part1 (1116451), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для того чтобы поместить вэту среду молекулу сорбата, необходимо образование «полости» междумолекулами растворителя. Энергетические затраты на образование такой«полости» лишь частично покрываются за счет взаимодействия полярныхгрупп в молекуле сорбата с полярными молекулами растворителя. Ваналогичном положении по отношению к растворителю находятся инеполярные молекулы неподвижной фазы. С энергетической точки зренияболее выгодно такое положение, когда поверхность раздела междуполярнойсредой(растворителем)инеполярнымифрагментаминеподвижной фазы и молекул сорбата минимальна.
Уменьшение этойповерхности и достигается при сорбции (рис. 15).66Рис. 15. К механизму обращенно-фазовой хроматографии: а — сорбатв растворе; б — сорбат на поверхности неподвижной фазы. Молекулыводы и органического растворителя обозначены светлыми и темнымикружками соответственно.Обращенно-фазовая хроматография широко применяется не толькодля разделения нейтральных соединений, но и ионогенных веществ. Впринципе, и для таких соединений процесс сорбции описываетсясольвофобной теорией.
Однако сорбаты такого рода существуют врастворе и адсорбированном состоянии, как в виде нейтральных молекул,так и в виде ионов. Каждой из этих форм соответствует свое значениефактораудерживания.ВзависимостиотрНсредыизменяютсясоотношение различных форм в растворе и факторы удерживания.В качестве подвижной фазы обычно используют смеси растворителей,т.к. это позволяет улучшить селективность и эффективность разделения иуменьшить время необходимое для его проведения.МеняясоставподвижнойфазывОФЖХ,можноизменятьудерживание в очень широких пределах. Почти для всех анализируемыхсоединений удерживание в некоторых чистых растворителях (метанол,тетрагидрофуран) пренебрежимо мало, а в чистой воде чрезвычайновелико.
Поэтому, чтобы добиться приемлемого времени удерживания,67обычнонеобходимоиспользоватьсмесиводысорганическимрастворителем – так называемым модификатором. Зависимость фактораудерживаниявеществаотсоставаподвижнойфазыописываетсяуравнениемlgk = b +pC(13),где C – концентрация органического компонента (модификатора) вподвижной фазе, b и p – константы.Припостоянныхусловияххроматографированияудерживаниеразличных сорбатов определяется следующими факторами:– гидрофобностью сорбатов;– дипольным моментом;– объемом их молекул;– поляризуемостью;– уменьшением площади неполярной поверхности при сорбции.При описании взаимосвязи удерживания и свойств сорбатов наиболеепопулярны уравнения, связывающие факторы удерживания, измеряемые вхроматографической системе, с коэффициентами распределения (чащевсего в системе октанол – вода).
Для соединений близкой структурынаблюдается линейная зависимость между логарифмами коэффициентовраспределения ифакторами удерживания:lgk' = a + blgPi(14) ,где Pi,j — коэффициент распределения вещества между водной иорганической фазами.Во многих случаях логарифм фактора удерживания линейно связан счислом повторяющихся структурных фрагментов:lgk' = a + bn(15) .Самым распространенным дескриптором является число атомов углерода.Эти соотношения полезны как при подборе состава подвижной фазыкак при разделении, так и для идентификации компонентов смеси.68Для решения каждой конкретной задачи состав как подвижной, так инеподвижной фазы должен быть тщательно подобран с точки зрения какфизических, так и химических свойств ее компонентов. Общая схемавыбора варианта ВЭЖХ в зависимости от природы разделяемых веществпоказана на рис.
16.Система для проведения разделения методом ВЭЖХ состоит изнесколькихблоков:насоса,дозатора,колонки,детектораирегистрирующего устройства.Рассмотрим основные типы насосов, используемых в ВЭЖХ.Шприцевыенасосы.Вращениепрецизионногосинхронногодвигателя преобразуется в перемещение поршня в цилиндре. Придвижении поршня подвижная фаза либо поступает в цилиндр, либовыдавливается из него. Преимущество данного типа насоса – практическиполное отсутствие пульсаций потока подвижной фазы, недостаток –невозможность создания градиента с помощью одного насоса.Пневмоусилительные насосы. Обеспечивают постоянное давлениена входе в колонку.
Преимущества – отсутствие пульсаций потока,высокаянадежность;недостаток–невысокаявоспроизводимостьобъемной подачи подвижной фазы.Плунжерные возвратно-поступательные насосы. С помощьюэлектромеханического устройства приводится в возвратно-поступательноедвижение плунжер, перемещающийся в рабочей головке, в результатечего насос либо набирает подвижную фазу, либо подает ее с заданнойскоростью. Преимущество – постоянная объемная подача подвижнойфазы, недостаток – довольно большие пульсации потока, которыеявляютсяосновнойпричинойповышенногочувствительностишумаиснижениядетектора.69Рис.
16. Выбор условий ВЭЖХ с учетом гидрофобности разделяемых веществ70Для ввода пробы в жидкостной хроматографии используютследующие типы дозаторов:– дозирующая петля– дозаторы с мембраной (без остановки потока и с остановкойпотока).Основные виды детекторов и их характеристики приведены в табл.13. Наиболее распространенным детектором в адсорбционной ВЭЖХявляется спектрофотометрический. В процессе элюирования веществ вспециально сконструированной микрокювете измеряется оптическаяплотность элюата при заранее выбранной длине волны, соответствующеймаксимумупоглощенияопределяемыхвеществ.Такиедетекторыизмеряют поглощение света в ультрафиолетовой или видимой областиспектра, причем первый вариант используется чаще.
Это связано с тем, чтобольшинство химических соединений имеют достаточно интенсивныеполосы поглощения в диапазоне длин волн 200-360 нм. Фотометрическиедетекторыимеютдостаточновысокуючувствительность.Чувствительность УФ-детектора может достигать 0,001 ед. оптическойплотности на шкалу при 1% шума. При такой высокой чувствительностиможет быть зафиксировано до нескольких нг даже слабо поглощающихУФвеществ.Широкаяобластьлинейностидетекторапозволяетанализировать как примеси, так и основные компоненты смеси на однойхроматограмме.Возможностиспектрофотометрическогодетекторасущественно расширились после появления его современного аналога –детектора на диодной матрице (ДДМ), работающего как в УФ-, так ивидимой области. В таком детекторе «матрица» фотодиодов (их более 200)постоянно регистрирует поглощение электромагнитного излучения врежимесканирования.Этопозволяетсниматьпривысокойчувствительности неискаженные спектры быстро проходящих через71ячейку детектора компонентов.
По сравнению с детектированием на однойдлине волны, сравнение спектров, полученных в процессе элюированияпика, позволяет идентифицировать разделяемые компоненты с гораздобольшей степенью достоверности.Принцип действия флуориметрического детектора основан наизмерении флуоресцентного излучения поглощенного света. Поглощениеобычно проводят в УФ-области спектра, длины волн флуоресцентногоизлученияпревышаютФлуориметрическиедлиныволндетекторыпоглощенногообладаюточеньсвета.высокойчувствительностью и селективностью. Наиболее важная область ихприменениедетектированиеароматическихполициклическихуглеводородов.Амперометрическийдетекторприменяютдляопределенияорганических соединений, которые могут быть окислены на поверхноститвердого электрода.
Аналитическим сигналом является величина токаокисления. В детекторе имеется по крайне мере два электрода – рабочий иэлектродсравнения(хлоридсеребрянныйилистальной),иногдаустанавливают вспомогательный электрод, необходимый для подавлениявлиянияомическогопадениянапряженияврастворахнизкойпроводимости. Успех определения определяет выбор материала ипотенциаларабочегоэлектрода.Вамперометрическомдетектореиспользуют электроды из углеродных материалов, наиболее частостеклоуглеродный, и металлические: платиновый, золотой, медный,никелевый. Потенциал рабочего электрода устанавливают в интервале 0 +1,3 В. Можно проводить измерения либо при постоянном потенциале,либо импульсном режиме, когда задается трехступенчатая разверткапотенциала, которая обеспечивает на разных стадиях – окислениевещества, очистку электрода и его регенерацию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
