Хроматографические методы анализа Сущность хроматографии

М.С. Цвет установил закон адсорбционного замещения, заключающийся в том, что адсорбируемые вещества способны вытеснять друг друга из адсорбционных соединений. Вещества, растворенные в жид­кости, образуют определенный адсорбционный ряд, выражающий отно­сительное адсорбционное сродство его членов к адсорбенту. Каждый из членов адсорбционного ряда, обладая большим адсорбционным сродством, чем последующий, вытесняет его из соединения, и, в свою очередь, вытес­няется предыдущим.

Простота, эффективность и универсальность хроматографического метода обусловила его широкое применение. С помощью хроматографического метода возможно разделение сложных смесей, неорганического и органического происхождения на отдельные компоненты, разделение и вы­деление изотопов, редкоземельных веществ близких по физико-химичес­ким свойствам, селективное извлечение веществ из сложных смесей, очистка веществ от посторонних примесей, концентрирование веществ из силь­но разбавленных растворов, качественный и количественный анализ ис­следуемого вещества и т.д.

Хроматография - это физико-химический метод анализа, основанный на распределении разделяемых компонентов между двумя фазами: одна фаза неподвижная, другая - подвижная, непрерывно протекающая через неподвижную фазу. В отличие от других методов разделения, также осно­ванных на распределении веществ между фазами, хроматография - метод динамический, так как разделение происходит в потоке подвижной фазы. Можно дать следующее определение хроматографии как аналитического метода.

Хроматография - это физико-химический метод анализа сложных смесей (жидкостей или газов) путем предварительного разделения их при движении по слою сорбента за счет различий межмолекулярных взаимо­действий (т.е. различной сорбируемости) и последующего определения разделенных компонентов на выходе из колонки с помощью специальных датчиков-детекторов.

Современная хроматография основана на следующем общем прин­ципе: любая жидкая или газообразная смесь веществ может быть разделе­на на составные части путем фильтрации ее через колонку или слой пори­стого материала, если имеют место качественные или количественные различия во взаимодействии компонентов смеси с материалом колонки или слоя. При движении смеси сквозь слой сорбента в хроматографической колонке элементарные акты сорбции и десорбции многократ­но повторяются. Многократное повторение этих процессов является ха­рактерной особенностью хроматографического метода. Эффективность хроматографического метода определяется различной сорбируемостью вещества и скоростью передвижения зон при промывании колонки раство­рителем. Поэтому особое внимание необходимо обращать на выбор сор­бентов и растворителей.

Классификация методов хроматографического анализа

Хроматографические методы анализа классифицируют по следу­ющим признакам.

1. По агрегатному состоянию, в котором происходит разделение смеси на компоненты: газовая, жидкостная и газожидкостная хроматог­рафия.

2. По механизму разделения - адсорбционная, распределительная, ионообменная, осадочная, окислительно-восстановительная, адсорбционно - комплексообразовательная хроматография.

3. По форме проведения процесса - колоночная, капиллярная, плос­костная (бумажная, тонкослойная) хроматография.

В ряде случаев разделение оказывается результатом нескольких одновременно протекающих процессов с различными механизмами. Это приводит к образованию хроматографии смешанного типа. Единой, об­щепринятой классификации в хроматографии не существует. Наиболее общей классификацией является классификация, в основе которой лежит природа атомно-молекулярного взаимодействия разделяемых компонен­тов и материала колонки.

По этой классификации различают молекулярную и хемосорбционную хроматографию. Внутри этих видов хроматографии имеются раз­новидности (табл.1.)

Таблица 1

Вид хроматографии	Разновидности методов
Молекулярная	Адсорбционная, абсорбционная (распределительная)
Хемосорбционная	Ионообменная, осадочная, окислителъно-восстановительная, комплексообразовательная

Ионообменная хроматография основана на обмене ионов, нахо­дящихся в растворе, и ионов, адсорбированных твердым адсорбентом.

Адсорбционная хроматография основана на различной адсорбируемости компонентов смесей, связанной с особенностями их строения и состава.

Распределительная хроматография основана на явлении различ­ного распределения растворенных веществ между двумя несмешивающимися растворителями.

Таблица 2 Методы хроматографии для разных фаз смесей

Неподвижная фаза	Подвижная фаза	Метод	Возможные варианты метода
Твердая	Жидкая	Адсорбционная хроматография жидкостей, ионообменная, осадочная	Окислительно-восстановительная, адсорбционно-комплексообразовательная, тонкослойная
Твердая	Газообразная	Газовая адсорбционная хроматография	Хроматермография, теплодинамический метод
Жидкая	Жидкая	Жидкостная, распределительная	Колоночная, бумажная, одномерная, двумерная, круговая, метод обращенных фаз, электрофоретическая, тонкослойная
Жидкая	Газообразная	Газожидкостная распределительная	Хроматография газов, жидкостей, ступенчатая, капиллярная

Любому виду хроматографии присуща следующая общая методика проведения хроматографического опыта: подготовка аппаратуры и реактивов, получение хроматограмм, анализ хроматограмм.