагеле; подвижная фаза нзооктан; объемная скорость 25,2 мл)ч; УФ-детектор; б: прибор Варнак аэрограф 4100; колонна 50 см Х Х2,1 мм, пораснл С с химически привитым октадецнлснланом; подвижная фаза от 30% СНЯОН в Н20 до 50% СНЯОН в НЯО со скоростью 4,2%[мнн! объемная скорость 40 мл/мнн; УФ-детектор. Таблица 2!.!.
Ионные смолы для хроматографии [2201 Разделенне катнонов, неорганнческнх соединений, лантанондов, внтамннов Б, пептндов, амннокнслот Разделенне катнонов, переходных элементов, амннокнслот, органнческнх основаннй, антябнотнков, бнохнмнческне разделення Разделение аннонов, галогенов, комплексов витамина В жирных кислот Раэделеняе аннонных комплексов металлов, аннонов разлнчных зарядов, амннокислот, внтамн- нов 434 Глава 21 Жидкостная хроматография 435 существующих типа смол и некоторые примеры их применения перечислены в табл. 21-1.
Важное значение имеет величина рабочего интервала рН. При РН ниже 5 слабокислотные смолы диссоциированы так мало, что обмен катионов практически не происходит. То же справедливо для слабоосновных смол при РН выше 9. Для иллюстрации многосторонних возможностей ионообменной хроматографии рассмотрим три примера. Вначале обсудим разделение простых катионов на сильнокислотном ионообменнике. Относительное сродство однозарядных ионов изменяется в ряду 11+<Н+<Ь[а+<[т[Н4+<К+<ЙЬ+<Сз+<Ад+<Т[+ (т.
е. наименее прочно на смоле удерживается Ь|+). Аналогичный ряд для двухзарядных катионов выглядит так: [)Озз+<Мдт+< <упз+<Сох+<Спт+<Сс[з+<[т[[х+<Саа+<ягх+< РЬ'+<Ва'+. Рис. 21-3 демонстрирует полное разделение [х[а+ и К+ [5). Пробу вводили на колонку и элюировали 0,7 М соляной кислотой. Штриховой линией показаны кривые, рассчитанные исходя из распределения Гаусса. Средняя величина ВЭТТ составляла 0,5 мм. Следующий пример (рис. 21-4) — разделение ионов ряда переходных металлов на сильноосновном анионообменнике (6]. Смолу предварительно перевели в С! -форму, обработав 12 М соляной кислотой.
Введенцую на колонку пробу элюировали последовательно все более разбавленными растворами соляной кислоты. Ионы [ь[[(П) совсем не удерживаются даже из концентрированной НС1. Разбавление раствора НС1 до 6 М приводит к элюированию ионов Мп(11); ионы Со(П), Сп(П), Ре(П1) и 2п (П) элюируются при концентрации НС1 4, 2,5, 0,5 и 0,005 М соответственно. Эта последовательность злюирования отражает относительную устойчивость хлоридных комплексов в реакциях типа СоС14т — Сот++4С[, а также различия в сродстве смолы к указанным ионам и хлорид-иону. Ионообменная хроматография — очень полезный способ раз' деления смесей биохимически важных соединений. С помощью параллельно установленных колонок с анионо- и катионообменниками (7) было осуществлено разделение более чем 100 компонентов мочи.
На рис. 21-5 показаны идентифицированные с помощью фотометрического детектора пики 46 компонентов смеси аминокислот. Несколько фирм выпускают хроматографы, специально предназначенные для анализа аминокислот, так называемые аминокислотные анализаторы. Следует упомянуть о том, что ионный обмен находит важное применение в аналитической химии помимо хроматографии. Сюда относятся устранение мешающих ионов и предварительное концентрирование микроколичеств ионов Лля дальнейшего 20 с» ~" 12 В в Ю 4 400 440 480 520 Ббо бОО 840 080 Обьем элюирабонин, мл Рис, 21-3.
Разделение ионов натрия и калия методом ИОХ на катионите дауэкс-50 при элюнровании 0,7 М НС! [51. 2,57»х НС! и» Е5 з4 ейз 'г 0 10 20 30 40 50 80 70 80 90 100 110 120 !убьем элюон»а., мл Рнс. 21-4. Разделенае нескольких переходных металлов методом ИОХ на аннонообменной смоле дауэкс-1 при элюнровании НС! с постоянно понижа. юшсйся концентрацией [51. 436 Глава 2) Жидкостная хроматография 437 х ь' 6\ сг ф гао сц о о г. хх ф о ~ ь' о х х ф оо а) нпнпгф сг о \'Ъ ошоиолн ниданогнюдонлглноггонгши-и-7 НЫааноьнлсон1оу Нпгпшопгипшан С нпспшопгипшанч нлгпшол) но со)г нпшпнос Гчионн оь) нпнпшоасг) нпсльп Оьх)епгоиио и-7'а ча о й ох хо ха 1о ох ох и СО о хо лопни~ нпньионошс о НЛШОПЬОНО) ьшоигпи ььн ж,н„ о х 9 х сшито гг ььниюшгхпонпнн г) Нппоин-О) ниноиьи)гнаф нпсш)ОГ нпьеаиоон нпяочс Нлноаиоси ншопшошгппойго л 7' нпнопиган [ЧНОННЗД) НПШОПД нпиг)И (игягнзс'2) ьшшхгш ьънииоон-и-онхгньх (чимнгс'с) нхгхошпн Нлпоии юхли нпио)и (чноннгь'и) ьшоихн ногогхипгоонфги-ф юшвайгн4нлн,ь~д„', „„ ГЧШНН 'С)НПНО 47 и)игнвгн иогонпгогоаои Гчххн4гг) онлпгга~ш~ Гхснниь) нлни Й ~чй)йод Мс~ хх хи Ог х хф а о ох о хо» хоп х 1о х х о.
о и о ЧО о, о о и оф о.х ф о ог х'" хо х с'г х х о ° ф х ох сг х изучения этого вопроса рекомендуется обратиться к специальной литературе (см., например, [8] и содержащиеся там ссылки) . Ион-парная хроматография (ИПХ) Этот особый вид ЖЖХ обычно применяется для разделения способных к ионизации соединений, состоящих из катиона С+ и аниона А, каждый из которых растворим в воде, в то время как ионная пара С+А- растворима только в неводном растворителе, Колонки для ИПХ могут быть заполнены твердым носителем с нанесенной или химически привитой неподвижной жидкой фазой, Разделение методом ИПХ можно проводить и на нормальных, и на обращенных фазах.
ИПХ вЂ” очень эффективный метод разделения карбоновых или сульфоновых кислот (при использовании в качестве противоиона иона тетраалкиламмония), а также аминов (в присутствии перхлората в качестве противоиона). Более подробно этот вопрос освещен в литературе, см., например, [3]. Молекулярные сита и гель-проникающая хроматография [9] Термином молекулярное сито называют класс высокопористых природных и синтетических кристаллических материалов, включая )(еолиты, в которых все поры имеют примерно одинаковые размеры [10]. Синтетические материалы этого класса выпускают в гранулированном виде с диаметром пор от 0,4 до 1,5 нм, т, е. того же порядка, что и размеры органических молекул с малой молекулярной массой. Молекулы, размеры которых меньше, чем диаметр пор, легко диффундируют внутрь гранул и прочно адсорбируются там, а молекулы большего размера в поры вообще не попадают.
Ситовые материалы, используемые в колонках, обеспечивают эффективное удаление маленьких молекул из потока, позволяя более крупным молекулам беспрепятственно проходить через колонку. В табл. 21-2 перечисляется несколько веществ, адсорбирующихся некоторыми типами сит, выпускаемых одной из фирм. Очевидно, что этот тип разделения может иметь большое значение. Поскольку в данном случае разделение основано не на различии в коэффициентах распределения, математические соотношения, выведенные в гл. 19, не применимы, и метод, строго говоря, не является хроматографическим.
Молекулярно-ситовый эффект получил распространение и в хроматографии, в частности в методе, получившем название гель-проникающая или гель-фильтрационная хроматография (ГПХ или ГФХ). Неподвижная фаза состоит из гранул пори- Жидкостная хроматография 439 438 Глава 21 (ЗХ !4А я аА нс вдсорбя- руютвя! аА (4А яв вдсорбярувтся! Пропан и высшие и-парафины Бутон и высшие н-олефины и-Бутанол и высшие ы.
спирты Цнклопропаи Фреон-12 Разветвленные парафины Этап, пропав Этилеи, ааетилен Бензол и другие аромати. ческие соединения Разветвленные (вторичные и третичные) спирты Циклогексан Тетрахлорид углерода, гексафторна серы, трнфторид бора Метанол, зтанол, ы.про- панол Вода, аммиак, дноксид углерода, сульфид во- дорода Интервал молекулярных масс Рввмвр яор. нм Градиентное элюироваиив 1О 50 100 104 104 104 700 (0,05 — 1) 104 (0,1 — 20) 104 (1 — 20) 104 (1 — 20) 10' (5 )10),104 С рвврвшсняя фярмы (Чвмгв Аввос(в(вв. Таблица 27-2. Разделение компонентов иа молекулярных ситах Линде 1211 Адсорбяруытся яв ситах Таблица 21-3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
