Наша реклама

Поиск

Хроматография на колонках

Posted 6/14/2009 в 5:04:36 ДП

При адсорбционной хроматографии на колонках адсорбент (например, активированная окись алюминия, порошок целлюлозы, кремневая кислота или кизельгур) в виде сухого твердого вещества или пасты укладывают в трубку (стеклянную, пластмассовую или из другого подходящего материала), имеющую ограниченное выходное отверстие (обычно защищенное стеклянной пористой пластинкой) для вытекания подвижной фазы. Раствор хроматографируемого вещества наносят на поверхность сорбента в колонке и дают ему протечь в сорбент; затем на вершину колонки наносят растворитель, представляющий собой подвижную фазу, помещают и дают ему протечь вниз либо под действием силы тяжести, либо под небольшим давлением. При выполнении этой методики надо следить за тем, чтобы вершина колонки не обсыхала. Анализируют протекающий раствор — элюент — либо непрерывно (например, с помощью проточной кюветы, в которой измеряется поглощение в ультрафиолетовой области), либо поэтапно (например, собирая фракции либо через определенные промежутки времени, либо определенного объема или массы элюата с последующим определением разделяемых компонентов в каждой фракции). Необходимость индивидуально анализировать много фракций для получения полной количественной оценки вещества привела к тому, что применение в последние годы классических методик хроматографии на колонках сократилось; там, где их продолжают использовать, существует естественная тенденция выбирать те методы обнаружения и определения, которые легко переводятся в автоматические процессы.
При распределительной хроматографии на колонках жидкая неподвижная фаза, которая не должна существенно смешиваться с подвижной фазой, адсорбируется на поверхности
твердого сорбента. Хроматографйрование проводят так же, как описано для адсорбционной хроматографии на колонках. Прежде чем использовать подвижную фазу для элюирования, ее насыщают неподвижной фазой. Обычно твердый сорбент в распределительной хроматографии полярен, и адсорбированная неподвижная фаза также полярна по отношению к подвижной фазе, поэтому наиболее часто применяемым сорбентом является кремнезем, имеющий такие размеры частиц, которые позволяют легко протекать подвижной фазе. В некоторых случаях удобным методом является обращенно-фа-зовая распределительная хроматография; в этом случае полярный сорбент превращают в неполярный путем силаниза-ции или другим способом, например обработкой парафинами, а адсорбированная неподвижная фаза менее полярна, чем подвижная фаза.
В этих распределительных системах степень распределения вещества определяется коэффициентом его распределения между двумя жидкими фазами, а если вещества диссоциируют—величиной рН более полярной из двух фаз. Часто можно добиться избирательного элюирования компонентов смеси путем последовательных изменений в подвижной фазе или изменения рН неподвижной фазы за счет применения подвижной фазы, представляющей собой раствор соответствующей кислоты или основания в органическом растворителе.
Ионообменную хроматографию можно рассматривать как частный случай хроматографии, при которой твердая фаза содержит ионообменный материал, обычно называемый ионообменной смолой.
Ионный обмен определяется как обратимое взаимодействие иона, находящегося в растворе, с ионом противоположного знака смолы-полимера, модифицированной целлюлозы или связанного силикагеля-носителя; в качестве примеров можно привести обмен H+/Na+ на сильнокислотной катионообмен-ной смоле:
RS03H + Na+ <—fc RS03Na + Hu
и обмен С1-/ОН- на сильноосновной анионообменной смоле: R'N(CH3)3OH + CI" <—>- R'N(CH3)3Cl+OH-.
Выбор сильных или слабых смол любого типа. в значительной мере зависит от величины рН, при которой должен проводиться обмен, и от характера катионов и анионов, которые будут обмениваться. Однако в большинстве случаев для аналитических целей используют сильнокислотные и сильноосновные обменные смолы. Их обменная емкость может варьировать от 2 до 5 миллимолей на 1 г (сухое вещество).
На практике применяется большой избыток смолы, на 200— 300% превышающий расчетное стехиометрическое требование.
Законы, по которым происходит реакция обмена, сложны: частично они могут быть объяснены законом действия масс и соотношением зарядов и активности ионов. На преимущественное свойство ионообменной смолы принимать из раствора два или 'больше ионов указывает коэффициент избирательности. Вообще товоря, смола поглощает преимущественно двухвалентные и более ионы, а не моновалентные, и в случае выбора между ионами одинаковой валентности смола поглощает более тяжелый ион.
Обработка ионообменной смолы и подготовка колонки. Обычно ионообменную смолу оставляют для набухания в воде на 24 ч; затем ее укладывают в подходящую колонку. Если это анионообменная смола, ее переводят в основную форму, пропуская гидроокись натрия (~60 г/л) ИР через колонку со скоростью около 3 мл в минуту до отрицательной реакции элюата на хлориды; затем промывают водой, свободной от углекислоты, Р для удаления щелочности. Если смола катионообмениая, переведение в кислотную форму достигается пропусканием через колонку соляной кислоты (~70 г/л) ИР с последующим промыванием водой, свободной от углекислоты, Р до нейтральной реакции.
Приготовленную колонку используют так же, как это описано для адсорбционной хроматографии на колонках, за исключением того, что обычно не надо наблюдать за элюа-том. В зависимости от типа выбранной смолы и определяемого материала собирают определенный для конкретного случая объем элюата и титруют кислотой или основанием, применяя подходящий индикатор.
После окончания определения ионообменную колонку можно регенерировать промыванием гидроокисью натрия (~80 г/л) ИР для анионообменной колонки или соляной кислотой (~70 г/л) ИР для катионообменной колонки с последующим промыванием водой до получения нейтральной реакции.