Таб.1. Подвижные, неподвижные фазы и детекторы различных хроматографических методов анализа.

Методы хроматографии Подвижная фаза Неподвижная фаза Детекторы
Газовая адсорбционная ГАХ или ГТХ Газ (гелий, азот, водород, аргон, воздух) Неспецифические сорбенты (угли). Полярные – SiO2.2О; Al2O3. Молекулярные сита или цеолиты – алюмосиликаты щелочных металлов, сополимеры стирола и дивинилбензола Катарометр, пламенно-ионизационный, детектор электрон-ного захвата (ДЭЗ), термоионный, аргонный, масс-селективный (МСД),   атомно-эмиссионный, инфракрасный, ИК-Фурье спектрометр
Газовая распределительная ГЖХ Газ (гелий, азот, водород, аргон, воздух) Пленки жидких сорбентов различной полярности нанесены на твердый носитель или стенки колонки: полиэтиленгликоли, силиконовые масла, эфиры гликолей
Жидкостная сорбционная ЖАХ, или ЖТХ Водно-органические буферные растворы – элюенты: ацетонитрил, этанол, вода, гексан, их смеси Пленки жидких сорбентов различной полярности нанесены на твердый носитель или стенки колонки: полиэтиленгликоли, силиконовые масла, эфиры гликолей. Полярные – SiO2.2О; Al2O3. Молекулярные сита или цеолиты – алюмосиликаты щелочных металлов, сополимеры стирола и дивинилбензола Электрохимический, многоволновый оптический; рефрактометрический; флюоресцентный, УФ-, ИК-, видимый спектрофотометр; масс-спектрометр
Ионообменная Водные растворы Катиониты, аниониты, амфолиты Детектор по ионной проводимости
Молекулярно-ситовая Растворы мономеров, полимеров Молекулярные сита органической и неорганической природы Масс-спектрометр, вискозиметр
Плоскостная Органические и неорганические растворители SiO2.2О; Al2O3, гидрофильная и гидрофобная бумага Оптические, электрохимические

Хроматография широко применяется в лабораториях и в промышленности для качественного и количественного анализа многокомпонентных систем, контроля производства, особенно в связи с автоматизацией многих процессов, а также для препаративного (в т. ч. промышленного) выделения индивидуальных веществ (например, благородных металлов), разделения редких и рассеянных элементов.

Для понимания технологии проведения хроматографического раз­деления рассмотрим в самых общих чертах обобщенную схему хрома­тографа, которая представлена на рис.2, а. Здесь представлены толь­ко основные блоки хроматографа (в реальных условиях аппаратура для проведения колоночного варианта разделения включает много до­полнительных элементов).

Непосредственно процесс разделения пробы на отдельные компо­ненты происходит в колонке 2, предварительно заполненной подвиж­ной фазой (сорбентом). Подача подвижной фазы в колонку осуществляется с помо­щью специального устройства ввода 3. Исходную пробу вносят до­затором 1 (конструкция его определяется агрегатным состоянием про­бы и типом подвижной фазы). Для хорошего разделения пробу необходимо вво­дить в колонку в виде небольшой компактной дозы, тогда все компо­ненты смеси начинают перемещаться одновременно.

Таб.1. Подвижные, неподвижные фазы и детекторы различных хроматографических методов анализа. - student2.ru

Рис.2. Принципиальная схема хроматографа.

По мере продвижения через колонку компоненты смеси сорбиру­ются в верхних слоях сорбента, причем менее сорбирующиеся компо­ненты перемещаются быстрее, чем прочно сорбирующиеся компонен­ты. При хорошем качестве разделения слои сорбированных веществ вымываются практически полностью, и на выходе колонки получается поток растворителя, содержащего последовательно все компоненты анализируемой смеси. Далее выделенные компоненты поступают в де­тектор 4, где происходит их идентификация или количественное опре­деление. Детектор представляет собой сложное устройство, основным элементом которого является чувствительный элемент (датчик), опре­деленным образом реагирующий на свойства исследуемых компонен­тов. На его выходе установлен самописец 5 - регистрирующее уст­ройство, графически отображающий сигналы детектора в виде хроматограммы. Как правило, колонка и детектор хроматографа находятся внутри термостата б, который обеспечивает требуемый температурный режим разделения.

При проведении анализа температура хроматографической колонки должна поддерживаться с погрешностью не более ±0,03°С. Изменение температуры колонки на 1°С приводит к существенным изменениям параметров хроматограммы, а именно: высоты пика хроматограммы приблизительно на 3% и времени удерживания приблизительно на 2,5%. Терморегулятор промышленных хроматографов должен обеспечивать стабильность температуры термостата не хуже 0,1°С во всём диапазоне изменения напряжения питания и условий внешней среды.

Описанный процесс отражает только самые общие черты хроматографического процесса, каждый вариант хроматографии имеет свои аппара­турные особенности, использует иные материалы для неподвижной и подвижной фазами и требует различных режимов разделения.

Таб.1. Подвижные, неподвижные фазы и детекторы различных хроматографических методов анализа. - student2.ru

Рис.3. Характеристики хроматографического пика

На рис.3 в качестве примера представлена хроматограмма, со­держащая информацию о разделяемой пробе. Такая хроматограмма называется внешней, т.к. для ее получения все компоненты пробы должны покинуть колонку. Число пиков соответ­ствует исходному количеству компонентов смеси.

Рассмотрим хроматограмму для одного компонента более подробно (рис. 3). Обычно по оси абсцисс откладыва­ется объем проходящего через колонку газа, называемого газом-носителем. В случае постоянства скорости газа-носителя по оси абсцисс можно откладывать пропорциональное объему газа время опыта, а по оси ординат—сигнал детектора. Точка О соответ­ствует моменту ввода пробы анализируемого вещества, точка О'— появлению на выходе из колонки несорбирующегося газа. Таким образом, отрезок 00' соответствует объему колонки, заполненному несорбирующимся газом (V0). Линия ОВ, проходящая параллельно оси абсцисс, называется нулевой линией. Кривая АНВ называется хроматографическим пиком данного компонента, а расстояние от нулевой линии до максимума пика H, т. е. GH,—высота пика (h).

Отрезок А'В' называется шириной пика у основа­ния (W). Он определяется расстоя­нием между точ­ками пересечения каса­тельных, проведенных к точкам перегиба С и D, с нулевой линией. Расстоя­ние между точками EF— ширина на половине вы­соты пика (W0,5), а рас­стояние между точками С и D—ширина пика в точках перегиба Wп.

Отрезок OG соответст­вует удерживаемому объ­ему VR, т. е. объему газа-носителя (или элюента), который следу­ет пропустить через слой сорбента в колонке от момента ввода пробы до момента регистрации на выходе из колон­ки вымываемого вещества c максимальной скоростью.

Время tR, соответствующее удерживаемому объему VR, назы­вается временем удер­живания. Это время с момента ввода пробы в колонку до момента элюирования (до достижения максимума пика). В этой точке извлекается только половина общего количества вещества. Эти два параметра связаны между собой:

Таб.1. Подвижные, неподвижные фазы и детекторы различных хроматографических методов анализа. - student2.ru ,

Где F – скорость протекания элюента (газа-носителя) через колонку в мл/мин.

Время удерживания (удерживаемый объем) является характеристикой природы (свойств) вещества.

Еще одной характеристикой пика является его ширина W – ширина пика у основания.

Наши рекомендации