2. Pojava i razvoj hromatografije

Pojava hromatografije kao naučne metode vezuje se za ime izuzetnog ruskog naučnika Mihaila Semenoviča Cveta (1872 - 1919), koji je 1903. otkrio hromatografiju u toku istraživanja mehanizma konverzije sunčeve energije u biljnim pigmentima. Ovu godinu treba uzeti kao datum stvaranja hromatografske metode.

GOSPOĐA. Boja je propuštala otopinu analita i mobilne faze kroz adsorbentnu kolonu u staklenoj cijevi. U tom smislu, njegova metoda je nazvana kolonska hromatografija. Godine 1938. N.A. Izmailov i M.S. Schreiber je predložio modificiranje metode boje i odvajanje mješavine tvari na ploči prekrivenoj tankim slojem adsorbenta. Tako je nastala tankoslojna hromatografija koja omogućava analizu mikro-količine supstance.

Godine 1947. T.B. Gapon, E.N. Gapon i F.M. Šemjakin je bio prvi koji je izvršio hromatografsko razdvajanje mešavine jona u rastvoru, objašnjavajući to prisustvom reakcije razmene između jona sorbenta i iona sadržanih u rastvoru. Tako je otkriven još jedan pravac hromatografije - ionsko-izmjenjivačka hromatografija. Trenutno je ionsko-izmjenjivačka hromatografija jedno od najvažnijih područja hromatografske metode.

E.N. i G.B. Gapon je 1948. implementirao ono što je M.S. Obojite ideju o mogućnosti hromatografskog odvajanja mješavine supstanci na osnovu razlika u topljivosti teško topivih precipitata. Pojavila se sedimentna hromatografija.

Godine 1957. M. Goley je predložio primjenu sorbenta na unutrašnje zidove kapilarne cijevi - kapilarnu hromatografiju. Ova opcija omogućava analizu mikrokoličina višekomponentnih mješavina.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća postalo je moguće sintetizirati i ionske i nenabijene gelove sa strogo definiranim veličinama pora. To je omogućilo razvoj verzije kromatografije, čija je suština odvajanje mješavine tvari na temelju razlike u njihovoj sposobnosti da prodru u gel - gel kromatografiju. Ova metoda omogućava odvajanje mješavina supstanci različite molekularne težine.

Trenutno je hromatografija dobila značajan razvoj. Danas različite metode hromatografije, posebno u kombinaciji sa drugim fizičkim i fizičko-hemijskim metodama, pomažu naučnicima i inženjerima da rešavaju različite, često veoma složene probleme u naučnom istraživanju i tehnologiji.

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev: doprinos razvoju hemije

Dmitrij Mendeljejev je rođen 27. januara (8. februara) 1834. u Tobolsku u porodici direktora gimnazije i upravnika javnih škola u Tobolskoj guberniji Ivana Pavloviča Mendeljejeva i Marije Dmitrijevne Mendeljejeve, rođene Korniljeve ...

Vitamini rastvorljivi u mastima

Hipovitaminoza je bolest povezana sa nedostatkom vitamina u organizmu. Nedostatak određenih vitamina - avitaminoza. Prekomjernim unosom vitamina iz ishrane dolazi do hipervitaminoze, bolesti povezanih sa viškom vitamina...

Istorija ruskog hemijskog društva

Aleksandar Abramovič Voskresenski (1809-1880) - ruski organski hemičar, osnivač (zajedno sa Nikolajem Nikolajevičem Zininom) velike škole ruskih hemičara, dopisni član Sankt Peterburgske akademije nauka (1864) ...

Istorijski pregled glavnih faza u razvoju hemije

Koloidni sistemi u tijelu i njihove funkcije

Razvoj ideja o koloidnim sistemima i njihovim svojstvima. Koloidni procesi poput bojenja i lijepljenja korišteni su još od starog Egipta. Reč "koloidno" (od grčke reči koja znači "lepak") uveo je T. Graham 1862. godine...

Polihalogen derivati ​​alkana

Istorija hemije fluora ne počinje u starom Egiptu ili Fenikiji, pa čak ni u srednjovekovnoj Arabiji. Početak hemije fluora bilo je otkriće fluorovodonika (Scheele, 1771), a zatim i elementarnog fluora (Moissan, 1886)...

Tradicionalno, eksperiment u laboratorijskoj praksi formira empirijsko razmišljanje. Učenici istražuju fenomen, identifikuju strukturne elemente u njemu, klasifikuju ih, opisuju veze, ali sve je to podeljeno u svesti...

Formiranje hemije

1). Predalhemijski period: do III veka. AD Hemija, nauka o sastavu supstanci i njihovim transformacijama, počinje tako što je čovek otkrio sposobnost vatre da menja prirodne materijale. Očigledno su ljudi znali topiti bakar i bronzu, paliti proizvode od gline...

Osnova jedne ili druge klasifikacije kromatografskih metoda može se temeljiti na različitim karakterističnim karakteristikama procesa ...

Fizičke i hemijske osnove hromatografskog procesa

Zadatak teorije hromatografije je da uspostavi zakone kretanja i zamućenja hromatografskih zona. Glavni faktori koji leže u osnovi klasifikacije teorija hromatografije ...

Hemija nafte i gasa

Sjajna pretpostavka M.V...

Kromatografija kao metoda razdvajanja i analize

hromatografija smeša sorpcija desorpcija Hromatografija je fizičko-hemijski proces koji se zasniva na ponovljenom ponavljanju radnji sorpcije i desorpcije supstance kada se kreće u toku pokretne faze duž stacionarnog sorbenta...

Evolucija hemije - neposredne perspektive

Od čega se sastoje hemijska jedinjenja? Kako su raspoređene najmanje čestice materije? Kako se nalaze u svemiru? Šta ujedinjuje ove čestice? Zašto neke supstance reaguju jedna na drugu...

Vrlo malo se zna o izvođenju analiza u drevnoj Rusiji. Naravno, uvijek je bilo potrebno provjeriti sastav raznih materijala, a u Rusiji su to radili travari, farbači, kovači; bilo je čak i specijalnih stručnjaka za rudarstvo ...

Faze formiranja analitičke hemije u Rusiji

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru

1. Istorija otkrića i razvoja hromatografije

2. Osnovne odredbe

3. Klasifikacija hromatografskih metoda analize

4. Adsorpciona hromatografija. Tankoslojna hromatografija

4.1 Eksperimentalna tehnika u tankoslojnoj hromatografiji

5. Plinska hromatografija

5.1 Gasna adsorpciona hromatografija

5.2 Gasno-tečna hromatografija

6. Particiona hromatografija. Papirna hromatografija

7. Kromatografija sedimenta

7.1 Klasifikacija metoda sedimentne hromatografije prema eksperimentalnoj tehnici

7.2 Kromatografija sedimenta na papiru

8. Jonsko-izmjenjivačka hromatografija

Zaključak

Bibliografija

1. PRIČAOTKRIĆA I RAZVOJ HROMATOGRAFIJE

Otkrivač hromatografije bio je ruski naučnik, botaničar i fizikohemičar Mihail Semjonovič Cvet.

Otkriće hromatografije datira iz vremena kada je Tsvet završio magistarski rad u Sankt Peterburgu (1900 - 1902) i prvog perioda rada u Varšavi (1902 - 1903). Istražujući biljne pigmente, Cvet je kroz epruvetu napunjenu adsorbentom - kalcijum karbonatom u prahu propuštao rastvor mešavine pigmenata koji su se vrlo malo razlikovali po boji, a zatim ispirao adsorbent čistim rastvaračem. Pojedinačne komponente smjese su se odvojile i formirale obojene trake. Prema modernoj terminologiji, Tsvet je otkrio razvojnu varijantu hromatografije (razvoj tečne adsorpcione hromatografije). Glavne rezultate istraživanja o razvoju varijante hromatografije koju je stvorio, Cvet je izložio u knjizi Kromofili u biljnom i životinjskom svetu (1910), koja je njegova doktorska disertacija. hromatografija gasna sedimentacija jonska izmjena

Cvet je naširoko koristio hromatografsku metodu ne samo za odvajanje smeše i utvrđivanje njene višekomponentne prirode, već i za kvantitativnu analizu, u tu svrhu je razbio staklenu kolonu i isekao adsorbentnu kolonu na slojeve. Tsvet je razvio aparaturu za tečnu hromatografiju, prvi je sproveo hromatografske procese na sniženom pritisku (ispumpavanje) i na izvesnom viškom pritiska i razvio preporuke za pripremu efikasnih kolona. Osim toga, uveo je mnoge osnovne pojmove i pojmove nove metode, kao što su "hromatografija", "razvoj", "pomak", "hromatogram" itd.

U početku se hromatografija koristila vrlo rijetko, sa latentnim periodom od oko 20 godina tokom kojeg se pojavio samo vrlo mali broj izvještaja o različitim primjenama metode. I tek 1931. godine, R. Kuhn (Njemačka), A. Winterstein (Nemačka) i E. Lederer (Francuska), koji su radili u hemijskoj laboratoriji (koju je vodio R. Kuhn) Instituta za medicinska istraživanja cara Wilhelma u Heidelbergu, upravljali su izolovati a- i b-karoten iz sirovog karotena i na taj način pokazati vrijednost otkrivanja boje.

Važna faza u razvoju hromatografije bilo je otkriće sovjetskih naučnika N.A. Izmailov i M.S. Schreiber metodom tankoslojne hromatografije (1938), koja omogućava analizu sa količinom supstance u tragovima.

Sljedeći važan korak bilo je otkriće A. Martina i R. Singa (Engleska) varijante tečne particione hromatografije na primjeru odvajanja acetilnih derivata aminokiselina na koloni ispunjenoj vodom zasićenim silika gelom koristeći hloroform kao rastvarač (1940) . Istovremeno je uočeno da se kao mobilna faza može koristiti ne samo tečnost, već i gas. Nekoliko godina kasnije, ovi naučnici su predložili da se izvrši odvajanje derivata aminokiselina na papiru navlaženom vodom sa butanolom kao mobilnom fazom. Takođe su implementirali prvi dvodimenzionalni sistem razdvajanja. Martin i Sing dobili su Nobelovu nagradu za hemiju za svoje otkriće particione hromatografije. (1952). Nadalje, Martin i A. James izveli su varijantu plinske particione hromatografije, razdvajajući smjese na miješanom sorbentu silikona DS-550 i stearinske kiseline (1952. - 1953.). Od tog vremena, metoda plinske hromatografije dobila je najintenzivniji razvoj.

Jedna od varijanti gasne hromatografije je hromatografija, u kojoj se, kako bi se poboljšalo odvajanje mešavine gasova, istovremeno sa kretanjem pokretne faze - gasa, sorbent i smeša koja se odvaja, utiče na pokretnu temperaturu. polje koje ima određeni gradijent duž dužine (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951.).

Značajan doprinos razvoju hromatografske metode dao je G. Schwab (Njemačka), koji je bio osnivač jono-izmjenjivačke hromatografije (1937. - 1940.). Dalje je razvijen u radovima sovjetskih naučnika E.N. Gapon i T.B. Gapon, koji je izvršio hromatografsko razdvajanje mješavine jona u otopini (zajedno sa F.M. Shemyakin, 1947), a također je implementirao ideju koju je Tsvet izrazio o mogućnosti hromatografskog odvajanja mješavine tvari na osnovu razlike u topljivosti teško rastvorljivih precipitata (sedimentna hromatografija, 1948).

Moderna faza u razvoju jono-izmjenjivačke hromatografije započela je 1975. godine nakon rada G. Smalla, T. Stevensa i W. Baumana (SAD), u kojem su predložili novu analitičku metodu nazvanu jonska hromatografija (varijanta visoko- performanse ionsko-izmjenjivačke hromatografije sa konduktometrijskom detekcijom).

Od izuzetne važnosti je bilo stvaranje kapilarne varijante hromatografije od strane M. Golaya (SAD) (1956.), u kojoj se na unutrašnje zidove kapilarne cijevi nanosi sorbent, što omogućava analizu mikrokoličina višekomponentnih smjesa.

Krajem 60-ih godina. interesovanje za tečnu hromatografiju naglo je poraslo. Rođena je tečna hromatografija visokih performansi (HPLC). To je olakšano stvaranjem visokoosjetljivih detektora, novih selektivnih polimernih sorbenata i nove opreme koja omogućava rad na visokim pritiscima. Trenutno, HPLC zauzima vodeću poziciju među ostalim metodama hromatografije i implementira se u različitim verzijama.

2. GLAVNE ODREDBE

Kromatografija je metoda razdvajanja i određivanja supstanci zasnovana na raspodjeli komponenti između dvije faze - pokretne i stacionarne. Stacionarna (stacionarna) faza je čvrsta porozna supstanca (često se naziva sorbent) ili tekući film nanijet na čvrstu tvar. Mobilna faza je tekućina ili plin koji teče kroz stacionarnu fazu, ponekad pod pritiskom. Komponente analizirane smeše (sorbati) zajedno sa mobilnom fazom kreću se duž stacionarne faze. Obično se stavlja u staklenu ili metalnu cijev koja se naziva stupac. U zavisnosti od jačine interakcije sa površinom sorbenta (zbog adsorpcije ili nekog drugog mehanizma), komponente će se kretati duž kolone različitim brzinama. Neke komponente će ostati u gornjem sloju sorbenta, druge će, u manjoj interakciji sa sorbentom, završiti u donjem dijelu kolone, a neke će napustiti kolonu zajedno s mobilnom fazom (takve komponente se nazivaju nezadržane, a njihovo vrijeme zadržavanja određuje “mrtvo vrijeme” kolone). Na ovaj način se brzo odvajaju složene mješavine komponenti. Treba istaći sljedeće prednosti hromatografskih metoda:

1. Razdvajanje je dinamičke prirode, a radnje sorpcije-desorpcije odvojenih komponenti se ponavljaju mnogo puta. To je razlog znatno veće efikasnosti hromatografskog odvajanja u odnosu na statičke metode sorpcije i ekstrakcije.

2. Prilikom odvajanja koriste se različite vrste interakcija između sorbata i stacionarne faze: od čisto fizičke do hemisorpcije. Ovo omogućava selektivno odvajanje širokog spektra supstanci.

3. Supstancama koje se odvajaju mogu se nametnuti razna dodatna polja (gravitaciona, električna, magnetna itd.), koja promenom uslova razdvajanja proširuju mogućnosti hromatografije.

4. Kromatografija je hibridna metoda koja kombinuje istovremeno odvajanje i određivanje nekoliko komponenti.

5. Kromatografija omogućava rješavanje analitičkih problema (odvajanje, identifikacija, određivanje) i preparativnih (prečišćavanje, izolacija, koncentracija). Rješenje ovih zadataka može se kombinirati izvođenjem u “on-line” modu.

6. Brojne metode su klasifikovane prema stanju agregacije faza, mehanizmu razdvajanja i tehnici separacije. Kromatografske metode se također razlikuju po načinu na koji se odvija proces razdvajanja na frontalni, pomjerni i eluent.

3. KLASIFIKACIJA HROMATOGRAFSKIH METODA ANALIZE

Klasifikacije hromatografskih metoda zasnivaju se na principima koji uzimaju u obzir sljedeće različite karakteristike procesa razdvajanja:

* razlike u stanju agregacije faza korišćenog hromatografskog sistema;

* razlike u prirodi interakcija izdvojenih supstanci sa stacionarnom fazom;

* eksperimentalne razlike u načinu na koji se provodi proces hromatografskog odvajanja.

Tabele 1-3 prikazuju glavne opcije za klasifikaciju poznatih hromatografskih metoda.

Budući da priroda interakcija jedinjenja koja se odvajaju sa fazama različitih kromatografskih sistema može uvelike varirati, gotovo da nema objekata za čije razdvajanje ne bi bilo moguće pronaći odgovarajuću stacionarnu fazu (čvrstu ili tečnu) i sistemi mobilnih rastvarača. Područja primjene glavnih varijanti hromatografije, u zavisnosti od molekulske mase ispitivanih jedinjenja, data su u tabeli. 4.

4. ADSORPCIJSKA HROMATOGRAFIJA. TANKOSLOJNA HROMATOGRAFIJA

Jedna od najčešćih metoda adsorpcione hromatografije je tankoslojna hromatografija (TLC) - vrsta planarne hromatografije, u kojoj se adsorbent koristi u obliku tankog sloja na ploči.

Princip i osnovni koncepti TLC metode. Na čistu ravnu površinu (ploča od stakla, metala, plastike) na ovaj ili onaj način nanosi se tanak sloj sorbenta, koji se najčešće fiksira na površinu ploče. Dimenzije ploče mogu biti različite (dužina i širina - od 5 do 50 cm, iako to nije potrebno). Na površini ploče, pažljivo da ne oštetite sloj sorbenta, označite (na primjer, olovkom) startnu liniju (na udaljenosti od 2-3 cm od donjeg ruba ploče) i ciljnu liniju rastvarača.

Šema za razdvajanje komponenti A i B pomoću TLC

Uzorak se nanosi na početnu liniju ploče (mikrošpricom, kapilarom) - mala količina tekućine koja sadrži mješavinu tvari koje treba odvojiti, na primjer, dvije supstance A i B u odgovarajućem rastvaraču. Otapalo se pusti da ispari, nakon čega se ploča uroni u hromatografsku komoru u tečnu fazu PF-a, koja je rastvarač ili mješavina rastvarača posebno odabranih za ovaj slučaj. Pod dejstvom kapilarnih sila, PF se spontano kreće duž NF od početne linije do linije fronta rastvarača, noseći sa sobom komponente A i B uzorka, koje se kreću različitim brzinama. U slučaju koji razmatramo, afinitet komponente A za NP je manji od afiniteta za istu fazu komponente B, tako da se komponenta A kreće brže od komponente B. Nakon što mobilna faza (otapalo) stigne do linije fronta rastvarača u vremenu t , hromatografija se prekida, ploča se izvadi iz hromatografske komore, i osuši na vazduhu i odredi položaj tačaka supstanci A i B na površini ploče. Mrlje (zone) obično imaju ovalni ili okrugli oblik. U slučaju koji se razmatra, tačka komponente A se pomerila sa startne linije na daljinu l A , komponenta B tačka - na daljinu l IN, a rastvarač je putovao kroz razdaljinu L.

Ponekad se istovremeno sa primjenom uzorka supstanci koje se odvajaju, na startnu liniju primjenjuju male količine standardne supstance, kao i supstanci svjedoka (one koje se pretpostavljaju nalaze u analiziranom uzorku).

Za karakterizaciju komponenti koje treba odvojiti u sistemu, uvodi se koeficijent mobilnosti Rf (ili Rf faktor):

R f=V 1 /V E= (l 1 /t)/ (L/t)=l 1 /L ,

Gdje V 1 = l 1 / t I V E= L/ t - prema brzini kretanja i- komponenta i rastvarač E; l 1 IL - preuzet put i- m komponenta i rastvarač, respektivno, t je vrijeme potrebno da se rastvarač pomakne od početne do prednje linije rastvarača. Udaljenosti l 1 brojite od početne linije do centra tačke odgovarajuće komponente.

Obično je koeficijent mobilnosti u rasponu R f =0 - 1. Optimalna vrijednost je 0,3-0,7 Uslovi hromatografije su odabrani tako da se vrijednost Rf razlikuje od nule i jedan.

Koeficijent mobilnosti je važna karakteristika sistema sorbent-sorbat. Za ponovljive i striktno konstantne hromatografske uslove R f = konst.

Koeficijent mobilnosti Rf zavisi od niza faktora: prirode i kvaliteta rastvarača, njegove čistoće; priroda i kvaliteta sorbenta (tanki sloj), ujednačenost njegove granulacije, debljina sloja; aktivnost sorbenta (sadržaj vlage u njemu); eksperimentalne tehnike (težine uzoraka, dužine L ciklusa rastvarača); vještina eksperimentatora itd. Konstantnost reprodukcije svih ovih parametara u praksi je ponekad teška. Za nivelisanje uticaja uslova procesa uvodi se koeficijent relativne pokretljivosti Rs.

Rs=l/l st=R f/R f( st ) ,

Gdje R f = l/ L; R f (st)= l st/ L; l cm - udaljenost od startne linije do centra standardne tačke.

Relativni koeficijent pokretljivosti Rs je objektivnija karakteristika pokretljivosti supstance od koeficijenta pokretljivosti Rf.

Kao standard, često se bira supstanca za koju je, pod datim uslovima, R f ? 0.5. Prema hemijskoj prirodi, standard se bira blizu supstanci koje se odvajaju. Uz korištenje standarda, vrijednost Rs obično leži u rasponu Rs=0,1--10, optimalne granice su oko 0,5--2.

Za pouzdaniju identifikaciju izdvojenih komponenti koriste se "svjedoci" - referentne supstance, čije se prisustvo očekuje u analiziranom uzorku. Ako je R f = R f (sertifikat), gdje su R f i R f (sertifikat) koeficijenti mobilnosti ove komponente i svjedoka, respektivno, onda je vjerojatnije pretpostaviti da je tvar prisutna u smjesi koja se hromatografira .

Da bi se okarakterisalo razdvajanje dve komponente A i B pod ovim uslovima, uvodi se stepen (kriterijum) razdvajanja R (A / B):

R (A / B) \u003d D l( =2D l ,

gdje je D l- rastojanje između centara tačaka komponenti A i B; a(A) i a(B) su prečnici tačaka A i B na hromatogramu, respektivno.

Što je veća vrednost R (A/B), to su tačke komponenti A i B jasnije odvojene na hromatogramu.

Za procjenu selektivnosti razdvajanja dvije supstance A i B koristi se faktor razdvajanja O:

a=l B / l A.

Ako a=1, tada komponente A i B nisu razdvojene.

Za određivanje stepena razdvajanja R (A/B) komponenti A i B.

4.1 Eksperimentalna tehnika u tankoslojnoj hromatografiji:

A) Uzorak prijave. Analizirani tečni uzorak se nanosi na startnu liniju kapilarom, mikrošpricom, mikropipetom, pažljivo dodirujući sloj sorbenta (prečnik tačke na startnoj liniji obično je od jednog do nekoliko milimetara). Ako se na startnu liniju nanese više uzoraka, onda razmak između tačaka uzoraka na startnoj liniji ne smije biti manji od 2 cm.Ako je moguće, koristite koncentrirane otopine. Tačke se suše na vazduhu i zatim hromatografišu.

b) Izrada hromatograma (hromatografija). Proces se provodi u zatvorenim hromatografskim komorama zasićenim parama rastvarača koji se koristi kao PF, na primjer, u staklenoj posudi prekrivenoj poklopcem na vrhu.

U zavisnosti od smera kretanja PF, postoje uzlazno, silazno I horizontalno hromatografija.

U varijanti uzlazne hromatografije koriste se samo ploče sa fiksnim slojem sorbenta. PF se izlije na dno komore (kao potonja može se koristiti staklena čaša odgovarajuće veličine sa staklenim poklopcem), hromatografska ploča se postavlja okomito ili koso u komoru tako da se PF sloj na dnu posude komora vlaži dno ploče (ispod startne linije za ~1,5 - 2 cm). PF se zbog djelovanja kapilarnih sila odozdo prema gore (protiv sile gravitacije) kreće relativno sporo.

Kromatografija naniže također koristi samo fiksne ploče. PF se dovodi odozgo i kreće se prema dolje duž sloja sorbenta ploče. Sila gravitacije ubrzava kretanje PF-a. Ova opcija je implementirana u analizi mješavina koje sadrže komponente koje se polako kreću s PF.

U varijanti horizontalne hromatografije, ploča se postavlja horizontalno. Mogu se koristiti pravokutne ili okrugle ploče. Kada se koriste okrugle ploče (kružna verzija horizontalne hromatografije), početna linija se označava kao krug odgovarajućeg radijusa (~1,5-2 cm), na koji se nanose uzorci. U sredini okrugle ploče je izrezana rupa u koju je umetnut fitilj za napajanje PF-a. Potonji se kreće duž sloja sorbenta od središta kruga do njegove periferije. Kromatografija se izvodi u zatvorenoj komori - eksikatoru ili u Petrijevoj posudi. Uz kružnu verziju, do nekoliko desetina uzoraka može se analizirati istovremeno.

TLC metode koriste jednodimenzionalnu, dvodimenzionalnu, višestruku (ponovljenu), postupnu hromatografiju.

Uz jednu hromatografiju, analiza se izvodi bez promjene smjera kretanja PF. Ova metoda je najčešća.

Dvodimenzionalna hromatografija se obično koristi za analizu složenih smeša (proteini, aminokiseline, itd.) Prvo se vrši preliminarno odvajanje smeše pomoću prvog PF 1 . Na kromatogramu se ne dobijaju mrlje od pojedinačnih supstanci, već od mješavina nekoliko nerazdvojenih komponenti. Zatim se kroz ove tačke povlači nova startna linija, ploča se okreće za 90° i ponovo hromatografiše, ali sa drugim PF 2, pokušavajući da konačno odvoji tačke mešavine na tačke pojedinačnih komponenti.

Ako je ploča kvadratna, tada se uzorak nanosi na dijagonalu ovog kvadrata blizu njegovog donjeg ugla. Ponekad se dvodimenzionalna hromatografija izvodi sa istim PF na kvadratnoj ploči.

Šema koja ilustruje princip dvodimenzionalne hromatografije:

a - hromatogram dobijen sa PF1;

b - hromatogram dobijen sa PF2

U višestrukoj (ponovljenoj) hromatografiji, postupak se izvodi nekoliko puta uzastopno sa istim PF (svaki put nakon sljedećeg sušenja) dok se ne dobije željeno razdvajanje mrlja komponenti smjese (obično ne više od tri puta).

U slučaju stepenaste hromatografije, proces se izvodi sa istom pločom uzastopno, koristeći svaki put novi PF, sve dok se ne postigne jasno razdvajanje mrlja.

V) Interpretacija hromatograma. Ako su mrlje na hromatogramu obojene, nakon sušenja ploča određuje se udaljenost od startne linije do centra svake tačke i izračunavaju se koeficijenti pokretljivosti. Ako sastav analiziranog uzorka uključuje bezbojne supstance koje daju neobojenu, tj. vizuelno neidentifikujuće tačke na hromatogramu, potrebno je izvršiti detekcija ove mrlje, za koje hromatograme manifest.

U nastavku su opisane najčešće metode detekcije.

Zračenje ultraljubičastim svjetlom. Koristi se za detekciju fluorescentnih jedinjenja (tačke svetle kada je ploča izložena UV svetlu) ili nefluorescentnih supstanci, ali pomoću sorbenta sa fluorescentnim indikatorom (sorbent svetli, fleke ne svetle). Na taj način se, na primjer, otkrivaju alkaloidi, antibiotici, vitamini i druge ljekovite tvari.

Termičku obradu. Nakon hromatografije, ploča osušena nakon hromatografije pažljivo se zagrijava (do ~200°C) kako bi se izbjeglo potamnjenje samog sloja sorbenta (na primjer, kada tanki sloj sorbenta sadrži škrob). U ovom slučaju, mrlje se obično pojavljuju u obliku smeđih zona (zbog djelomične termolize organskih komponenti).

Hemijska obrada. Kromatogrami se često razvijaju tretiranjem reagensima koji formiraju obojene spojeve s komponentama smjese koje se mogu odvojiti. U te svrhe koriste se različiti reagensi: pare joda, amonijaka, broma, sumpor-dioksida, sumporovodika, posebno pripremljene otopine kojima se ploče tretiraju. Koriste se i univerzalni i selektivni reagensi (koncept "univerzalnog" je prilično proizvoljan).

Na primjer, koncentrirana sumporna kiselina može poslužiti kao univerzalni reagensi (zamračivanje mrlja organskih spojeva se opaža kada se zagrijava), kisela vodena otopina kalijevog permanganata (zone se uočavaju u obliku smeđih mrlja na ljubičastoj pozadini sorbenta), otopina fosfomolibdinske kiseline kada se zagrije (na žutoj pozadini pojavljuju se plave mrlje) itd.

Kao selektivni, na primjer, koristi se Dragendorfov reagens; Zimmermannov reagens; vodeni rastvor amonijaka bakar sulfata (10% za CuSO 4, 2% za amonijak); mješavina ninhidrina C 9 H 4 O 3 H 2 O sa etanolom i sirćetnom kiselinom.

Dragendorffov reagens je rastvor baznog bizmut nitrata BiONO 3 , kalijum jodida KJ i sirćetne kiseline u vodi. Koristi se za određivanje amina, alkaloida, steroida.

Cimermannov reagens se priprema tretiranjem 2% rastvora dinitrobenzena u etanolu sa rastvorom KOH alkalije, nakon čega sledi zagrevanje smeše na ~70-100°C. Koristi se za otkrivanje steroida.

Uz pomoć ninhidrina otkrivaju se mrlje od amina, aminokiselina, proteina i drugih spojeva.

Koriste se i neke druge metode otkrivanja mrlja. Na primjer, mjeri se njihova radioaktivnost ako je neka od izdvojenih komponenti radioaktivna ili se ubacuju posebni aditivi radioaktivnih izotopa elemenata koji su dio izdvojenih komponenti smjese.

Nakon detekcije mrlja na hromatogramu, one se identifikuju, tj. odrediti koji spoj odgovara određenom mjestu. Za to se najčešće koriste referentne tačke "svjedoka". Ponekad se tačke identifikuju po vrednosti koeficijenata pokretljivosti Rf, upoređujući ih sa vrednostima Rf poznatim za date uslove. Međutim, takva identifikacija po vrijednosti R f često je preliminarna.

Boja fluorescentnih mrlja se takođe koristi u svrhu identifikacije, jer različita jedinjenja fluoresciraju sa različitim talasnim dužinama (različite boje).

U hemijskoj detekciji mrlja selektivni reagensi daju obojene mrlje sa jedinjenjima određene prirode, što se takođe koristi u svrhu identifikacije.

Koristeći TLC metodu, može se ne samo otkriti, već i kvantificirati sadržaj komponenti u smjesama. Da bi se to postiglo, ili se same mrlje analiziraju na hromatogramu, ili se izdvojene komponente ekstrahuju iz hromatograma na ovaj ili onaj način (ekstrakcija, eluiranje odgovarajućim rastvaračima).

Prilikom analize mrlja pretpostavlja se da postoji određeni odnos između površine mrlje i sadržaja date supstance (na primjer, prisutnost proporcionalne ili linearne zavisnosti), što se utvrđuje konstruiranjem kalibracionog grafikona. mjerenjem površina mrlja "svjedoka" - standarda sa poznatim sadržajem analizirane komponente.

Ponekad se upoređuje intenzitet boje mrlja, pod pretpostavkom da je intenzitet boje mrlje proporcionalan količini date obojene komponente. Za mjerenje intenziteta boje koriste se različite metode.

Prilikom ekstrakcije izdvojenih komponenti iz hromatograma dobija se rastvor koji sadrži ovu komponentu. Potonje se zatim određuje jednom ili drugom analitičkom metodom.

Relativna greška u kvantitativnom određivanju supstance pomoću TLC je 5-10%.

TLC je farmakopejska metoda i široko se koristi za analizu i kontrolu kvaliteta različitih lijekova.

5. GASNA HROMATOGRAFIJA

Plinska hromatografija (GC) koristi inertni gas (azot, helijum, vodonik) kao mobilnu fazu, nazvanu gas nosač. Uzorak se napaja u obliku para, stacionarna faza je ili čvrsta tvar - sorbent (gasno-adsorpciona hromatografija) ili tečnost visokog ključanja nanesena u tankom sloju na čvrsti nosač (plinsko-tečna hromatografija). Razmotrite varijantu gasno-tečne hromatografije (GLC). Kieselgur (dijatomit) se koristi kao nosač - vrsta hidratisanog silika gela, često se tretira reagensima koji pretvaraju Si-OH grupe u Si-O-Si (CH 3) 3 grupe, čime se povećava inertnost nosača sa poštovanje rastvarača. To su, na primjer, nosači "Chromosorb W" i "Gazochrome Q". Osim toga, koriste se stakleni mikrobaloni, teflon i drugi materijali.

5.1 Gazo- adsorpciona hromatografija

Karakteristika metode gasne adsorpcione hromatografije (GAC) je da se kao stacionarna faza koriste adsorbenti sa visokom specifičnom površinom (10–1000 m 2 g -1), a određuje se raspodela supstanci između stacionarne i pokretne faze. procesom adsorpcije. Adsorpcija molekula iz gasne faze, tj. koncentrisan na granici između čvrste i plinovite faze, nastaje zbog međumolekularnih interakcija (disperzija, orijentacija, indukcija), koje su elektrostatičke prirode. Možda se formiranje vodonične veze i doprinos ove vrste interakcije zadržanim volumenima značajno smanjuje s povećanjem temperature.

Za analitičku praksu važno je da pri konstantnoj temperaturi količina adsorbovane supstance na površini S s bude proporcionalna koncentraciji ove supstance u gasnoj fazi S m:

C s = kc m (1)

one. tako da se distribucija odvija u skladu sa linearnom izotermom adsorpcije (Za -- konstanta). U ovom slučaju, svaka komponenta se kreće duž stupa konstantnom brzinom, neovisno o njezinoj koncentraciji. Razdvajanje tvari je zbog različite brzine njihovog kretanja. Stoga je u GAC-u izuzetno važan izbor adsorbenta čija površina i priroda površine određuju selektivnost (odvajanje) na datoj temperaturi.

Kako temperatura raste, toplina adsorpcije se smanjuje. DH/T, o čemu zavisi zadržavanje, i, shodno tome, t R . Ovo se koristi u praksi analize. Ako se odvoje spojevi koji se jako razlikuju po isparljivosti na konstantnoj temperaturi, tada tvari niskog ključanja brzo eluiraju, tvari visokog ključanja imaju duže vrijeme zadržavanja, njihovi vrhovi na kromatogramu će biti sve manji i širi, a analiza traje dugo . Međutim, ako se tokom hromatografije temperatura kolone povećava konstantnom brzinom (programiranje temperature), tada će vrhovi bliske širine na hromatogramu biti ravnomjerno raspoređeni.

Aktivni ugljik, silika gel, porozno staklo i aluminijum oksid se uglavnom koriste kao adsorbenti za HAC. Nehomogenost površine aktivnih adsorbenata odgovorna je za glavne nedostatke GAC metode i nemogućnost određivanja jako adsorbiranih polarnih molekula. Međutim, moguće je analizirati mješavine visoko polarnih tvari na geometrijski i kemijski homogenim makroporoznim adsorbentima. Poslednjih godina proizvode se adsorbenti sa manje ili više ujednačenom površinom, kao što su porozni polimeri, makroporozni silika gelovi (silohrom, porasil, sferosil), porozna stakla i zeoliti.

Najrasprostranjenija metoda plinske adsorpcione hromatografije je analiza mješavina plinova i ugljovodonika niskog ključanja koje ne sadrže aktivne funkcionalne grupe. Izoterme adsorpcije takvih molekula su bliske linearnim. Na primjer, za odvajanje O 2 , N 2 , CO, CH 4 , CO 2 uspješno se koristi glina. Temperatura kolone je programirana da skrati vrijeme analize smanjenjem t R plinova visokog ključanja. Na molekularnim sitima - visokoporoznim prirodnim ili sintetičkim kristalnim materijalima, čije su sve pore približno iste veličine (0,4 - 1,5 nm), - mogu se odvojiti izotopi vodika. Za odvajanje metalnih hidrida (Ge, As, Sn, Sb) koriste se sorbenti koji se nazivaju porapaks. GAC metoda na kolonama s poroznim polimernim sorbentima ili ugljičnim molekularnim sitom je najbrži i najpogodniji način za određivanje vode u neorganskim i organskim materijalima, kao što su otapala.

5.2 Gazo- tečna hromatografija

U analitičkoj praksi češće se koristi metoda plinsko-tečne hromatografije (GLC). To je zbog ekstremne raznolikosti tekućih stacionarnih faza, što olakšava odabir faze selektivne za datu analizu, sa izotermom linearne distribucije u širem rasponu koncentracija, što vam omogućava da radite s velikim uzorcima i lako dobijete ponovljive kolone u smislu efikasnosti.

Mehanizam distribucije komponenti između nosača i stacionarne tečne faze zasniva se na njihovom rastvaranju u tečnoj fazi. Selektivnost zavisi od dva faktora: pritiska pare analita i njegovog koeficijenta aktivnosti u tečnoj fazi. Prema Raoultovom zakonu, nakon rastvaranja, tlak pare tvari nad otopinom str i je direktno proporcionalan njegovom koeficijentu aktivnosti g molnog udjela N i u rastvoru i pritisku pare čiste supstance R° i na datoj temperaturi:

p i = N i R ° I (2)

Budući da je koncentracija i-te komponente u ravnotežnoj parnoj fazi određena njenim parcijalnim pritiskom, možemo pretpostaviti da,

P i ~ c m , i N i ~ c s tada

i koeficijent selektivnosti:

Dakle, što je niža tačka ključanja supstance (što je veći P 0 i), to se ona slabije zadržava u hromatografskoj koloni.

Ako su tačke ključanja tvari iste, tada se za njihovo razdvajanje koriste razlike u interakciji sa stacionarnom tekućom fazom: što je interakcija jača, to je niži koeficijent aktivnosti i veće zadržavanje.

Stacionarne tečne faze . Da bi se osigurala selektivnost kolone, važno je odabrati ispravnu stacionarnu tečnu fazu. Ova faza treba da bude dobar rastvarač za komponente smeše (ako je rastvorljivost niska, komponente vrlo brzo napuštaju kolonu), neisparljiva (tako da ne ispari na radnoj temperaturi kolone), hemijski inertna , treba imati nisku viskoznost (inače se proces difuzije usporava) i kada se nanese na nosač da formira jednoličan film, čvrsto vezan za njega. Snaga razdvajanja stacionarne faze za komponente ovog uzorka treba da bude maksimalna.

Postoje tri vrste tečnih faza: nepolarne (zasićeni ugljovodonici, itd.), umjereno polarne (esteri, nitrili itd.) i polarne (poliglikoli, hidroksilamini, itd.).

Poznavajući svojstva stacionarne tečne faze i prirodu supstanci koje se odvajaju, na primer, klasu, strukturu, moguće je brzo odabrati selektivnu tečnu fazu pogodnu za odvajanje date smeše. U ovom slučaju treba uzeti u obzir da će vrijeme zadržavanja komponenti biti prihvatljivo za analizu ako su polariteti stacionarne faze i supstance analiziranog uzorka bliski. Za otopljene tvari bliskog polariteta, redoslijed eluiranja obično korelira s tačkama ključanja, a ako je temperaturna razlika dovoljno velika, moguće je potpuno odvajanje. Za odvajanje tvari različitog polariteta gotovo ključanja koristi se stacionarna faza, koja selektivno zadržava jednu ili više komponenti zbog dipol-dipol interakcije. Kako se polaritet tekuće faze povećava, vrijeme zadržavanja polarnih spojeva se povećava.

Za jednoliku primjenu tečne faze na čvrsti nosač, miješa se sa vrlo isparljivim rastvaračem, kao što je eter. U ovu otopinu se dodaje čvrsti nosač. Smjesa se zagrijava, rastvarač isparava, tečna faza ostaje na nosaču. Tako obloženi suvi nosač sa stacionarnom tečnom fazom puni se u kolonu, vodeći računa da se izbegne stvaranje šupljina. Za ujednačeno pakovanje, mlaz gasa se propušta kroz kolonu i istovremeno se u koloni kuca za zaptivanje pakovanja. Zatim, prije postavljanja na detektor, kolona se zagrijava na temperaturu od 50°C iznad one na kojoj bi se trebala koristiti. U tom slučaju može doći do gubitaka tekuće faze, ali kolona ulazi u stabilan način rada.

Nosači stacionarnih tečnih faza. Čvrsti nosači za raspršivanje stacionarne tekuće faze u obliku homogenog tankog filma moraju biti mehanički čvrsti sa umjerenom specifičnom površinom (20 m 2 /g), male i ujednačene veličine čestica, a također biti dovoljno inertni da omoguće adsorpciju na sučelje čvrsto-gasovito. faze bio minimalan. Najmanja adsorpcija je uočena na nosačima od silaniziranog hromosorba, staklenih perli i fluoropak (fluorokarbonski polimer). Osim toga, čvrsti nosači ne bi trebali reagirati na porast temperature i trebali bi se lako navlažiti tečnom fazom. U plinskoj hromatografiji kelata, kao čvrsti nosač najčešće se koriste silanizirani bijeli dijatomitni nosači, dijatomit silicijum ili kizelgur. Dijatomejska zemlja je mikro-amorfni silicijum dioksid koji sadrži vodu. Takvi nosači uključuju hromosorb W, gasni hrom Q, hromaton N, itd. Osim toga, koriste se staklene perle i teflon.

Hemijski vezane faze. Često se koriste modifikovani nosači, kovalentno vezani za tečnu fazu. U ovom slučaju, stacionarna tečna faza se čvršće drži na površini čak i pri najvišim temperaturama stupca. Na primjer, nosač dijatomejske zemlje se tretira hlorosilanom sa supstituentom dugog lanca koji ima određeni polaritet. Hemijski vezana stacionarna faza je efikasnija.

6. DISTRIBUCIJSKA HROMATOGRAFIJA. HROMATOGRAFIJA PAPIRA (HROMATOGRAFIJA PAPIRA)

Particiona hromatografija se zasniva na korišćenju razlika u rastvorljivosti podeljene supstance u dve tečne faze koje se ne mešaju. Obje faze - PF i NF - su tečne faze. Kada se tečni PF kreće duž tekućeg NF, kromatografirane tvari se kontinuirano redistribuiraju između obje tekuće faze.

Particiona hromatografija je papirni hromatgrafika (ili hromatografija na papiru) u svom normalnom obliku. U ovoj metodi, umjesto ploča sa tankim slojem sorbenta koji se koristi u TLC-u, koristi se specijalni hromatografski papir po kojem se, impregnirajući ga, tečni PF kreće tokom hromatografije od startne do ciljne linije rastvarača.

Razlikovati normalna faza i obrnuta faza papirna hromatografija.

U varijanti normalna faza papirna hromatografska tekućina NF je voda adsorbirana u obliku tankog sloja na vlaknima i smještena u porama hidrofilna papir (do 25% težine). Ova vezana voda po svojoj strukturi i fizičkom stanju se veoma razlikuje od obične tekuće vode. U njemu se otapaju komponente izdvojenih smjesa.

Ulogu kretanja PF-a preko papira igra druga tečna faza, na primjer, organska tekućina s dodatkom kiselina i vode. Prije hromatografije, tekući organski PF se zasiti vodom tako da PF ne otopi vodu adsorbiranu na vlaknima hidrofilnog hromatografskog papira.

Kromatografski papir proizvodi industrija. Mora ispunjavati niz zahtjeva: mora biti pripremljen od visokokvalitetnih vlaknastih sorti pamuka, biti ujednačen po gustini i debljini, u smjeru orijentacije vlakana, kemijski čist i inertan u odnosu na NF i odvojive komponente.

U varijanti sa normalnom fazom, kao PF najčešće se koriste tečne mješavine sastavljene od različitih rastvarača. Klasičan primjer takvog PF-a je mješavina octene kiseline, n-butanola i vode u volumnom omjeru 1:4:5. Koriste se i rastvarači kao što su etil acetat, hloroform, benzen itd.

U varijanti obrnuta faza U papirnoj hromatografiji, tečni NF je organski rastvarač, dok je tečni PF voda, vodeni ili alkoholni rastvori i mešavine kiselina sa alkoholima. Proces se izvodi pomoću hidrofobna hromatografski papir. Dobija se tretiranjem (impregnacijom) papira naftalenom, silikonskim uljima, parafinom itd. Nepolarni i niskopolarni organski rastvarači se upijaju na vlakna hidrofobnog papira i prodiru u njegove pore, formirajući tanak sloj tekućeg NF. Voda se ne zadržava na takvom papiru i ne vlaži ga.

Tehnika papirne hromatografije je generalno ista kao i kod TLC metode. Obično se lonac analiziranog rastvora koji sadrži mešavinu supstanci koje treba odvojiti nanosi na traku hromatografskog papira na startnoj liniji. Nakon što je rastvarač ispario, papir ispod početne linije se uranja u PF, postavljajući papir okomito (okači ga). Zatvorite komoru poklopcem i izvršite hromatografiju sve dok PF ne dostigne prednju liniju rastvarača naznačenu na papiru. Nakon toga se proces prekida, papir se suši na zraku, otkrivaju se mrlje i identificiraju komponente smjese.

Papirna hromatografija, kao i TLC metoda, koristi se i u kvalitativnoj i u kvantitativnoj analizi.

Za kvantificiranje sadržaja određene komponente mješavine koriste se različite metode:

1) polaze od prisustva određenog odnosa (proporcionalnog, linearnog) između količine supstance u tački i površine mrlje (često se preliminarno gradi kalibracioni grafikon);

2) izvagati izrezano mjesto sa supstancom i čistim papirom iste površine, a zatim odrediti masu tvari koju treba odrediti razlikom;

3) uzeti u obzir odnos između intenziteta boje mrlje i sadržaja u njoj određene komponente koja daje boju mrlji.

U nekim slučajevima, supstance sadržane u mrljama se ekstrahuju nekim rastvaračem, a zatim se ekstrakt analizira.

Papirna hromatografija je farmakopejska metoda koja se koristi za odvajanje smjesa koje sadrže i neorganske i organske tvari. Metoda je pristupačna, laka za izvođenje, ali je općenito inferiornija od modernije TLC metode koja koristi tanak sloj sorbenta.

7. SEDIMENT HROMATOGRAFIJA

Sedimentna hromatografija se uglavnom koristi za odvajanje i identifikaciju neorganskih jona u smešama.

Suština metode. Sedimentna hromatografija se zasniva na upotrebi hemijskih reakcija taloženja odvojenih komponenti smeše sa taložnikom, koji je deo NF. Odvajanje se vrši zbog nejednake rastvorljivosti nastalih spojeva, koji se prenose mobilnom fazom različitim brzinama: manje rastvorljive supstance se prenose iz PF sporije od rastvorljivijih.

Primjena metode može se ilustrovati primjerom razdvajanja halogenih jona: hloridnih jona Cl - , bromidnih jona Br - i jodidnih jona I - koji se istovremeno nalaze u analiziranom vodenom rastvoru. Da biste to učinili, koristite hromatografsku kolonu (koja je staklena cijev s slavinom na dnu) napunjenu sorbentom. Potonji se sastoji od njihovog medija - aluminijum oksida Al 2 O 3 ili silicijum SiO 2 impregniranog rastvorom srebrnog nitrata AgNO 3 (sadržaj srebrnog nitrata je oko 10% masenog udjela u masi nosača sorbenta).

Vodeni rastvor koji sadrži mješavinu anjona koje treba odvojiti propušta se kroz hromatografsku kolonu. Ovi anjoni stupaju u interakciju sa kationima srebra Ag+, formirajući teško rastvorljive taloge srebrnih halogenida:

Ag + + I - > AgIv (žuta)

Ag + + Br - > AgBrv (krema)

Ag + + Cl - > AgClv (bijeli)

Rastvorljivost srebrnih halogenida u vodi raste u slijedu:

Agl (K ° \u003d 8,3 * 10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),

gdje su vrijednosti proizvoda rastvorljivosti na sobnoj temperaturi date u zagradama. Stoga će se najprije formirati žuti talog srebrnog jodida, kao najmanje topiv na kromatogramu, uočava se žuta (gornja) zona. Zatim se formira zona precipitata srebrnog bromida krem ​​boje (srednja zona). Na kraju se formira bijeli talog srebrnog klorida - donja bijela zona, koja na svjetlosti potamni zbog fotokemijskog razlaganja srebrnog klorida uz oslobađanje fino dispergovanog metalnog srebra.

Rezultat je primarni sedimentni hromatogram.

Za jasnije razdvajanje zona, nakon dobijanja primarnog hromatograma, čisti rastvarač se propušta kroz kolonu dok se ne dobije sekundarni sedimentni hromatogram sa jasnim razdvajanjem taložnih zona.

U opisanom primjeru, taložnik je bio dio NF-a, a kroz kolonu je propuštena otopina koja je sadržavala mješavinu jona koje je trebalo odvojiti. Naprotiv, moguće je propuštanje rastvora taloga kroz kolonu, u čijem se NF nalaze ioni koji se hromatografišu. Međutim, u ovom slučaju se formiraju mješovite zone.

Šema za odvajanje Cl-, Br- i I- jona u hromatografskoj koloni sedimentnom hromatografijom.

7.1 Klasifikacija metoda sedimentne hromatografije prema eksperimentalnoj tehnici

Obično razlikujem columnar sedimentna hromatografija izvedena u hromatografskim kolonama, i planar sedimentna hromatografija, izvedena na papiru ili u tankom sloju sorbenta.

Kao sorbenti u sedimentnoj hromatografiji koriste se mješavine inertnih nosača sa taložnikom; sorbenti koji zadržavaju taloženje u obliku jona (jonoizmjenjivačke smole) ili u obliku molekula (aktivni ugljen); papir impregniran rastvorom za taloženje.

Najčešće birani nosači su silika gel, skrob, oksidi aluminijuma, kalcijuma, barijum sulfat, jonoizmenjivačke smole itd. Nosač se koristi u fino dispergovanom stanju sa veličinom čestica od oko 0,02-0,10 mm.

Kao precipitanti koriste se takvi reagensi koji sa kromatografskim ionima formiraju teško topljive taloge, na primjer, natrijum jodid NaI, natrijum sulfid Na 2 S, srebrni sulfat Ag 2 SO 4, kalijum ferocijanid K 4, oksihinolin, piridin itd.

Obično, kada se koristi metoda sedimentne kolonske hromatografije, nakon prolaska čistog otapala kroz kolonu, dobijaju se jasno odvojene zone od kojih svaka sadrži samo jednu komponentu (u slučaju kada se rastvorljivosti taloga razlikuju najmanje tri puta) . Metoda ima dobru ponovljivost rezultata.

U slučaju stvaranja bezbojnih taloga, kromatogram se razvija ili propuštanjem otopine razvijača kroz kolonu, koja daje obojene produkte reakcije sa precipitatom, ili trenutnim uvođenjem razvijača u PF ili NF.

7.2 Kromatografija sedimenta na papiru

Razmotrimo suštinu ove metode na primjeru analize vodenog rastvora koji sadrži mješavinu bakarnih katjona Cu 2+ ? gvožđe Fe 3+ i aluminijum Al 3+.

U sredinu lista papira impregniranog rastvorom taložnika – kalijum ferocijanida K 4, analizirani vodeni rastvor se kapilarno nanosi. Joni bakra Cu 2+ i željeza Fe 2+ stupaju u interakciju sa ferocijanidnim ionima da formiraju teško rastvorljive taloge:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (smeđa)

4Fe 3+ + 3 4->Fe4 (plavi)

Pošto je bakar (II) ferocijanid manje rastvorljiv od gvožđe (III) ferocijanida, precipitat bakar (II) ferocijanida se prvo istaloži, formirajući centralnu smeđu zonu. Zatim se formira plavi talog gvožđe(III) ferocijanida, dajući plavu zonu. Aluminijski joni migriraju na periferiju, dajući bezbojnu zonu jer ne stvaraju obojeni aluminij ferocijanid.

Šema razdvajanja Cu2+, Fe3+ i Al3+ sedimentnom hromatografijom.

Na taj način se dobija primarni hromatogram u kojem se precipitacijske zone djelomično preklapaju.

Zatim se dobije sekundarni hromatogram. Da bi se to postiglo, odgovarajuće otapalo (u ovom slučaju, vodeni rastvor amonijaka) se kapilarom nanosi na centar primarnog hromatograma. Otapalo se spontano kreće od centra papira do periferije, noseći sa sobom taloge, koji se kreću različitim brzinama: zona rastvorljivijeg taloga ferocijanida gvožđa kreće se brže od zone manje rastvorljivog precipitata ferocijanida bakra. U ovoj fazi, zbog razlike u brzinama kretanja zona, one su jasnije razdvojene.

Da bi se otvorili ioni aluminija koji formiraju bezbojnu perifernu zonu, prikazan je sekundarni hromatogram - poprskan (iz boce s raspršivačem) otopinom alizarina, organskog reagensa koji stvara ružičaste produkte reakcije s ionima aluminija. Uzmi vanjski ružičasti prsten.

8. HROMATOGRAFIJA IONSKIH IZMJENA

U hromatografiji s ionskom izmjenom, razdvajanje komponenti smjese postiže se reverzibilnom interakcijom jonizujućih supstanci sa jonskim grupama sorbenta. Očuvanje električne neutralnosti sorbenta osigurava prisustvo protujona sposobnih za ionsku izmjenu koji se nalaze u neposrednoj blizini površine. Jon unesenog uzorka, u interakciji sa fiksnim nabojem sorbenta, zamjenjuje se sa protujonom. Supstance sa različitim afinitetima za fiksno punjenje se odvajaju na anionskim ili kationskim izmenjivačima. Anionski izmjenjivači imaju pozitivno nabijene grupe na površini i sorbiraju anione iz mobilne faze. Kationski izmjenjivači sadržavaju grupe sa negativnim nabojem u interakciji s kationima.

Kao mobilna faza koriste se vodeni rastvori soli kiselina, baza i rastvarača kao što je tečni amonijak, tj. sistemi rastvarača koji imaju visoku dielektričnu konstantu i jaku tendenciju jonizacije jedinjenja. Obično rade sa puferskim rastvorima koji vam omogućavaju da podesite pH vrednost.

Tokom hromatografskog odvajanja, joni analita se nadmeću sa ionima sadržanim u eluentu, tražeći interakciju sa suprotno naelektrisanim grupama sorbenta. Iz toga slijedi da se hromatografija ionske izmjene može koristiti za odvajanje bilo kojeg spoja koji se može ionizirati na bilo koji način. Moguće je analizirati čak i neutralne molekule šećera u obliku njihovih kompleksa sa boratnim jonom.

Jono-izmjenjivačka hromatografija je neophodna za odvajanje visoko polarnih supstanci, koje se ne mogu analizirati GLC-om bez pretvaranja u derivate. Ova jedinjenja uključuju aminokiseline, peptide, šećere.

Jonoizmenjivačka hromatografija ima široku primenu u medicini, biologiji, biohemiji, za kontrolu životne sredine, u analizi sadržaja lekova i njihovih metabolita u krvi i urinu, pesticida u prehrambenim sirovinama, kao i za odvajanje anorganskih jedinjenja, uključujući radioizotope, lantanoide, aktinide itd. Analiza biopolimera (proteina, nukleinskih kiselina, itd.), koja je obično trajala satima ili danima, pomoću jonoizmenjivačke hromatografije vrši se za 20-40 minuta uz bolje odvajanje. Upotreba ionsko-izmjenjivačke hromatografije u biologiji omogućila je direktno posmatranje uzoraka u biološkim medijima, smanjujući mogućnost preuređivanja ili izomerizacije, što može dovesti do pogrešnog tumačenja konačnog rezultata. Zanimljivo je koristiti ovu metodu za kontrolu promjena u biološkim tekućinama. Upotreba poroznih slabih anionskih izmjenjivača na bazi silika gela omogućila je odvajanje peptida. Mehanizam jonske razmene može se predstaviti kao sledeće jednačine:

za anionsku izmjenu X - + R + Y - - Y - + R + X -

za kationsku izmjenu X + + R - Y + - Y + + R - X +

U prvom slučaju, ion uzorka X - takmiči se sa jonom mobilne faze Y - za ionske centre R+ jonskog izmjenjivača, au drugom slučaju kationi uzorka X+ ulaze u konkurenciju sa jonima mobilne faze Y + za jonske centre R - .

Naravno, joni uzorka koji slabo stupaju u interakciju sa jonskim izmjenjivačem slabo će se zadržati na koloni tokom ovog takmičenja i prvi će biti isprani iz nje, i obrnuto, jače zadržani joni će biti posljednji koji će eluirati iz kolone. Obično se sekundarne interakcije nejonske prirode javljaju zbog adsorpcije ili vodonične veze uzorka sa nejonskim dijelom matrice ili zbog ograničene rastvorljivosti uzorka u mobilnoj fazi.

Odvajanje specifičnih supstanci prvenstveno zavisi od izbora najpogodnijeg sorbenta i mobilne faze. Kao stacionarne faze u jono-izmjenjivačkoj hromatografiji koriste se jono-izmjenjivačke smole i silika gelovi sa cijepljenim ionogenim grupama.

Polistirenske ionizmjenjivačke smole za HPLC s veličinom zrna od 10 μm ili manje imaju selektivnost i stabilnost, ali njihovu mrežnu strukturu karakterizira udaljenost između čvorova mreže od 1,5 nm, što je mnogo manje od veličine pora silika gela koji se koristi za adsorpciona hromatografija (10 nm), usporava prenos mase i samim tim značajno smanjuje efikasnost. Jonske izmjenjivačke smole koje se koriste u HPLC su uglavnom kopolimeri stirena i divinilbenzena. Obično dodajte 8-12% potonjeg. Što je veći sadržaj divinilbenzena, veća je krutost i čvrstoća polimera, veći je kapacitet i, po pravilu, selektivnost, a bubrenje je niže.

Slični dokumenti

Opće karakteristike hromatografskog procesa. Fizičke i hemijske osnove tankoslojne hromatografije, klasifikacija metoda analize. Varijante hromatografije po faznim stanjima. Kontrola kvaliteta hrane TLC metodom, oprema.

seminarski rad, dodan 27.12.2009


Fenomeni koji se javljaju tokom hromatografije. Dva pristupa objašnjenju su teorija teorijskih ploča i kinetička teorija. Plinska, tečna, papirna hromatografija. metoda jonske izmjene. Primjena ionsko-izmjenjivačke hromatografije. Gel hromatografija.

sažetak, dodan 24.01.2009


Pojam i struktura polimernih sorbenata, istorijat njihovog nastanka i razvoja, njihov značaj u procesu particione hromatografije. Vrste polimernih sorbenata, mogućnosti njihove primjene u hromatografiji s isključenjem veličine. Značajke upotrebe krutih gelova.

sažetak, dodan 01.07.2010


Pojava i razvoj hromatografije. Klasifikacija hromatografskih metoda. Kromatografija na čvrstoj stacionarnoj fazi: plin, tekućina (tečna adsorpcija). Kromatografija na tečnoj stacionarnoj fazi: plinsko-tečna i gel hromatografija.

sažetak, dodan 05.01.2009


Suština hromatografske metode, istorijat njenog razvoja i vrste. Područja primjene hromatografije, uređaji ili instalacije za hromatografsko odvajanje i analizu mješavina supstanci. Šema plinskog hromatografa, njegovi glavni sistemi i princip rada.

sažetak, dodan 25.09.2010


Osnove metode reverzne plinske hromatografije. Plinska hromatografija je univerzalna metoda za kvalitativnu i kvantitativnu analizu složenih smjesa i metoda za dobivanje pojedinačnih komponenti u čistom obliku. Primjena reverzne plinske hromatografije.

seminarski rad, dodan 01.09.2010


Suština i sadržaj ion-parne hromatografije, njena upotreba u tečnoj hromatografiji i ekstrakciji za ekstrakciju lekova i njihovih metabolita iz bioloških tečnosti u organsku fazu. Varijante ion-parne hromatografije, karakteristične karakteristike.

sažetak, dodan 01.07.2010


Plinska hromatografija je jedna od najperspektivnijih fizikalno-hemijskih istraživačkih metoda, koja se u današnje vrijeme ubrzano razvija. Klasifikacija hromatografskih metoda. Različite karakteristike procesa. Suština hromatografskih metoda.

sažetak, dodan 25.01.2010


Suština tečne hromatografije visokih performansi (HPLC) kao metode za analizu i odvajanje kompleksnih nečistoća. Sorbenti, koordinirano zasićeni kelati; obrasci uticaja strukture liganda na ponašanje kelata u uslovima hromatografije reverzne faze.

sažetak, dodan 10.11.2011


Koncept i glavne faze procesa metode ekskluzione hromatografije, njena osnovna karakteristika i obim, sorte i njihove karakteristike. Karakteristike opreme koja se koristi u procesu ekskluzione hromatografije.

Kromatografske tehnike preovlađuju između ostalih u kontroli kvaliteta zraka u radnom prostoru u industriji i industrijskoj higijeni; oni su osnova velike većine toksikoloških istraživanja; uz pomoć plinske hromatografije, liječnici su mogli proučiti "sindrom bolesne zgrade" - loše zdravlje i neke bolesti uzrokovane prisustvom velike količine štetnih hemikalija koje se oslobađaju iz sintetičkih materijala (tepisi) u zraku stambenih i poslovnih zgrada. , staze, paneli, linoleum, presvlake namještaja i sl.), mastike, lakovi, završne obrade i druge kućne hemije, kao i emisije gasova tokom rada laserskih štampača i plinskih grijača.[...]

Proces hromatografskog odvajanja zasniva se na sorpciji sa kojom se susrećemo u svakodnevnom životu – to je apsorpcija supstanci čvrstom površinom (adsorpcija) ili otapanje gasova i tečnosti u tečnim rastvaračima (apsorpcija). Najpoznatija primjena adsorpcije je pročišćavanje zraka u gas maskama: adsorbens (aktivni ugljen) koji puni kutiju gas maske zadržava štetne nečistoće ili RH sadržane u zraku. Apsorpcija je karakteristična za mnoge biološke procese, posebno za proces disanja. Apsorpcija kiseonika hemoglobinom iz krvi u plućima je takođe hromatografski proces u određenoj meri, jer se u ovom slučaju kiseonik odvaja sorpcijom od drugih gasova prisutnih u udahnutom vazduhu. Nažalost, nečistoće sadržane u zraku, štetne za tijelo, također se apsorbiraju u krvi i to ponekad nepovratno.[...]

Osoba koja je po prvi put uspjela ispravno objasniti proces sorpcije (pojave koje se javljaju kada se supstanca kreće duž sloja sorbenta) bio je ruski naučnik Mihail Semenovič Cvet. Koristeći ove fenomene, stvorio je izvanrednu analitičku metodu, pokazao njene široke mogućnosti i dao naziv kojim do danas označavamo ne samo metodu, već i sam proces i naučnu disciplinu koja ga proučava.[...]

Ali pošto su različite tvari ekstrahirane benzenom iz adsorbenta (krede) na različite načine, one su se spuštale kroz cijev različitim brzinama. Stoga se prvobitni zeleni prsten, koji se spuštao, postupno širio i bio podijeljen na nekoliko prstenova u boji. Na kraju je bilo šest ovih prstenova: gornji žuti, zatim maslinastozeleni, pa tamnozeleni i tri žuta.[ ...]

Cvet je izvadio sloj krede iz epruvete, isekao ga na cilindre, od kojih je svaki imao svoj prsten u boji. Sada je bilo moguće ekstrahovati supstance iz adsorbenta alkoholom i istražiti. Kao rezultat toga, naučnik je pokazao da hlorofil nije pojedinačno jedinjenje, već mješavina dviju tvari koje su se odvojile na stupcu krede i dale maslinastozelene i tamnozelene prstenove. Preostale supstance su ksantofili.[ ...]

Kolorom se naziva višebojna slika dobijena prilikom odvajanja supstanci hromatogramom, a sama metoda (zasnovana na razdvajanju supstanci prema njihovoj sklonosti ka adsorpciji) hromatografska adsorpciona analiza, odnosno hromatografija.[...]

Do 1914. Cvet je objavio nekoliko članaka o hromatografiji, ali nakon njegovog rada metoda nije bila široko razvijena. Tek 1931. Kuhn, Winterstein i Lederer reproduciraju Tsvetove početne eksperimente (koristeći primjere odvajanja karotena od šargarepe, latica maslačka i žumanca kokošjeg jajeta). Toliko dugo zaboravljanje studija koje su sada postale klasike u velikoj je mjeri posljedica negativnih kritika tadašnjih vlasti, koje nisu mogle razumjeti svu dubinu otkrića mladog naučnika.[...]

Martin i Sing su 1952. dobili Nobelovu nagradu za razvoj particione hromatografije i njenih različitih varijanti. Od tog trenutka počinje savremena faza u razvoju gasne hromatografije (1951-1952), kada A. A. Žuhovitski i njegove kolege (Rusija) predlažu hromatografiju, a A. Martin i A. Džejms - gasno-tečnu hromatografiju, sa uz pomoć čega su uspjeli odvojiti mješavinu masnih kiselina na koloni sa dijatomitnim nosačem (celit-545) impregniranim parafinskim uljem uz dodatak stearinske kiseline. Takav sorbent upija analizirane tvari mnogo slabije od, na primjer, aktivnog ugljika ili aluminijevog oksida, pa su James i Martin uspjeli odvojiti hlapljive organske kiseline u struji plina – dušik.[...]

Od tada je plinska hromatografija postala jedna od najčešćih metoda analize, pomoću koje možete istraživati ​​izuzetno širok spektar supstanci – od plinova do tekućina i metala visoke molekularne težine.[...]

Treba razjasniti neka terminološka pitanja u vezi sa klasifikacijom hromatografskih metoda. U najjednostavnijem slučaju, izraz "gasna hromatografija" označava metodu analize kada se odvajanje mešavine supstanci u hromatografskoj koloni vrši u struji gasa (gas-nosač) koji se neprekidno prolazi kroz kolonu. Adsorpcija plina (odvajanje na adsorbentu - ugljen, silikagel ili aluminij oksid) i plin-tečnost (odvajanje na sorbentu - čvrsti nosač prekriven tekućinom - stacionarna tečna faza) - sve su to opcije za plinsku kromatografiju.

Kromatografija je metoda razdvajanja i određivanja supstanci zasnovana na raspodjeli komponenti između dvije faze - pokretne i stacionarne. Stacionarna (stacionarna) faza je čvrsta porozna supstanca (često se naziva sorbent) ili tekući film nanijet na čvrstu tvar. Mobilna faza je tekućina ili plin koji teče kroz stacionarnu fazu, ponekad pod pritiskom. Komponente analizirane smeše (sorbati) zajedno sa mobilnom fazom kreću se duž stacionarne faze. Obično se stavlja u staklenu ili metalnu cijev koja se naziva stupac. U zavisnosti od jačine interakcije sa površinom sorbenta (zbog adsorpcije ili nekog drugog mehanizma), komponente će se kretati duž kolone različitim brzinama. Neke komponente će ostati u gornjem sloju sorbenta, druge će, u manjoj interakciji sa sorbentom, završiti u donjem dijelu kolone, a neke će napustiti kolonu zajedno s mobilnom fazom (takve komponente se nazivaju nezadržane, a njihovo vrijeme zadržavanja određuje “mrtvo vrijeme” kolone).

Na ovaj način se brzo odvajaju složene mješavine komponenti.

Historija otkrića:

Rođenje hromatografije

Uveče toga dana, na sastanku biološkog odeljenja Varšavskog društva prirodnjaka, Mihail Semjonovič Cvet, asistent Katedre za anatomiju i fiziologiju biljaka, napravio je izveštaj „O novoj kategoriji adsorpcionih fenomena i njihovoj primeni na biohemijske analize."

Nažalost, M.S. Cvet, kao botaničar po obrazovanju, nije dovoljno cijenio hemijsko-analitički aspekt svog otkrića i malo je objavljivao svoje radove u hemijskim časopisima. Nakon toga, hemičari su procijenili stvarnu skalu predloženog M.S. Metoda hromatografije u boji, koja je postala najčešća metoda analitičke hemije.

Treba istaći sljedeće prednosti hromatografskih metoda:

1. Razdvajanje je dinamičke prirode, a radnje sorpcije-desorpcije odvojenih komponenti se ponavljaju mnogo puta. To je razlog znatno veće efikasnosti hromatografije

odvajanje u poređenju sa statičkom sorpcijom i

ekstrakcija.

2. Prilikom odvajanja koriste se različite vrste interakcija između sorbata i stacionarne faze: od čisto fizičke do hemisorpcije.

Ovo omogućava selektivno odvajanje širokog spektra

3. Supstancama koje se odvajaju mogu se nametnuti razna dodatna polja (gravitaciona, električna, magnetna itd.), koja promenom uslova razdvajanja proširuju mogućnosti hromatografije.

4. Kromatografija je hibridna metoda koja kombinuje istovremeno odvajanje i određivanje nekoliko komponenti.

5. Kromatografija omogućava rješavanje analitičkih problema (odvajanje, identifikacija, određivanje) i preparativnih (prečišćavanje, izolacija, koncentracija). Rješenje ovih zadataka može se kombinirati izvođenjem u “online” načinu rada.

Brojne metode su klasifikovane prema stanju agregacije faza, mehanizmu razdvajanja i tehnici separacije.

Kromatografske metode se također razlikuju po načinu na koji se izvode.

proces razdvajanja na frontalni, pomjerni i eluent.

Ionska hromatografija

Jonska hromatografija je tečna hromatografija visokih performansi za odvajanje kationa i anjona na jonskim izmenjivačima

mali kapacitet. Široko usvajanje jonske hromatografije

zbog niza njegovih prednosti:

– sposobnost određivanja velikog broja neorganskih i

organske jone, kao i istovremeno određuju katione i

– visoka osjetljivost detekcije (do 1 ng/ml bez

prethodna koncentracija;

– visoka selektivnost i brzina;

– mala zapremina analiziranog uzorka (ne više od 2 ml uzorka);

– širok raspon utvrđenih koncentracija (od 1 ng/ml do

– mogućnost upotrebe različitih detektora i njihovih kombinacija, što omogućava osiguranje selektivnosti i kratkog vremena određivanja;

– mogućnost potpune automatizacije određivanja;

– u mnogim slučajevima potpuno odsustvo preliminarne pripreme uzorka.

Međutim, kao i svaka analitička metoda, ionska kromatografija nije bez nedostataka, koji uključuju:

– složenost sinteze jonskih izmjenjivača, što uvelike komplikuje

razvoj metoda;

– niža efikasnost separacije u odnosu na HPLC;

– potreba za visokom otpornošću na koroziju

hromatografski sistem, posebno pri određivanju

katjoni.

2.1 Istorija razvoja:

Proučavanje procesa jonske razmene počelo je već početkom 19. veka. iz zapažanja o uticaju tla na hemijski sastav rastvora soli u kontaktu sa njim. Krajem 1940-ih G. Thompson je primijetio da tlo upija amonijak iz primijenjenih organskih gnojiva, a odgovarajuće eksperimente je izveo njihov stručnjak iz Yorka D. Spence. Prve rezultate eksperimenata D. Spencea objavio je G. Thompson 1850. godine. U članku se napominje da "prvo otkriće vrlo važnih svojstava tla može gotovo propasti kao korisno za poljoprivredu", a njegovi posljednji radovi objavljeni su 1852. i 1855. .

2.3 Principi odvajanja jona u sorpcijskim procesima

Jono-izmjenjivačka hromatografija odnosi se na tečno-čvrstu faznu hromatografiju u kojoj je mobilna faza tečnost (eluent), a stacionarna faza čvrsta (jonski izmjenjivač). Metoda jono-izmjenjivačke hromatografije zasniva se na dinamičkom procesu zamjene jona povezanih sa stacionarnom fazom eluentnim jonima koji ulaze u kolonu. Do razdvajanja dolazi zbog različitog afiniteta jona u smeši prema jonskom izmenjivaču, što dovodi do različitih brzina njihovog kretanja kroz kolonu.

Jonska hromatografija je varijanta kolonske hromatografije jonske izmjene.

Prema preporukama IUPAC-a (1993), pojmovi ionske izmjene (IOC) i ionske (IC) hromatografije definirani su na sljedeći način. "Hromatografija ionske izmjene temelji se na razlici u interakcijama ionske izmjene za pojedinačne analite. Ako su joni odvojeni i mogu se detektirati pomoću konduktometrijskog detektora ili indirektne UV detekcije, onda se to naziva jonska hromatografija."

Moderna (2005.) formulacija: "Ionska hromatografija uključuje sve visokoučinkovite tečne hromatografske (HPLC) kolonske separacije jona, u kombinaciji s direktnom detekcijom u detektoru protoka i kvantitativnom obradom rezultirajućih analitičkih signala." Ova definicija karakteriše jonsku hromatografiju bez obzira na mehanizam odvajanja i metod detekcije, i na taj način je odvaja od klasične izmene jona.

U ionskoj hromatografiji primjenjuju se sljedeći principi razdvajanja:

jonska izmjena.

Formiranje jonskih parova.

Isključivanje jona.

Jonska izmjena

Jonska izmjena je reverzibilna heterogena reakcija ekvivalentne izmjene jona u fazi jonskog izmjenjivača (protivjona) sa eluentnim jonima. Protivjone drže funkcionalne grupe jonskog izmjenjivača zbog elektrostatičkih sila. Tipično, u kationskoj hromatografiji, ove grupe su grupe sulfonske kiseline; u slučaju anionske hromatografije, kvaternarne amonijumske baze. Na sl. 1 prikazuje dijagram procesa izmjene kationa i anjona. Joni analita su označeni kao A, a joni eluenta koji se s njima nadmeću za centre za razmjenu označeni su kao E.

Rice. 1. Jonska izmjena kationa (A+) i anjona (A-) za eluentne jone (E+ ili E-) uz učešće kationskog izmjenjivača koji sadrži funkcionalne sulfo grupe - SO3- i anjonskog izmjenjivača (grupe kvartarne amonijumske baze -N + R3).

Formiranje jonskog para

Za implementaciju ovog mehanizma razdvajanja koriste se reagensi jonski par, koji se dodaju u otopinu eluenta. Takvi reagensi su anionski ili katjonski surfaktanti, na primjer alkilsulfonske kiseline ili tetraalkilamonijumove soli.

Zajedno sa suprotno nabijenim analitnim ionima, joni ovog reagensa jonski par čine nenabijeni jonski par, koji se može zadržati na stacionarnoj fazi zbog međumolekularnih interakcija. Razdvajanje se vrši zbog razlike u konstantama formiranja jonskih parova i stepenu njihove adsorpcije na matrici sorbenta. Na sl. 2 prikazuje statički model ionske izmjene u ion-parnoj hromatografiji nakon adsorpcije reagensa na stacionarnoj fazi. Ovaj princip razdvajanja se odnosi i na anione i na katione.

Rice. 2. Model ionske izmjene u ion-parnoj hromatografiji.

Ionsko isključenje

Ionska isključiva hromatografija (IEC). uglavnom se koristi za odvajanje slabih kiselina ili baza. IEC je najvažniji za određivanje karboksilnih i aminokiselina, fenola i ugljikohidrata.

Na sl. Slika 3 prikazuje princip IEC razdvajanja koristeći R–COOH kiseline kao primjer.

Rice. Slika 3. Šema za odvajanje karboksilnih kiselina R–COOH korištenjem ionske ekskluzijske hromatografije.

U ionskoj ekskluzijskoj hromatografiji, potpuno sulfonirani kationski izmjenjivač koji sadrži vodikove ione (protivione) često se koristi kao stacionarna faza. U vodenom rastvoru eluenta, grupe sulfonske kiseline ionskog izmenjivača su hidratizovane. Hidracijsku ljusku ograničava imaginarna negativno nabijena membrana (Donanova membrana). Membrana je propusna samo za nedisocirane molekule (npr. vodu).

Organske karboksilne kiseline mogu se odvojiti ako se kao eluens koriste jake mineralne kiseline. Zbog niskih vrijednosti konstanti kiselosti, karboksilne kiseline su prisutne u takvim otopinama u nedisociranom obliku. Ovi oblici mogu proći kroz Donnanovu membranu i biti adsorbirani na stacionarnu fazu.