123305 (598577), страница 23

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 23)

Модифицированные сорбенты можно получить за счёт химической модификации силикагеля, силановые группы на поверхности силикагеля заменяют на различные органические соединения, что приводит к изменению селективности НФ.

│ │ │

O O O

│ │ │

• Si — O — Si — O — Si —

│ │ │

O O O

│ │ │

Si — O — Si — O — Si —

│ │ │

O O O

│ │ │

(силикагель)

В качестве полярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми цианопропильными, аминопропильными, оксипропильными группами и др. (в, г).

На модифицированных полярных сорбентах значительно быстрее устанавливается равновесие при переходе от элюента, меньше погрешности анализа.

В качестве неполярных модифицированных сорбентов используют силикагели с привитыми этильными (С₂), октильными (С₈), октадецильными (С₁₈) и фенильными радикалами. Эти сорбенты имеют большое сродство к гидрофобным молекулам (а, б, д).

5.1.4 Распределительная хроматография

Распределительная хроматография является разновидностью жидкостной и основана на распределении вещества между двумя несмешивающимися фазами.

В качестве основного показателя в этом методе является коэффициент равновесного распределения, вернее различие в величинах коэффициентов распределения отдельных компонентов раствора между двумя ненасыщенными растворителями.

При распределительной хроматографии носитель пропитывается одним из растворителей — “неподвижный” растворитель (например, водой пропитывают бумагу или силикагель). Другой растворитель (например, хлороформ) является “подвижным” растворителем и его пропускают через колонку носителя.

В качестве неподвижного растворителя чаще всего используют полярные жидкости — воду, H₂SO₄, CH₃OH и др., в качестве подвижного растворителя применяют менее полярные жидкости, органические растворители.

Анализ может проводиться как в колонке, так и на бумаге и на пластинке — в тонком слое.

При обработке носителя неподвижным растворителем — на поверхности носителя образуется тонкая жидкая плёнка, колонка считается подготовленной к работе. После этого через колонку начинают пропускать исследуемую смесь в подвижном растворителе.

Подвижный и неподвижный растворители подбирают в зависимости от природы носителя.

Если носитель гидрофильный, то неподвижным растворителем должна быть вода, а подвижным растворителем — органический малоподвижный растворитель.

Если носитель гидрофобный, то неподвижным растворителем должно быть органическое вещество, а подвижным растворителем — вода. (Полярный растворитель всегда вытесняет менее полярный из полярных сорбентов).

Порцию исследуемой смеси, растворённой в подвижном растворителе, вводят в колонку и после того, как она впитывается верхней частью колонки, начинают промывание колонки подвижным растворителем.

В процессе промывания происходит непрерывное перераспределение веществ смеси между двумя несмешивающимися жидкими фазами.

Так как разные компоненты смеси имеют различные коэффициенты распределения, то и скорость передвижения компонентов по колонке различна. Наибольшей скоростью продвижения по колонке будет обладать тот компонент смеси, который имеет наибольший коэффициент распределения.

Краспр. =

т.е. отношение концентрации растворённого вещества в подвижной фазе (г/л) к его концентрации в неподвижной фазе (г/л). если коэффициенты распределения отдельных компонентов смеси достаточно между собой различаются, то при промывании колонки образуются отдельные зоны чистых веществ, т.е. происходит полное разделение смеси. (Чем больше Краспр., тем быстрее вещество движется по колонке).

Например, смесь веществ А и В пропускают через воронку в подвижном растворителе, причём Краспр. компонента В больше Краспр. компонента В, поэтому скорость распределения компонента А будет больше и компонент А уходит вниз колонки.

В

В

А Первичная

позиция А

Промывая колонку растворителем между компонентами образуется чёткая граница.

При дальнейшем промывании из колонки будет вытекать:

Подв.раств. + А

Подв.раств.

Подв.раств. + В

Разновидностью распределительной хроматографии является бумажная и тонкослойная.

В тонкослойной — разделение проводится на пластинках, покрытых тонким слоем окиси алюминия, силикагеля или другого сорбента, который удерживает неподвижный растворитель. Нижний край пластинки с нанесённой на неё пробой опускают в подвижный растворитель.

Хроматография на бумаге является разновидностью метода распределительной хроматографии, носителем для неподвижного растворителя служит при этом фильтровальная бумага, а не колонка с сорбентом. Разделение веществ происходит вследствие различия в распределении между двумя жидкими фазами, одна из которых подвижна (смесь органических растворителей), а другая — неподвижная и представляет собой воду, находящуюся в волокнах фильтровальной бумаги.

Разделение смесей веществ или ионов с помощью хроматографии на бумаге основано на различной скорости движения компонентов, которые характеризуются коэффициентом движения R_f.

Величины коэффициентов ионов вычисляют по формуле:

R_f = = где: υ — скорость движения зоны иона на бумаге

h — расстояние, пройденное зоной иона на бумаге

υ₁ — скорость движения фронта подвижного растворителя

h₁ — расстояние, пройденное растворителем

Под фронтом растворителя понимают видимую границу распространения растворителя по бумаге.

Коэффициент движения каждого катиона — постоянная величина, не зависит от концентрации анализируемого раствора, температуры, присутствия других катионов и природы аниона, с которым связан изучаемый катион.

Однако, коэффициент движения R_f зависит от состава и свойств используемого подвижного растворителя, а также от сорта хроматографической бумаги.

Чем больше величина R_f, тем быстрее и дальше продвигается катион по бумаге и тем лучше отделяется он от другого катиона с низким значением R_f.

Например, у катионов Fe³⁺ и Cu²⁺ коэффициенты движения значительно отличаются по величине, поэтому они чётко разделяются.

Просто и удобно проводить разделение ионов с помощью круговых хроматограмм, полученных на обеззоленных фильтрах “синяя лента” с использованием в качестве хроматографической камеры-эксикатора. Для контакта с растворителем из фильтра вырезается полоска — “фитиль”, который погружается в растворитель (а), или контакт с растворителем осуществляется с помощью конуса, сделанного из этой же фильтровальной бумаги и вставленного в середину отверстия, находящегося в середине фильтра-хроматограммы.

Конус бумажный

фитиль

растворитель

растворитель

Для расчёта R_f какого-то иона, например, Fе³⁺, на середине фильтра помещают 0,05 мл раствора, содержащего Fe³⁺, при этом этот процесс должен быть медленным, постепенным, чтоб происходило впитывание раствора за счёт капиллярных сил бумаги.

Образовавшееся пятно осторожно обводят простым карандашом, фиксируя его положение на бумаге, фильтр сушится и бритвой вырезается фитиль. После этого фильтр устанавливается над сосудом с растворителем, таким образом, чтоб контакт фильтра с ним осуществлялся через фитиль:

фильтр

фитиль

растворитель в тигле

Оставляют систему в таком виде на 2-3 часа, поместив её в эксикатор с крышкой (хроматографическую камеру) для размывания первичной хроматограммы, после этого вынимают фильтр из эксикатора и отмечают карандашом границы фронта растворителя, таким образом, получаем величины:

h — расстояние, пройденное зоной иона на бумаге (для Fe³⁺ - экспериментально, 1,5 см)

h₁ — расстояние, пройденное растворителем (экспериментально, для смеси 90 % С₂Н₅ОН и 10 % 5 н HCl, 4,8 см)

отсюда RFe³⁺ = = 0,31

Аналогично можно определить для любого иона (Rcu²⁺ = 0,45).

После этого можно провести хроматографическое разделение на бумаге смеси этих катионов. Причём, учитывая величины R_f , можно сделать заключение, что Cu²⁺ будет быстрее и дальше продвигаться по бумаге, т.к. имеет большую величину R_f, чем Fe³⁺.

Кроме круговых хроматограмм можно использовать бумажные полосы, помещённые в стеклянные камеры, эксикаторы, пробирки. Конец этих полос помещают в растворитель (восходящая хроматография, нисходящая хроматография).

а) Восходящая бумажная хроматография.

Исследуемое вещество наносят на линию старта, которая проводится на расстоянии 1-2 см от нижнего края ХР-бумаги.

Бумагу помещают в камеру с подвижным растворителем таким образом, чтобы линия старта была выше границы растворителя. (Камера закрыта крышкой). Под действием капиллярных сил подвижный растворитель поднимается вверх, захватывая компоненты анализируемой смеси. Так как компоненты обладают различной растворимостью в этом растворителе, то и двигаться они будут с различной скоростью. При этом происходит разделение смеси на компоненты.

Если смесь А и В (К_А > К_В), то В будет выше В.

Линия, до которой доходит подвижный растворитель — называют линий фронта.

R_f = h — путь, пройденный растворителем от линии старта до линии фронта

h₁ — путь, пройденный веществом от линии старта до середины пятна.

б) Нисходящая бумажная хроматография.

В этом методе растворитель находится в верхней части камеры, линия старта находится в верхней части камеры, линия старта сверху. Растворитель движется вниз под действием силы тяжести, забирая с собой определяемое вещество, чем больше Кр вещества, тем ниже на бумаге будет находиться вещество.

Распределительная хроматография на бумаге, особенно с применением органических реактивов, является макроаналитическим методом, широко применимым в тех случаях, когда обычные химические методы малопригодны.

Например, для разделения близких по свойствам соединений — аминокислот, пептидов, углеводов и т.д.

Характеристики

Список файлов книги