Хроматографические методы анализа

Хроматография –
физико – химический метод разделения и анализа смеси веществ,

Создатель метода –
Михаил Семенович Цвет

Основные понятия

Сорбция – поглощение газов, паров и растворенных веществ твердыми

Элюирование – процесс перемещения веществ вместе с подвижной фазой через слой

По способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента

элюентная (проявительная)

По способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента

фронтальная

По способу перемещения сорбатов вдоль слоя сорбента

вытеснительная

В зависимости от природы процесса:

Адсорбционная – основана на различной адсорбции

Распределительная – основана на различной растворимости сорбатов в жидкой неподвижной фазе;
Ионообменная

Осадочная – основана на различной растворимости осадков , получающихся после реакции

Аффинная – основана на специфических взаимодействиях биологических объектов (ферментов, и т.д.)

В зависимости от способа оформления процесса:

Колоночная – процесс разделения проводят

Теоретические основы хроматографии

Основа процесса хроматографии – неравновесная адсорбция
Изотерма адсорбции Ленгмюра

В области низких давлений

Эффективность разделения компо-нентов определяется числом теоре-тических тарелок (N).
! Чем больше N

A – вихревая диффузия:
где λ – характеристика набивки колон-ки, dp –

B – продольная (осевая) диффузия – диффузия компонентов в подвижной фазе:
где

С – внутренняя диффузия – зависит от способности адсорбироваться на неподвижной

Зависимость ВЭТТ от линейной скорости потока:

Газовая хроматография

Газовая хроматография - это метод разделения летучих соединений, основанный на распределении

Подвижная фаза - инертный газ (азот, гелий, водород, аргон, углекислый газ),

Неподвижная фаза
В газо-адсорбционной хроматогра-фии - твердый сорбент с развитой мелкопористой поверхностью;

В газо-жидкостной хроматографии - пленка жидкости, нанесенная на поверхность твердого носителя

полимерные

Типы жидкой НФ:
Неполярные (насыщенные углеводо-роды);
Умеренно полярные (сложные эфиры, нитрилы);
Полярные (многоатомные спирты,

Требования к жидкой НФ :
хорошо растворять компоненты смеси;
прочно удерживаться

Схема газового хроматографа

Блок подготовки газов

Узел ввода пробы

испаритель

шприцы - дозаторы

автосамплеры

Хроматографические колонки

колонки насадочные

колонки капиллярные

Пламенно-ионизационный детектор (ПИД) - детектор, используемый, в основном, для обнаружения

Катарометр, или детектор по теплопроводности (ДТП) - это универсальный малоселективный детектор.
Принцип

Электронно-захватный детектор (ДЭЗ) применяется для определения галоген-, кислород- и азотсодер-жащих веществ
Принцип

Виды газовых хроматографов

Качественный анализ

Качественный анализ

Время удерживания (tr) - время от момента ввода пробы в

Количественный анализ

S – площадь пика
h – высота пика
! Обычно высоту пика измеряют

Для получения площади пика рассчитывают:
h·μ1/2 ( произведение высоты пика на его

Методы расчета хроматограмм:
Метод простой нормировки.
! Чувствительность детектора ко всем компонентам пробы

Метод внутренней нормировки.
k - коэффициент чувствительности детектора к компонентам пробы

Метод внутреннего стандарта
К анализируемой пробе добавляют точно известное количество вещества, называемого

где Si(х), Sст(х) - площадь пиков компонента и стандарта в пробе

Метод абсолютной калибровки

Жидкостная хроматография

Подвижная фаза в жидкостной хроматографии – чистый раствори-тель или смесь растворителей
Жидкостная

Схема жидкостного хроматографа

Хроматографические колонки

Хроматограф

Ионообменная хроматография

Неподвижная фаза

Иониты природного или синтетического происхождения:
цеолиты, глинистые материалы (природные алюмосиликаты);

Неподвижная фаза

Катиониты – иониты, обменивающиеся с раствором катионами:
Сильнокислотные - R-SO3H
Среднекислотные -

Полимерная часть катионита

Уравнение катионного обмена

R-SO3H + Na+ ⮀ R-SO3Na + H+
Н- форма

Неподвижная фаза

Аниониты – иониты, обменивающиеся с раствором анионами:
Сильноосновные - R-[N(CH3)3]+OH-
Среднеосновные -

Полимерная часть анионита

Уравнение анионного обмена

R-[NH3]+OH− + Cl−⮀ R-[NH3]+Cl − + OH−
OН- форма Cl-

Регенерация ионитов

!Ионный обмен обратим
Регенерация – восстановление свойств ионита
Регенерация катионита:
R-SO3Na + H+

Емкость ионитов

Обменная емкость ионитов – количество ионогенных групп в 1 грамме

Динамическая емкость ионитов

Емкость до проскока (ДОЕ)– емкость ионита до появления первой

Динамическая емкость ионитов

! Емкость слабокислотных (слабо-основных) ионитов зависит от рН: катиониты

Плоскостная хроматография

Неподвижная фаза

Неподвижная фаза – хроматографи-ческая бумага или пластинки, покрытые тонким слоем

Качественный анализ

li - расстояние от точки старта до центра пятна, ls