4.2. Характеристика хроматографических методов анализа

4.2.1. Адсорбционная хроматография (жидкостно-адсорбционная, жидкостная твердoфазная хроматография)

Разделение компонентов смеси основано на их различной адсорбционной способности. Адсорбция - поглощение поверхностью твердого тела или поглощение на границе раздела жидкость-жидкость или жидкость-газ.

Общая скорость адсорбции складывается из скорости адсорбции и скорости десорбции. Каждая молекула или нон бссчисленное количество раз сорбируется и десорбируется, перемещаясь с потоком жидкости (или газа) в колонке.

При постоянной температуре адсорбция увеличивается с ростом концентрации раствора или давления газа. Зависимость количества поглощенного вещества от концентрация растора или давленая газа при постоянной температуре называют изотермой адсорбции. Типичная изотерма адсорбции приведена на рис. 4.5. Математически эта зависимость может быть выражсна уравнением Лэнгмюра:

где n - количество адсорбированного вещества при равновесии;

n_∞ - максимальное количество вещества, которое может быть адсорбировано на данном адсорбенте ;

В - постоянная;

С - концентрация.

Такой вид изотермы адсорбции отвечает мономолекулярному слою, для полимолекулярного слоя она может быть вогнутой или S-образной.

В качестве адсорбентов применяют вещества с развитой поверхностью различной степени дисперсности или волокнистые (целлюлоза, вата). От величины зерен или волокон адсорбента и от плотности его упаковки зависит скорость фильтрации раствора через колонку.

Адсорбенты должны удовлетворять следующим требованиям:

- быть химически инертными к компонентам анализируемой смеси и растворителю;

- должны иметь достаточную адсорбционную способность и больлшую активную поверхность;

- должны быть однородными и не подвергаться дальнейшему диспергированию в колонке;

- должны быть стандартными, при отсутствии таковых должны готовиться по единой методике из одного и того же сырья (оксиды магния и алюминия, приготовленные по различныим методикам, обладают различной адсорбционной способностью).

n

C

Рис. 4.4. Изотерма адсорбции

Очень ответственной операцией является заполнение хроматографической колонки адсорбенеом - зависит четкость разделения исследуемых компонентов, т.е. четкость полученных хроматограмм.

В адсорбционной хроматографии чаще всего используется проявительный (элюэнтный) анализ.

Наиболее распространенными адсорбентами являются: органические - сахароза, инулин, молочный сахар, целлюлоза, крахмал; неорганические - оксиды алюминия, кальция, цинка, магния, карбонат кальция, силикагель, активированный уголь, природные минералы - глины.

Растворители в адсорбционной хроматографии должны быть химически инертны как к растворяемому вещесгву, так и к адсорбенту. В качестве растворителей применяют воду, спирты, ацетон, эфиры, бензол, толуол и д.р.

Хроматограммы могут быть внутренними и внешними.

Внутренняя хроматограмма. Непосредственно на колонке можно проводить качественный и количественный анализ визуально по окраске зон адсорбента. Если зоны компонентов не окрашены, хроматограмму можно “проявить”. В качестве проявителя используют различные реагенты, образующие с сорбированными в колонке компонентами окрашенные соединения. В ряде случаев используют способность некоторых веществ люминесцировать под действием ультрафиолетовык лучей. для кодичественного анализа требуется иметь дополнительные хроматограммы растворов “свидетелей” с точно извесгной их концентрацией.

Внешняя хроматограмма. Качественный и количественный анализ может быть осуществлен непрерывным анализом вытекающего из колонки раствора или последовательным отбором отдельных фракпкй и их анализом (коллектор фракций).