62.Общая характеристика газовой хроматографии. Теории хроматографического разделения – теоретических тарелок и кинетическая теория (Ван-Деемтера).

Газовая хроматография – хроматографический метод анализа, в котором подвижной фазой является газ. 1)Теория теоретических тарелок Число N теоретических тарелок, при длине слоя сорбента L и высоте -H, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ): N= L/H

H=w²L/16t²_R – w – ширина пика у основания

2)Кинетическая теория Учитывает реальные особенности протекания хроматографического процесса.

Размывание хроматографической зоны обусловлено тремя основными причинами:

1) вихревая диффузия (скорость потока у стенок и в средине колонки различна) и зависит от качества заполнения колонки; 2) продольная диффузия ; 3) сопротивление массопереносу Уравнение Ван-Деемтера, Н=ВЭТТ, U – скорость потока подвижной фазы: H= A + B/U + CU

63.Общая характеристика газовой хроматографии. Устройство и принцип работы газового хроматографа. Особенности газотвердофазной и газожидкостной хроматографии. Характеристика подвижных, неподвижных фаз и носителей. Аналитическое применение метода. Схема газового хроматографа:1-газовый баллон 2- редуктор 3- дозатор 4-испаритель 5-хроматографическая колонка 6-детектор 7регистрирующее устройство

1) Газо-твердофазная хр.( Неподвижной фазой является твердый адсорбент, на котором происходит разделение компонентов)

2) Газо-жидкостная хр. (Неподвижной фазой является пленка жидкости, нанесенная на частицы твердого адсорбента. Адсорбент – инертный, во избежание модификации жидкости)

Подвижная фаза (газ-носитель)

В качестве подвижной фазы в газовой хроматографии применя-

ют азот, гелий, водород, аргон и другие вещества. Газ-носитель дол-

жен:

 быть инертен по отношению к определяемым веществам и

сорбенту;

 иметь как можно меньшую вязкость;

 обеспечивать высокую чувствительность детектора;

 быть доступным, взрывобезопасным, достаточно чистым и т.д.

В ГЖХ неподвижной фазой является тонкая плёнка жидкости,

нанесённая на твёрдый носитель. Твердый носитель должен:

 эффективно удерживать требуемое количество неподвижной

жидкой фазы (от 1-2 до 20-30% от массы носителя);

 быть однородным, иметь сферическую форму частиц;

 быть термически и механически прочным;

 не взаимодействовать с разделяемыми веществами, адсорбция веществ на поверхности раздела газ-твёрдый носитель должна быть минимальной.

В качестве твёрдых носителей в ГЖХ используются, главным образом, диатомитовые носители (хроматон N, хромосорб W, хезасорб N, инертон N и др.), получаемые путём обработки диатомита - микроаморфной формы диоксида кремния.

Вещества, используемые в качестве неподвижной жидкой фазы,

должны

 обладать хорошей разделительной способностью для компонентов анализируемой пробы;

 хорошо растворять определяемые компоненты;

 обладать небольшой вязкостью;

 химически не взаимодействовать с разделяемыми веществами, твёрдым носителем, подвижной фазой;

 быть нелетучими и химически стабильными при рабочей температуре;

 при нанесении на твёрдый носитель прочно связываться с ним, образуя тонкую равномерную плёнку.

НЕПОДВИЖНЫЕ ЖИДКИЕ ФАЗЫ В ГЖХ

• углеводороды силиконы

метилсиликоны,

фенилсиликоны,

фторалкилсиликоны,

• спирты и простые эфиры (сорбит, инозит, полиэтиленгликоли)

• сложные эфиры

• углеводороды( сквалан, апиезоны)

Аналитическое применение метода: Разделение летучих соединений основано на различии в летучести и адсорбируемости основных компонентов смеси. Соединение с молекулярной массой до 500 – основные объекты анализа методом газовой хроматографии – составляют около 5% от общего количества известных соединений, но около 70-80% соединений, используемых в промышленности и в быту, как раз и являются объектами газовой хроматографии.

64.Жидкостная плоскостная хроматография. Бумажная и тонкослойная хроматография. Характеристика подвижных и неподвижных фаз. Анализ плоскостной хроматограммы. Практическое применение бумажной и тонкослойной хроматографии.

Жидкостная хроматография - группа хроматографических методов, в которых подвижной фазой является жидкость.

В плоскостной хроматографии подвижная фаза перемещается в плоском слое сорбента.

В качестве сорбентов в ТСХ используют силикагель, кизельгур, оксид алюминия, целлюлозу и др.

Анализ плоскостной хроматограммы

Разделяемые компоненты образуют на хроматографической пластинке или полоске хроматографической бумаги отдельные зоны (пятна).

Положение отдельных хроматографических зон на хроматограмме характеризуют с помощью величины Rf, равной отношению расстояния, пройденного зоной вещества от стартовой линии до центра зоны (x), к расстоянию от стартовой линии до границы фронта растворителя к концу опыта (L): Rf= Х/L

Подвижность разделяемых веществ можно также сравнить с подвижностью вещества, принятого за стандарт:

Рассчитывают коэффициент разделения (α) и разрешение (RS) (см вопр 61)

Плоскостная хроматография используется, главным образом,для обнаружения и идентификации веществ.

65. Жидкостная хроматография. Ионообменная хроматография. Характеристика подвижных и неподвижных фаз. Ионообменное равновесие. Понятие об ионной и ион-парной хроматографии. Практическое применение ион-парной хроматографии.

В качестве неподвижных фаз в ионообменной хроматографии используются различные ионообменники.

Ионообменниками (ионитами) называют электролиты, у которых один ион является полимерным макроионом, а ионы противоположного знака могут обмениваться на ионы, находящиеся в растворе.

Катионообменники содержат в своей структуре ионогенные группы кислотного характера, анионообменники – основного. В состав амфотерных ионообменников входят и кислотные, и основные

группы.

Каждый ионообменник содержит в своей структуре определённое число функциональных групп, способных к ионному обмену. Число таких групп в единице массы (или объёма) ионообменника характеризуется величиной обменной ёмкости. Практически обменную ёмкость выражают в виде количества ионов (в ммолях), поглощённых 1 г сухого или 1 мл набухшего ионообменника в Н- или Cl-форме при определённых условиях.

В качестве подвижных фаз в ионной хроматографии чаще всего

используют водные растворы, поскольку вода является высокополярным растворителем и способствует ионизации вещества. Хроматогра фирование может проводиться при разных значениях рН в зависимости от природы разделяемых веществ и типа используемого ионообменника. С сильнокислотными и сильноосновными ионообменниками

работают при рН 2 – 12, слабокислотными – 5 – 12, слабоосновными –

2 – 6.

Ионообменное равновесие

Процесс обмена иона А, связанного с матрицей ионообменника

(R), на ион В, находящийся в растворе, можно представить в виде

равновесия:

RA + B ↔ RB + A

На практике для описания ионообменного равновесия используют концентрационную константу, называемую коэффициентом селективности

(KB/A), или смешанную константу, называемую исправленным коэффициентом селективности (K’B/A ):

Для описания ионообменного равновесия используют также концентрационный коэффициент распределения (D), который равен

отношению равновесной концентрации иона в сорбенте к его равно-

весной концентрации в растворе

Ионной хроматографией называется колоночная ионообменная

жидкостная хроматография с кондуктометрическим детектирова-

нием.

Ион-парной хроматографией называется вариант жидкостной

хроматографии, при котором в подвижную фазу добавляют реагент,

в состав которого входит гидрофобный ион, хорошо адсорбирую-

щийся на поверхности неподвижной фазы – силикагеля с привитыми

алкильными группами

Ион-парная хроматография используется для разделения ионизированных веществ, которые обладают хорошей растворимостью в полярной подвижной фазе, незначительным сродством к неполярной неподвижной фазе и не могут быть удовлетворительно разделены в условиях обычной обращённо-фазовой ВЭЖХ.