2. ქრომატოგრაფიის გაჩენა და განვითარება

ქრომატოგრაფიის, როგორც სამეცნიერო მეთოდის გაჩენა დაკავშირებულია გამოჩენილი რუსი მეცნიერის მიხაილ სემენოვიჩ ცვეტის (1872 - 1919) სახელთან, რომელმაც 1903 წელს აღმოაჩინა ქრომატოგრაფია მცენარეთა პიგმენტებში მზის ენერგიის გარდაქმნის მექანიზმის კვლევისას. წელს უნდა ჩაითვალოს ქრომატოგრაფიული მეთოდის შექმნის თარიღი.

ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ. ფერმა გაიარა ანალიტების ხსნარი და მოძრავი ფაზა შუშის მილში შემავალი ადსორბენტის სვეტში. ამასთან დაკავშირებით მის მეთოდს ეწოდა სვეტის ქრომატოგრაფია. 1938 წელს ნ.ა. იზმაილოვი და მ.ს. შრაიბერმა შესთავაზა ცვეტის მეთოდის შეცვლა და ნივთიერებების ნარევის გამოყოფა ადსორბენტის თხელი ფენით დაფარულ ფირფიტაზე. ასე წარმოიშვა თხელფენიანი ქრომატოგრაფია, რომელიც საშუალებას იძლევა გაანალიზდეს ნივთიერების მიკრორაოდენობები.

1947 წელს თ.ბ. გაპონი, ე.ნ. გაპონი და ფ.მ. შემიაკინი იყო პირველი, ვინც ჩაატარა ხსნარში იონების ნარევის ქრომატოგრაფიული გამოყოფა, რაც ხსნიდა სორბენტის იონებსა და ხსნარში შემავალ იონებს შორის გაცვლითი რეაქციის არსებობით. ამრიგად, აღმოაჩინეს ქრომატოგრაფიის სხვა მიმართულება - იონგაცვლის ქრომატოგრაფია. ამჟამად იონგაცვლის ქრომატოგრაფია ქრომატოგრაფიული მეთოდის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სფეროა.

ე.ნ. და გ.ბ. გაპონმა 1948 წელს განახორციელა ის, რაც გამოთქვა მ.ს. გააფერადეთ იდეა ნივთიერებების ნარევის ქრომატოგრაფიული გამოყოფის შესაძლებლობის შესახებ, ნაკლებად ხსნადი ნალექების ხსნადობის განსხვავებების საფუძველზე. გამოჩნდა ნალექის ქრომატოგრაფია.

1957 წელს მ.გოლიმ შემოგვთავაზა სორბენტის გამოყენება კაპილარული მილის შიდა კედლებზე - კაპილარული ქრომატოგრაფია. ეს ვარიანტი იძლევა მრავალკომპონენტიანი ნარევების მიკრორაოდენობების ანალიზს.

60-იან წლებში შესაძლებელი გახდა მკაცრად განსაზღვრული ფორების ზომებით, როგორც იონური, ისე დაუმუხტი გელების სინთეზირება. ამან შესაძლებელი გახადა ქრომატოგრაფიის ვერსიის შემუშავება, რომლის არსი არის ნივთიერებების ნარევის გამოყოფა გელში შეღწევის უნარის განსხვავებულობის საფუძველზე - გელის ქრომატოგრაფი. ეს მეთოდი საშუალებას გაძლევთ გამოყოთ სხვადასხვა მოლეკულური წონის მქონე ნივთიერებების ნარევები.

ამჟამად ქრომატოგრაფიამ მნიშვნელოვანი განვითარება მიიღო. დღეს, ქრომატოგრაფიის სხვადასხვა მეთოდი, განსაკუთრებით სხვა ფიზიკურ და ფიზიკოქიმიურ მეთოდებთან ერთად, ეხმარება მეცნიერებსა და ინჟინრებს გადაჭრას მრავალფეროვანი, ხშირად ძალიან რთული, სამეცნიერო კვლევებისა და ტექნოლოგიების პრობლემები.

დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი: წვლილი ქიმიის განვითარებაში

დიმიტრი მენდელეევი დაიბადა 1834 წლის 27 იანვარს (8 თებერვალს) ტობოლსკში გიმნაზიის დირექტორის და ტობოლსკის პროვინციის საჯარო სკოლების რწმუნებულის ივან პავლოვიჩ მენდელეევისა და მარია დმიტრიევნა მენდელეევის ოჯახში, ძე კორნილიევა...

ცხიმში ხსნადი ვიტამინები

ჰიპოვიტამინოზი არის დაავადება, რომელიც დაკავშირებულია ორგანიზმში ვიტამინების ნაკლებობასთან. გარკვეული ვიტამინების არარსებობა არის ვიტამინის დეფიციტი. რაციონიდან ვიტამინების ჭარბი მიღებისას ვითარდება ჰიპერვიტამინოზი, ვიტამინების ჭარბი მიღებასთან დაკავშირებული დაავადებები...

რუსეთის ქიმიური საზოგადოების ისტორია

ალექსანდრე აბრამოვიჩ ვოკრესენსკი (1809-1880) - რუსი ორგანული ქიმიკოსი, რუს ქიმიკოსთა დიდი სკოლის დამფუძნებელი (ნიკოლაი ნიკოლაევიჩ ზინინთან ერთად), პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიის შესაბამისი წევრი (1864 წ.)...

ქიმიის განვითარების ძირითადი ეტაპების ისტორიული მიმოხილვა

კოლოიდური სისტემები ორგანიზმში და მათი ფუნქციები

კოლოიდური სისტემების და მათი თვისებების შესახებ იდეების განვითარება. კოლოიდური პროცესები, როგორიცაა შეღებვა და წებო, გამოიყენება ძველი ეგვიპტის დროიდან. სიტყვა „კოლოიდი“ (ბერძნული სიტყვიდან, რაც „წებოს“ ნიშნავს) 1862 წელს ტ.გრეჰემმა შექმნა...

ალკანების პოლიჰალოგენური წარმოებულები

ფტორის ქიმიის ისტორია არ იწყება ძველ ეგვიპტეში ან ფინიკიაში, ან თუნდაც შუა საუკუნეების არაბეთში. ფტორის ქიმიის გაჩენა დაიწყო წყალბადის ფტორიდის (Scheele, 1771) და შემდეგ ელემენტარული ფტორის (Moissan, 1886) აღმოჩენით...

ტრადიციულად, ექსპერიმენტი ლაბორატორიულ სახელოსნოში აყალიბებს ემპირიულ აზროვნებას. მოსწავლეები იკვლევენ ფენომენს, ამოიცნობენ მასში არსებულ სტრუქტურულ ელემენტებს, ანაწილებენ მათ, აღწერენ კავშირებს, მაგრამ ეს ყველაფერი იყოფა ცნობიერებაში...

ქიმიის ფორმირება

1). პრეალქიმიური პერიოდი: III საუკუნემდე. ახ.წ ქიმია, მეცნიერება ნივთიერებების შემადგენლობისა და მათი გარდაქმნების შესახებ, იწყება ადამიანის მიერ ცეცხლის უნარის აღმოჩენით, შეცვალოს ბუნებრივი მასალები. როგორც ჩანს, ხალხმა იცოდა სპილენძისა და ბრინჯაოს დნობა, თიხის ნაწარმის წვა...

ქრომატოგრაფიული მეთოდების კონკრეტული კლასიფიკაცია შეიძლება დაფუძნდეს პროცესის სხვადასხვა დამახასიათებელ მახასიათებლებზე...

ქრომატოგრაფიული პროცესის ფიზიკურ-ქიმიური საფუძვლები

ქრომატოგრაფიის თეორიის ამოცანაა ქრომატოგრაფიული ზონების მოძრაობისა და დაბინდვის კანონების დადგენა. ქრომატოგრაფიის თეორიების კლასიფიკაციის ძირითადი ფაქტორები...

ნავთობისა და გაზის ქიმია

მ.ვ.-ს ბრწყინვალე გამოცნობა...

ქრომატოგრაფია, როგორც გამოყოფისა და ანალიზის მეთოდი

ქრომატოგრაფიული ნარევის სორბციის დეზორბცია ქრომატოგრაფია არის ფიზიკური და ქიმიური პროცესი, რომელიც დაფუძნებულია ნივთიერების სორბციისა და დეზორბციის მოქმედებების განმეორებით განმეორებაზე, როდესაც ის მოძრაობს მობილური ფაზის ნაკადში სტაციონარული სორბენტის გასწვრივ...

ქიმიის ევოლუცია - უახლოესი პერსპექტივები

რისგან შედგება ქიმიური ნაერთები? როგორ არის აგებული მატერიის უმცირესი ნაწილაკები? როგორ მდებარეობს ისინი სივრცეში? რა აერთიანებს ამ ნაწილაკებს? რატომ რეაგირებს ზოგიერთი ნივთიერება ერთმანეთთან...

ძალიან ცოტაა ცნობილი ანალიზების ჩატარების შესახებ ძველ რუსეთში. ბუნებრივია, ყოველთვის საჭირო იყო სხვადასხვა მასალის შემადგენლობის შემოწმება და რუსეთში ამას აკეთებდნენ ბალახისმჭრელები, მღებავები და მჭედლები; მადნის სპეციალური მკვლევარებიც კი იყვნენ...

ანალიტიკური ქიმიის განვითარების ეტაპები რუსეთში

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru

1. ქრომატოგრაფიის აღმოჩენისა და განვითარების ისტორია

2. ძირითადი დებულებები

3. ანალიზის ქრომატოგრაფიული მეთოდების კლასიფიკაცია

4. ადსორბციული ქრომატოგრაფია. თხელი ფენის ქრომატოგრაფია

4.1 ექსპერიმენტული ტექნიკა თხელი ფენის ქრომატოგრაფიაში

5. გაზის ქრომატოგრაფია

5.1 გაზის ადსორბციული ქრომატოგრაფია

5.2 გაზ-თხევადი ქრომატოგრაფია

6. დანაყოფი ქრომატოგრაფია. ქაღალდის ქრომატოგრაფია

7. დანალექი ქრომატოგრაფია

7.1 ნალექის ქრომატოგრაფიის მეთოდების კლასიფიკაცია ექსპერიმენტული ტექნიკის მიხედვით

7.2 დანალექი ქაღალდის ქრომატოგრაფია

8. იონგაცვლის ქრომატოგრაფია

დასკვნა

ბიბლიოგრაფია

1. ამბავიქრომატოგრაფიის აღმოჩენა და განვითარება

ქრომატოგრაფიის აღმომჩენი იყო რუსი მეცნიერი, ბოტანიკოსი და ფიზიკოსი მიხაილ სემიონოვიჩ ცვეტი.

ქრომატოგრაფიის აღმოჩენა თარიღდება იმ დროიდან, როდესაც ცვეტმა დაასრულა სამაგისტრო ნაშრომი პეტერბურგში (1900 - 1902 წწ.) და მუშაობის პირველი პერიოდი ვარშავაში (1902 - 1903 წწ.). მცენარეული პიგმენტების შესწავლისას ცვეტმა გაიარა ძალიან ოდნავ განსხვავებული პიგმენტების ნარევის ხსნარი ადსორბენტით სავსე მილში - კალციუმის კარბონატის ფხვნილი და შემდეგ გარეცხა ადსორბენტი სუფთა გამხსნელით. ნარევის ცალკეული კომპონენტები გამოეყო და ჩამოაყალიბა ფერადი ზოლები. თანამედროვე ტერმინოლოგიის მიხედვით, ცვეტმა აღმოაჩინა ქრომატოგრაფიის განვითარებადი ვერსია (თხევადი ადსორბციული ქრომატოგრაფიის განვითარება). მის მიერ შექმნილი ქრომატოგრაფიის ვერსიის შემუშავების კვლევის ძირითადი შედეგები ცვეტმა ჩამოაყალიბა წიგნში „ქრომოფილები მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროში“ (1910), რომელიც მისი სადოქტორო დისერტაციაა. ქრომატოგრაფია გაზის ნალექის იონური გაცვლა

ცვეტმა ფართოდ გამოიყენა ქრომატოგრაფიული მეთოდი არა მხოლოდ ნარევის გამოსაყოფად და მისი მრავალკომპონენტიანი ბუნების დასადგენად, არამედ რაოდენობრივი ანალიზისთვისაც; ამ მიზნით მან დაამტვრია შუშის სვეტი და ადსორბენტის სვეტი ფენებად დაჭრა. ცვეტმა შეიმუშავა მოწყობილობა თხევადი ქრომატოგრაფიისთვის, იყო პირველი, ვინც ახორციელებდა ქრომატოგრაფიულ პროცესებს შემცირებული წნევის (ტუმბოს) და გარკვეული ჭარბი წნევის დროს და შეიმუშავა რეკომენდაციები ეფექტური სვეტების მომზადებისთვის. გარდა ამისა, მან შემოიტანა ახალი მეთოდის მრავალი ძირითადი კონცეფცია და ტერმინი, როგორიცაა „ქრომატოგრაფია“, „განვითარება“, „გადაადგილება“, „ქრომატოგრამა“ და ა.შ.

ქრომატოგრაფია პირველად გამოიყენებოდა ძალიან იშვიათად, მისი ლატენტური პერიოდი გაგრძელდა დაახლოებით 20 წელი, რომლის დროსაც მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობის მოხსენებები გამოჩნდა მეთოდის სხვადასხვა აპლიკაციებზე. და მხოლოდ 1931 წელს რ.კუნი (გერმანია), ა. ვინტერშტეინი (გერმანია) და ე. ლედერერი (საფრანგეთი), მუშაობდნენ ჰაიდელბერგის იმპერატორ ვილჰელმის სამედიცინო კვლევის ინსტიტუტის ქიმიურ ლაბორატორიაში (ხელმძღვანელი რ. კუნი) გამოყოს a - და b-კაროტინი ნედლი კაროტინისგან და ამით წარმოაჩინოს ფერის აღმოჩენის მნიშვნელობა.

ქრომატოგრაფიის განვითარების მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო საბჭოთა მეცნიერების ნ.ა. იზმაილოვი და მ.ს. შრაიბერი თხელი ფენის ქრომატოგრაფიის მეთოდით (1938), რომელიც საშუალებას იძლევა გაანალიზდეს ნივთიერების მიკრორაოდენობები.

შემდეგი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო A. Martin-ისა და R. Synge-ის მიერ (ინგლისი) აღმოჩენა თხევადი დანაყოფის ქრომატოგრაფიის ვარიანტის გამოყენებით ამინომჟავების აცეტილის წარმოებულების გამოყოფის მაგალითის გამოყენებით, წყლით გაჯერებული სილიკა გელით სავსე სვეტზე ქლოროფორმის გამოყენებით. როგორც გამხსნელი (1940). ამასთან, აღინიშნა, რომ მოძრავ ფაზად შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ თხევადი, არამედ გაზი. რამდენიმე წლის შემდეგ, ამ მეცნიერებმა შესთავაზეს ამინომჟავების წარმოებულების განცალკევება წყალში დატენიანებულ ქაღალდზე ბუტანოლით, როგორც მობილური ფაზა. მათ ასევე დანერგეს პირველი ორგანზომილებიანი გამოყოფის სისტემა. მარტინმა და სინგმა მიიღეს ნობელის პრემია ქიმიაში დანაყოფის ქრომატოგრაფიის აღმოჩენისთვის. (1952). შემდეგ, მარტინმა და ა. ჯეიმსმა განახორციელეს გაზის განაწილების ქრომატოგრაფიის ვერსია, გამოყოფდნენ ნარევებს სილიკონის DS-550 და სტეარინის მჟავის შერეულ სორბენტზე (1952 - 1953 წწ.). მას შემდეგ ყველაზე ინტენსიური განვითარება გაზის ქრომატოგრაფიის მეთოდმა მიიღო.

გაზის ქრომატოგრაფიის ერთ-ერთი ვარიანტია ქროთერმოგრაფია, რომლის დროსაც, აირების ნარევის გამოყოფის გასაუმჯობესებლად, მობილური ფაზის - აირის მოძრაობასთან ერთად, სორბენტსა და გამოყოფილ ნარევზე მოქმედებს მოძრავი ტემპერატურის ველი, რომელსაც აქვს გარკვეული გრადიენტი სიგრძის გასწვრივ (A.A. Zhukhovitsky et al., 1951).

ქრომატოგრაფიული მეთოდის შემუშავებაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა გ.შვაბმა (გერმანია), რომელიც იყო იონგაცვლის ქრომატოგრაფიის ფუძემდებელი (1937 - 1940 წწ.). იგი შემდგომში განვითარდა საბჭოთა მეცნიერების E.N. გაპონი და თ.ბ. გაპონმა, რომელმაც განახორციელა იონების ნარევის ქრომატოგრაფიული გამოყოფა ხსნარში (F.M. Shemyakin-თან ერთად, 1947 წ.) და ასევე განახორციელა ცვეტის მიერ გამოთქმული იდეა ნივთიერებების ნარევის ქრომატოგრაფიული გამოყოფის შესაძლებლობის შესახებ, ხსნადობის სხვაობის საფუძველზე. იშვიათად ხსნადი ნალექები (ნალექი ქრომატოგრაფია, 1948).

იონგაცვლის ქრომატოგრაფიის განვითარების თანამედროვე ეტაპი დაიწყო 1975 წელს გ.სმოლის, ტ.სტივენსის და ვ.ბაუმანის (აშშ) მუშაობის შემდეგ, სადაც მათ შემოგვთავაზეს ახალი ანალიტიკური მეთოდი, სახელწოდებით იონური ქრომატოგრაფია (მაღალი ეფექტურობის ვარიანტი. იონგაცვლის ქრომატოგრაფია კონდუქტომეტრიული გამოვლენით).

განსაკუთრებული მნიშვნელობა ჰქონდა პერკინ-ელმერის კომპანიის თანამშრომლის, მ. გოლეის (აშშ) ქრომატოგრაფიის კაპილარული ვერსიის შექმნას (1956 წ.), რომელშიც სორბენტი გამოიყენება კაპილარული მილის შიდა კედლებზე, რაც ქმნის შესაძლებელია მრავალკომპონენტიანი ნარევების მიკრორაოდენობების ანალიზი.

60-იანი წლების ბოლოს. მკვეთრად გაიზარდა ინტერესი თხევადი ქრომატოგრაფიის მიმართ. გამოჩნდა მაღალი ხარისხის თხევადი ქრომატოგრაფია (HPLC). ამას ხელი შეუწყო მაღალმგრძნობიარე დეტექტორების, ახალი შერჩევითი პოლიმერული სორბენტებისა და ახალი აღჭურვილობის შექმნამ, რომელიც საშუალებას იძლევა მუშაობა მაღალ წნევაზე. ამჟამად HPLC უკავია წამყვან პოზიციას ქრომატოგრაფიის სხვა მეთოდებს შორის და დანერგილია სხვადასხვა ვერსიით.

2. ძირითადი პუნქტები

ქრომატოგრაფია არის ნივთიერებების გამოყოფისა და განსაზღვრის მეთოდი, რომელიც ეფუძნება კომპონენტების ორ ფაზას - მოძრავსა და სტაციონალურ ფაზას შორის განაწილებას. სტაციონარული ფაზა არის მყარი ფოროვანი ნივთიერება (ხშირად უწოდებენ სორბენტს) ან მყარ ნივთიერებაზე დეპონირებული თხევადი ფილმი. მობილური ფაზა არის თხევადი ან გაზი, რომელიც მიედინება სტაციონარულ ფაზაში, ზოგჯერ წნევის ქვეშ. გაანალიზებული ნარევის კომპონენტები (სორბატები) მობილურ ფაზასთან ერთად მოძრაობენ სტაციონარული ფაზის გასწვრივ. ის ჩვეულებრივ მოთავსებულია მინის ან ლითონის მილში, რომელსაც ეწოდება სვეტი. სორბენტის ზედაპირთან ურთიერთქმედების სიძლიერედან გამომდინარე (ადსორბციის ან სხვა მექანიზმის გამო), კომპონენტები მოძრაობენ სვეტის გასწვრივ სხვადასხვა სიჩქარით. ზოგიერთი კომპონენტი დარჩება სორბენტის ზედა ფენაში, სხვები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ სორბენტთან ნაკლებად, მთავრდება სვეტის ქვედა ნაწილში, ზოგი კი მთლიანად დატოვებს სვეტს მობილურ ფაზასთან ერთად (ასეთი კომპონენტებია მოუწოდა შეუნარჩუნებელი და მათი შეკავების დრო განსაზღვრავს სვეტის „მკვდარ დროს“). ეს იძლევა კომპონენტების რთული ნარევების სწრაფ გამოყოფას. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს ქრომატოგრაფიული მეთოდების შემდეგი უპირატესობები:

1. გამოყოფა დინამიური ხასიათისაა და გამოყოფილი კომპონენტების სორბცია-დესორბციის აქტები ბევრჯერ მეორდება. ეს განპირობებულია ქრომატოგრაფიული განცალკევების მნიშვნელოვნად მაღალი ეფექტურობით სორბციისა და ექსტრაქციის სტატიკურ მეთოდებთან შედარებით.

2. გამოყოფის დროს გამოიყენება სხვადასხვა სახის ურთიერთქმედება სორბატებსა და სტაციონალურ ფაზას შორის: წმინდა ფიზიკურიდან ქიმიზორბციამდე. ეს შესაძლებელს ხდის ნივთიერებების ფართო სპექტრის შერჩევით გამოყოფას.

3. განცალკევებულ ნივთიერებებზე შეიძლება გამოვიყენოთ სხვადასხვა დამატებითი ველი (გრავიტაციული, ელექტრული, მაგნიტური და სხვ.), რომლებიც გამოყოფის პირობების შეცვლით აფართოებენ ქრომატოგრაფიის შესაძლებლობებს.

4. ქრომატოგრაფია არის ჰიბრიდული მეთოდი, რომელიც აერთიანებს რამდენიმე კომპონენტის ერთდროულ გამოყოფას და განსაზღვრას.

5. ქრომატოგრაფია საშუალებას გაძლევთ გადაჭრათ როგორც ანალიტიკური ამოცანები (გამოყოფა, იდენტიფიკაცია, განსაზღვრა) ასევე მოსამზადებელი (გაწმენდა, იზოლაცია, კონცენტრაცია). ამ პრობლემების გადაწყვეტა შეიძლება გაერთიანდეს მათი "ონლაინ" რეჟიმში შესრულებით.

6. მრავალი მეთოდი კლასიფიცირებულია ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის, გამოყოფის მექანიზმისა და გამოყოფის ტექნიკის მიხედვით. ქრომატოგრაფიული მეთოდები ასევე განსხვავდება განცალკევების პროცესის განხორციელების მეთოდით ფრონტალურად, გადაადგილებად და ელუენტად.

3. ქრომატოგრაფიული ანალიზის მეთოდების კლასიფიკაცია

ქრომატოგრაფიული მეთოდების კლასიფიკაცია ეფუძნება პრინციპებს, რომლებიც ითვალისწინებენ გამოყოფის პროცესის შემდეგ სხვადასხვა მახასიათებლებს:

* გამოყენებული ქრომატოგრაფიული სისტემის ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის განსხვავებები;

* განსხვავებები გამოყოფილი ნივთიერებების ურთიერთქმედების ბუნებაში სტაციონარულ ფაზასთან;

* ექსპერიმენტული განსხვავებები ქრომატოგრაფიული გამოყოფის პროცესის განხორციელების მეთოდებში.

ცხრილები 1–3 გვიჩვენებს კლასიფიკაციის ძირითად ვარიანტებს ცნობილი ქრომატოგრაფიული მეთოდებისთვის.

ვინაიდან სხვადასხვა ქრომატოგრაფიული სისტემის ფაზებთან გამოყოფილი ნაერთების ურთიერთქმედების ბუნება შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, თითქმის არ არსებობს ობიექტები, რომელთა განცალკევებისთვის შეუძლებელი იქნება შესაფერისი სტაციონარული ფაზის (მყარი ან თხევადი) და მობილურის პოვნა. გამხსნელი სისტემები. ქრომატოგრაფიის ძირითადი ვარიანტების გამოყენების სფეროები, შესწავლილი ნაერთების მოლეკულური წონის მიხედვით, მოცემულია ცხრილში. 4.

4. ადსორბციული ქრომატოგრაფია. თხელი ფენის ქრომატოგრაფია

ადსორბციული ქრომატოგრაფიის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდია თხელი ფენის ქრომატოგრაფია (TLC), სიბრტყე ქრომატოგრაფიის ტიპი, რომელშიც ადსორბენტი გამოიყენება როგორც თხელი ფენა ფირფიტაზე.

TLC მეთოდის პრინციპი და ძირითადი ცნებები. სორბენტის თხელი ფენა ასე თუ ისე გამოიყენება სუფთა ბრტყელ ზედაპირზე (მინის, ლითონის, პლასტმასისგან დამზადებულ ფირფიტაზე), რომელიც ყველაზე ხშირად ფიქსირდება ფირფიტის ზედაპირზე. ფირფიტის ზომები შეიძლება იყოს განსხვავებული (სიგრძე და სიგანე - 5-დან 50 სმ-მდე, თუმცა ეს არ არის აუცილებელი). ფირფიტის ზედაპირზე ფრთხილად, რათა არ დაზიანდეს სორბენტის ფენა, მონიშნეთ (მაგალითად, ფანქრით) საწყისი ხაზი (თეფშის ქვედა კიდიდან 2-3 სმ დაშორებით) და დასრულება. გამხსნელის ხაზი.

A და B კომპონენტების TLC-ით გამოყოფის სქემა

ნიმუში გამოიყენება ფირფიტის საწყის ხაზზე (მიკროშპრიცით, კაპილარულით) - მცირე რაოდენობით სითხე, რომელიც შეიცავს გამოსაყოფი ნივთიერებების ნარევს, მაგალითად, ორი ნივთიერება A და B შესაფერის გამხსნელში. გამხსნელს ეძლევა აორთქლება, რის შემდეგაც ფირფიტა ჩაეფლო ქრომატოგრაფიულ კამერაში PF-ის თხევად ფაზაში, რომელიც არის გამხსნელი ან ამ შემთხვევისთვის სპეციალურად შერჩეული გამხსნელების ნარევი. კაპილარული ძალების მოქმედებით, PF სპონტანურად მოძრაობს NP-ის გასწვრივ საწყისი ხაზიდან გამხსნელის წინა ხაზზე, თან ატარებს ნიმუშის A და B კომპონენტებს, რომლებიც მოძრაობენ სხვადასხვა სიჩქარით. განსახილველ შემთხვევაში A კომპონენტის აფინურობა NP-თან შედარებით ნაკლებია, ვიდრე B კომპონენტის იგივე ფაზის აფინურობა, ამიტომ კომპონენტი A მოძრაობს უფრო სწრაფად ვიდრე კომპონენტი B. მას შემდეგ, რაც მობილური ფაზა (გამხსნელი) მიაღწევს გამხსნელის წინა ხაზს t დროში. ქრომატოგრაფია წყდება, ფირფიტა ამოღებულია ქრომატოგრაფიული კამერიდან და აშრობს ჰაერში და განსაზღვრავს A და B ნივთიერებების ლაქების პოზიციას ფირფიტის ზედაპირზე. ლაქებს (ზონებს) ჩვეულებრივ აქვთ ოვალური ან მრგვალი ფორმა. განსახილველ შემთხვევაში A კომპონენტის ლაქა საწყისი ხაზიდან დისტანციაზე გადავიდა ლ ა , კომპონენტი B წერტილი - მანძილზე ლ IN, და გამხსნელი გაიარა მანძილი ლ.

ზოგჯერ, გამოსაყოფი ნივთიერების ნიმუშის გამოყენებასთან ერთად, სტანდარტული ნივთიერების მცირე რაოდენობა, ისევე როგორც მოწმობითი ნივთიერებები (სავარაუდოდ, გაანალიზებულ ნიმუშში შემავალი ნივთიერებები) გამოიყენება საწყისი ხაზისკენ.

სისტემაში გამოყოფილი კომპონენტების დასახასიათებლად შემოღებულია მობილურობის კოეფიციენტი Rf (ან Rf ფაქტორი):

რ ვ= V 1 /ვ ე= (ლ 1 /ტ)/ (ლ/ტ) =ლ 1 /ლ ,

სად ვ 1 = ლ 1 / ტდა ვ ე= ლ/ ტ - მოძრაობის სიჩქარის მიხედვით მე- ე კომპონენტი და გამხსნელი E; ლ 1 დალ - გზა გაიარა მე- m კომპონენტი და გამხსნელი, შესაბამისად, t არის დრო, რომელიც საჭიროა გამხსნელის საწყისი ხაზიდან გამხსნელის წინა ხაზზე გადასატანად. დისტანციები ლ 1 დათვალეთ საწყისი ხაზიდან შესაბამისი კომპონენტის ლაქის ცენტრამდე.

როგორც წესი, მობილურობის კოეფიციენტი დევს დიაპაზონში რ ვ =0 - 1. ოპტიმალური სიდიდეა 0,3-0,7.ქრომატოგრაფიული პირობები ისეა შერჩეული, რომ R f მნიშვნელობა განსხვავდება ნულიდან და ერთიდან.

მობილურობის კოეფიციენტი სორბენტ-სორბატის სისტემის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. განმეორებადი და მკაცრად მუდმივი ქრომატოგრაფიული პირობებისთვის რ ვ = კონსტ.

მობილურობის კოეფიციენტი Rf დამოკიდებულია მთელ რიგ ფაქტორებზე: გამხსნელის ბუნებასა და ხარისხზე, მის სისუფთავეზე; სორბენტის ბუნება და ხარისხი (თხელი ფენა), მისი მარცვლების ერთგვაროვნება, ფენის სისქე; სორბენტური აქტივობა (ტენიანობა); ექსპერიმენტული ტექნიკა (ნიმუშის მასები, გამხსნელის მოძრაობის სიგრძე L); ექსპერიმენტატორის უნარი და ა.შ. ყველა ამ პარამეტრის პრაქტიკაში თანმიმდევრული რეპროდუცირება ზოგჯერ რთულია. პროცესის პირობების გავლენის გასათანაბრებლად შემოღებულია ფარდობითი მობილურობის კოეფიციენტი რ.

Rs=l/l ქ=რ ვ/რ ვ( ქ ) ,

სად რ ვ = ლ/ ლ; რ ვ (წ)= ლ ქ/ ლ; ლ სმ - მანძილი საწყისი ხაზიდან სტანდარტული ადგილის ცენტრამდე.

ფარდობითი მობილობის კოეფიციენტი Rs არის ნივთიერების მობილობის უფრო ობიექტური მახასიათებელი, ვიდრე მობილურობის კოეფიციენტი Rf.

სტანდარტად ხშირად ირჩევენ ნივთიერებას, რომლისთვისაც მოცემულ პირობებში Rf? 0.5. მისი ქიმიური ბუნებიდან გამომდინარე, სტანდარტი არჩეულია განცალკევებულ ნივთიერებებთან ახლოს. სტანდარტის გამოყენებით, Rs-ის მნიშვნელობა ჩვეულებრივ დევს Rs=0.1--10 დიაპაზონში, ოპტიმალური ლიმიტები არის დაახლოებით 0.5--2.

განცალკევებული კომპონენტების უფრო საიმედო იდენტიფიკაციისთვის გამოიყენება „მოწმეები“ - სტანდარტული ნივთიერებები, რომელთა არსებობაც ვარაუდობენ გაანალიზებულ ნიმუშში. თუ R f = R f (სიგანე), სადაც R f და R f (სიგანე) არის მოცემული კომპონენტისა და მოწმის მობილურობის კოეფიციენტები, შესაბამისად, მაშინ უფრო სავარაუდოა, რომ მოწმობის ნივთიერება იმყოფება ქრომატოგრაფში. ნარევი.

ამ პირობებში A და B კომპონენტის გამოყოფის დასახასიათებლად შემოღებულია R(A/B) გამოყოფის ხარისხი (კრიტერიუმი):

R (A/B) = D ლ( = 2D ლ ,

სადაც დ ლ- A და B კომპონენტების ლაქების ცენტრებს შორის მანძილი; a(A) და a(B) არის A და B ლაქების დიამეტრი ქრომატოგრამაზე, შესაბამისად.

რაც უფრო დიდია R (A/B) მნიშვნელობა, მით უფრო მკაფიოდ არის გამოყოფილი A და B კომპონენტების ლაქები ქრომატოგრამაში.

ორი A და B ნივთიერების გამოყოფის სელექციურობის შესაფასებლად გამოიყენება გამოყოფის კოეფიციენტი A:

a=ლბ / ლა.

თუ a=1,მაშინ კომპონენტები A და B არ არის გამოყოფილი.

A და B კომპონენტების R (A/B) განცალკევების ხარისხის დასადგენად.

4.1 ექსპერიმენტული ტექნიკა თხელი ფენის ქრომატოგრაფიაში:

ა) განაცხადის ნიმუში. გაანალიზებული თხევადი ნიმუში გამოიყენება სასტარტო ხაზზე კაპილარის, მიკროშპრიცის, მიკროპიპეტის გამოყენებით, ფრთხილად ეხება სორბენტის ფენას (საწყის ხაზზე ლაქის დიამეტრი ჩვეულებრივ ერთიდან რამდენიმე მილიმეტრამდეა). თუ სასტარტო ხაზზე რამდენიმე ნიმუშია გამოყენებული, მაშინ სასტარტო ხაზზე სინჯის ლაქებს შორის მანძილი არ უნდა იყოს 2 სმ-ზე ნაკლები, თუ შესაძლებელია, გამოიყენეთ კონცენტრირებული ხსნარები. ლაქებს აშრობენ ჰაერში, რის შემდეგაც ტარდება ქრომატოგრაფია.

ბ) ქრომატოგრამის განვითარება (ქრომატოგრაფია).პროცესი ტარდება დახურულ ქრომატოგრაფიულ კამერებში, რომლებიც გაჯერებულია გამხსნელის ორთქლით, რომელიც გამოიყენება როგორც PF, მაგალითად, სახურავით დაფარულ მინის ჭურჭელში.

PF-ის მოძრაობის მიმართულებიდან გამომდინარე, ისინი გამოირჩევიან აღმავალი დაღმავალი და ჰორიზონტალური ქრომატოგრაფია.

აღმავალი ქრომატოგრაფიის ვერსიაში გამოიყენება მხოლოდ დამაგრებული სორბენტის შრის მქონე ფირფიტები. PF ასხამენ კამერის ფსკერზე (შესაბამისი ზომის შუშის ჭიქა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მინის სახურავით), ქრომატოგრაფიული ფირფიტა მოთავსებულია ვერტიკალურად ან დახრილად კამერაში ისე, რომ PF ფენა ფსკერზე. კამერა ასველებს ფირფიტის ქვედა ნაწილს (საწყის ხაზს ~1,5 - 2 სმ-ით ქვემოთ). PF მოძრაობს კაპილარული ძალების მოქმედების გამო ქვემოდან ზევით (სიმძიმის საწინააღმდეგოდ) შედარებით ნელა.

დაღმავალი ქრომატოგრაფიის ვარიანტში ასევე გამოიყენება მხოლოდ ფიქსირებული შრის ფირფიტები. PF იკვებება ზემოდან და მოძრაობს ქვემოთ ფირფიტის სორბენტის ფენის გასწვრივ. გრავიტაცია აჩქარებს PF-ის მოძრაობას. ეს ვარიანტი ხორციელდება კომპონენტების შემცველი ნარევების ანალიზისას, რომლებიც ნელა მოძრაობენ PF-თან ერთად.

ჰორიზონტალური ქრომატოგრაფიის ვერსიაში, ფირფიტა მოთავსებულია ჰორიზონტალურად. შეგიძლიათ გამოიყენოთ მართკუთხა ან მრგვალი ფირფიტები. მრგვალი ფირფიტების გამოყენებისას (ჰორიზონტალური ქრომატოგრაფიის წრიული ვერსია), საწყისი ხაზი აღინიშნება, როგორც შესაფერისი რადიუსის წრე (~ 1,5-2 სმ), რომელზედაც გამოიყენება ნიმუშები. მრგვალი ფირფიტის ცენტრში ამოჭრილია ხვრელი, რომელშიც ჩასმულია ფითილი PF-ის მიწოდებისთვის. ეს უკანასკნელი მოძრაობს სორბენტის ფენის გასწვრივ წრის ცენტრიდან მის პერიფერიამდე. ქრომატოგრაფია ტარდება დახურულ კამერაში - დეზიკატორში ან პეტრის ჭურჭელში. წრიული ვარიანტით, შესაძლებელია რამდენიმე ათამდე ნიმუშის ერთდროულად ანალიზი.

TLC მეთოდებში გამოიყენება ერთგანზომილებიანი, ორგანზომილებიანი, მრავალჯერადი (განმეორებითი), საფეხუროვანი ქრომატოგრაფია.

ერთჯერადი ქრომატოგრაფიით, ანალიზი ტარდება PF-ის მოძრაობის მიმართულების შეცვლის გარეშე. ეს მეთოდი ყველაზე გავრცელებულია.

ორგანზომილებიანი ქრომატოგრაფია, როგორც წესი, გამოიყენება რთული ნარევების (ცილები, ამინომჟავები და ა.შ.) ანალიზისთვის, პირველ რიგში, ხდება ნარევის წინასწარი გამოყოფა პირველი PF 1-ის გამოყენებით. ქრომატოგრამა წარმოქმნის არა ცალკეული ნივთიერებების ლაქებს, არამედ რამდენიმე განუყოფელი კომპონენტის ნარევებს. შემდეგ ახალი საწყისი ხაზი იხაზება ამ ლაქებში, ფირფიტა ტრიალდება 90°-ით და ხელახლა ქრომატოგრაფირდება, მაგრამ მეორე PF 2-ით, ცდილობს საბოლოოდ გამოყოს ნარევი ლაქები ცალკეული კომპონენტების ლაქებად.

თუ ფირფიტა კვადრატულია, მაშინ ნიმუში გამოიყენება ამ კვადრატის დიაგონალზე მის ქვედა კუთხის მახლობლად. ზოგჯერ ორგანზომილებიანი ქრომატოგრაფია ხორციელდება იგივე PF-ით კვადრატულ ფირფიტაზე.

დიაგრამა, რომელიც ასახავს ორგანზომილებიანი ქრომატოგრაფიის პრინციპს:

a - PF1-ით მიღებული ქრომატოგრამა;

b - PF2-ით მიღებული ქრომატოგრამა

მრავალჯერადი (განმეორებითი) ქრომატოგრაფიაში პროცესი ტარდება რამდენჯერმე თანმიმდევრულად ერთი და იგივე PF-ით (ყოველ ჯერზე მომდევნო გაშრობის შემდეგ), სანამ ნარევის კომპონენტების ლაქების სასურველი განცალკევება მიიღება (ჩვეულებრივ არა უმეტეს სამჯერ).

ეტაპობრივი ქრომატოგრაფიის შემთხვევაში, პროცესი ტარდება იმავე ფირფიტით თანმიმდევრულად, ყოველ ჯერზე ახალი PF-ის გამოყენებით, სანამ არ მიიღწევა ლაქების მკაფიო გამოყოფა.

V) ქრომატოგრამების ინტერპრეტაცია. თუ ქრომატოგრამაზე ლაქები ფერადია, ფირფიტების გაშრობის შემდეგ განსაზღვრეთ მანძილი საწყისი ხაზიდან თითოეული ლაქის ცენტრამდე და გამოთვალეთ მობილურობის კოეფიციენტები. თუ გაანალიზებული ნიმუში შეიცავს უფერო ნივთიერებებს, რომლებიც იძლევა უფერულ ნივთიერებებს, ე.ი. ლაქები, რომლებიც ვიზუალურად არ არის ამოცნობილი ქრომატოგრამაზე, აუცილებელია გამოვლენა ეს ლაქები, რატომ არის ქრომატოგრამები მანიფესტი.

გამოვლენის ყველაზე გავრცელებული მეთოდები აღწერილია ქვემოთ.

დასხივება ულტრაიისფერი შუქით.გამოიყენება ფლუორესცენტური ნაერთების (ლაქები ანათებს, როდესაც ფირფიტა ულტრაიისფერი შუქით არის დასხივებული) ან არაფლუორესცენტური ნივთიერებების გამოსავლენად, მაგრამ ფლუორესცენტური ინდიკატორის მქონე სორბენტის გამოყენებით (სორბენტი ანათებს, ლაქები არ ანათებს). ამ გზით, მაგალითად, გამოვლენილია ალკალოიდები, ანტიბიოტიკები, ვიტამინები და სხვა სამკურნალო ნივთიერებები.

სითბოს მკურნალობა.ქრომატოგრაფიის შემდეგ გამომშრალი ფირფიტა საგულდაგულოდ თბება (~200 °C-მდე), თავიდან აიცილებს თავად სორბენტის ფენის დაბნელებას (მაგალითად, როდესაც სორბენტის თხელი ფენა შეიცავს სახამებელს). ამ შემთხვევაში ლაქები ჩვეულებრივ ჩნდება ყავისფერი ზონების სახით (ორგანული კომპონენტების ნაწილობრივი თერმოლიზის გამო).

ქიმიური მკურნალობა.ხშირად, ქრომატოგრამები იქმნება რეაგენტებით დამუშავებით, რომლებიც ქმნიან ფერად ნაერთებს ნარევების ცალკეული კომპონენტებით. ამ მიზნებისათვის გამოიყენება სხვადასხვა რეაგენტები: იოდის, ამიაკის, ბრომის, გოგირდის დიოქსიდის, წყალბადის სულფიდის ორთქლები, სპეციალურად მომზადებული ხსნარები, რომლებითაც მუშავდება ფირფიტები. გამოიყენება როგორც უნივერსალური, ასევე შერჩევითი რეაგენტები ("უნივერსალური" კონცეფცია საკმაოდ თვითნებურია).

უნივერსალური რეაგენტები შეიძლება ემსახურებოდეს, მაგალითად, კონცენტრირებულ გოგირდის მჟავას (გაცხელებისას შეინიშნება ორგანული ნაერთების ლაქების გამუქება), კალიუმის პერმანგანატის მჟავე წყალხსნარი (ზონები შეინიშნება ყავისფერი ლაქების სახით მეწამულ ფონზე. სორბენტი), გაცხელებისას ფოსფომოლიბდის მჟავას ხსნარი (ყვითელ ფონზე ჩნდება ლურჯი ლაქები) და ა.შ.

როგორც შერჩევითი, მაგალითად, დრაგენდორფის რეაგენტი გამოიყენება; ციმერმანის რეაგენტი; სპილენძის სულფატის ამიაკის წყალხსნარი (10% CuSO 4, 2% ამიაკი); ნინჰიდრინის C 9 H 4 O 3 H 2 O ნარევი ეთანოლთან და ძმარმჟავასთან.

Dragendorff-ის რეაგენტი არის ძირითადი ბისმუტის ნიტრატის BiONO 3, კალიუმის იოდიდის KJ და ძმარმჟავას ხსნარი წყალში. გამოიყენება ამინების, ალკალოიდების, სტეროიდების დასადგენად.

Zimmermann-ის რეაგენტი მზადდება დინიტრობენზოლის 2% ეთანოლის ხსნარის KOH ტუტე ხსნარით დამუშავებით, რასაც მოჰყვება ნარევის გაცხელება ~70-100 °C ტემპერატურაზე. გამოიყენება სტეროიდების გამოსავლენად.

ნინჰიდრინი გამოიყენება ამინების, ამინომჟავების, ცილების და სხვა ნაერთების ლაქების გამოსავლენად.

ასევე გამოიყენება ლაქების გამოვლენის სხვა მეთოდები. მაგალითად, მათი რადიოაქტიურობა იზომება, თუ ზოგიერთი გამოყოფილი კომპონენტი რადიოაქტიურია, ან შეტანილია ნარევის ცალკეულ კომპონენტებში შემავალი ელემენტების რადიოაქტიური იზოტოპების სპეციალური დამატებები.

ქრომატოგრამაზე ლაქების გამოვლენის შემდეგ ხდება მათი იდენტიფიცირება, ე.ი. განსაზღვრეთ რომელი ნაერთი შეესაბამება კონკრეტულ ადგილს. ამ მიზნით ყველაზე ხშირად გამოიყენება „მოწმეების“ საცნობარო ლაქები. ზოგჯერ ლაქები იდენტიფიცირებულია Rf მობილურობის კოეფიციენტების სიდიდით, მათი შედარება მოცემულ პირობებში ცნობილ Rf-ის მნიშვნელობებთან. თუმცა, ასეთი იდენტიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია R f მნიშვნელობაზე, ხშირად წინასწარია.

ფლუორესცენტური ლაქების ფერი ასევე გამოიყენება საიდენტიფიკაციო მიზნებისთვის, ვინაიდან სხვადასხვა ნაერთები ფლუორესცირებენ სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე (სხვადასხვა ფერები).

ქიმიური ლაქების გამოვლენისას სელექციური რეაგენტები წარმოქმნიან ფერად ლაქებს გარკვეული ხასიათის ნაერთებით, რომლებიც ასევე გამოიყენება იდენტიფიკაციის მიზნით.

TLC მეთოდის გამოყენებით შესაძლებელია არა მხოლოდ აღმოაჩინოს, არამედ განსაზღვროს კომპონენტების შემცველობა ნარევებში. ამისათვის ან თავად გააანალიზეთ ლაქები ქრომატოგრამაზე, ან ამა თუ იმ გზით ამოიღეთ ქრომატოგრამიდან გამოყოფილი კომპონენტები (გამოღება, გამორეცხვა შესაფერისი გამხსნელებით).

ლაქების გაანალიზებისას ვარაუდობენ, რომ არსებობს გარკვეული კავშირი ლაქის ფართობსა და მოცემული ნივთიერების შინაარსს შორის (მაგალითად, პროპორციული ან წრფივი ურთიერთობის არსებობა), რომელიც დგინდება კალიბრაციის გრაფიკის აგებით არეების გაზომვით. „მოწმის“ ლაქების - სტანდარტები გაანალიზებული კომპონენტის ცნობილი შინაარსით.

ზოგჯერ ლაქების ფერის ინტენსივობას ადარებენ, თუ ვივარაუდებთ, რომ ლაქის ფერის ინტენსივობა პროპორციულია მოცემული ფერადი კომპონენტის რაოდენობასთან. ფერის ინტენსივობის გასაზომად გამოიყენება სხვადასხვა ტექნიკა.

როდესაც გამოყოფილი კომპონენტები ამოღებულია ქრომატოგრამიდან, მიიღება ამ კომპონენტის შემცველი ხსნარი. ეს უკანასკნელი შემდეგ განისაზღვრება ამა თუ იმ ანალიტიკური მეთოდით.

ფარდობითი შეცდომა ნივთიერების რაოდენობრივ განსაზღვრაში TLC-ით არის 5-10%.

TLC არის ფარმაკოპეული მეთოდი და ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა მედიკამენტების ანალიზისა და ხარისხის კონტროლისთვის.

5. ᲒᲐᲖᲘᲡ ᲥᲠᲝᲛᲐᲢᲝᲒᲠᲐᲤᲘᲐ

გაზის ქრომატოგრაფიაში (GC), ინერტული აირი (აზოტი, ჰელიუმი, წყალბადი), რომელსაც ეწოდება გადამზიდავი აირი, გამოიყენება როგორც მობილური ფაზა. ნიმუში მიეწოდება ორთქლის სახით; სტაციონარული ფაზა არის ან მყარი ნივთიერება - სორბენტი (გაზის ადსორბციული ქრომატოგრაფია) ან მაღალი დუღილის სითხე, რომელიც გამოიყენება თხელი ფენით მყარ მატარებელზე (გაზ-თხევადი ქრომატოგრაფია). განვიხილოთ გაზ-თხევადი ქრომატოგრაფიის (GLC) ვარიანტი. გამოყენებული გადამზიდავი არის kieselguhr (დიატომური მიწა), ჰიდრატირებული სილიკა გელის ტიპი; მას ხშირად მკურნალობენ რეაგენტებით, რომლებიც გარდაქმნის Si-OH ჯგუფებს Si-O-Si(CH 3) 3 ჯგუფად, რაც ზრდის მატარებლის ინერტულობას. გამხსნელების მიმართ. ეს არის, მაგალითად, მატარებლები "chromosorb W" და "gazochrome Q". გარდა ამისა, გამოიყენება მინის მიკრომძივები, ტეფლონი და სხვა მასალები.

5.1 გასო- ადსორბციული ქრომატოგრაფია

გაზის ადსორბციული ქრომატოგრაფიის (GAC) მეთოდის თავისებურება ის არის, რომ სტაციონარული ფაზის სახით გამოიყენება ადსორბენტები მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობით (10-1000 მ 2 გ -1), და განისაზღვრება ნივთიერებების განაწილება სტაციონარულ და მობილურ ფაზებს შორის. ადსორბციის პროცესით. მოლეკულების ადსორბცია აირის ფაზიდან, ე.ი. კონცენტრირებულია მყარი და აირისებრი ფაზების ინტერფეისზე, ხდება ელექტროსტატიკური ხასიათის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების (დისპერსიული, ორიენტაცია, ინდუქცია) გამო. წყალბადის ბმის ფორმირება შესაძლებელია და ამ ტიპის ურთიერთქმედების წვლილი შეკავებულ მოცულობებში მნიშვნელოვნად მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.

ანალიტიკური პრაქტიკისთვის მნიშვნელოვანია, რომ მუდმივ ტემპერატურაზე ადსორბირებული ნივთიერების რაოდენობა C s ზედაპირზე პროპორციულია ამ ნივთიერების კონცენტრაციის გაზის ფაზაში C m:

C ს = ks მ (1)

იმათ. ისე, რომ განაწილება მოხდეს წრფივი ადსორბციის იზოთერმის შესაბამისად (მდე -- მუდმივი). ამ შემთხვევაში, თითოეული კომპონენტი მოძრაობს სვეტის გასწვრივ მუდმივი სიჩქარით, მისი კონცენტრაციისგან დამოუკიდებლად. ნივთიერებების გამოყოფა განპირობებულია მათი მოძრაობის სხვადასხვა სიჩქარით. ამიტომ გაზში უაღრესად მნიშვნელოვანია ადსორბენტის არჩევანი, რომლის ზედაპირის ფართობი და ბუნება განსაზღვრავს სელექციურობას (განცალკევებას) მოცემულ ტემპერატურაზე.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება ადსორბციის სითბო DH/T, რომელზედაც დამოკიდებულია შეკავება და შესაბამისად ტ რ . ეს გამოიყენება ანალიზის პრაქტიკაში. თუ მუდმივ ტემპერატურაზე არასტაბილურობით მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ნაერთები, მაშინ დაბალ დუღილის ნივთიერებები სწრაფად გამოირეცხება, მაღალ დუღილს უფრო ხანგრძლივი შეკავების დრო აქვს, მათი პიკები ქრომატოგრამაში უფრო დაბალი და ფართო იქნება, ანალიზს კი დიდი დრო სჭირდება. . თუ ქრომატოგრაფიის პროცესში სვეტის ტემპერატურა იზრდება მუდმივი სიჩქარით (ტემპერატურული პროგრამირება), მაშინ ქრომატოგრამაში მსგავსი სიგანის მწვერვალები თანაბრად განლაგდება.

გააქტიურებული ნახშირბადები, სილიციუმის გელი, ფოროვანი მინა და ალუმინის ოქსიდი ძირითადად გამოიყენება გაზის ადსორბენტებად. აქტიური ადსორბენტების ზედაპირის ჰეტეროგენულობა პასუხისმგებელია GAC მეთოდის ძირითად ნაკლოვანებებზე და ძლიერად ადსორბირებული პოლარული მოლეკულების განსაზღვრის შეუძლებლობაზე. თუმცა, მაღალპოლარული ნივთიერებების ნარევები შეიძლება გაანალიზდეს გეომეტრიულად და ქიმიურად ერთგვაროვან მაკროფოროვან ადსორბენტებზე. ბოლო წლებში იწარმოება მეტ-ნაკლებად ერთიანი ზედაპირის მქონე ადსორბენტები, როგორიცაა ფოროვანი პოლიმერები, მაკროფოროვანი სილიციუმის გელი (Silochrome, Porasil, Spherosil), ფოროვანი მინები და ცეოლიტები.

გაზის ადსორბციული ქრომატოგრაფიის მეთოდი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება აირებისა და დაბალი დუღილის ნახშირწყალბადების ნარევების ანალიზისთვის, რომლებიც არ შეიცავს აქტიურ ფუნქციურ ჯგუფებს. ასეთი მოლეკულების ადსორბციული იზოთერმები ახლოსაა წრფივთან. მაგალითად, თიხიანი წარმატებით გამოიყენება O 2, N 2, CO, CH 4, CO 2 გამოსაყოფად. სვეტის ტემპერატურა დაპროგრამებულია ანალიზის დროის შესამცირებლად მაღალი დუღილის გაზების t R-ის შემცირებით. მოლეკულურ საცერებზე - უაღრესად ფოროვანი ბუნებრივი ან სინთეზური კრისტალური მასალები, რომელთა ყველა ფორას აქვს დაახლოებით იგივე ზომა (0,4-1,5 ნმ) - წყალბადის იზოტოპების გამოყოფა შესაძლებელია. ლითონის ჰიდრიდების (Ge, As, Sn, Sb) გამოსაყოფად გამოიყენება სორბენტები, რომლებსაც პორაპაკები ეწოდება. GAS მეთოდი სვეტებზე ფოროვანი პოლიმერული სორბენტებით ან ნახშირბადის მოლეკულური საცერებით არის ყველაზე სწრაფი და მოსახერხებელი გზა წყლის დასადგენად არაორგანულ და ორგანულ მასალებში, მაგალითად, გამხსნელებში.

5.2 გაზო- თხევადი ქრომატოგრაფია

ანალიტიკურ პრაქტიკაში უფრო ხშირად გამოიყენება გაზ-თხევადი ქრომატოგრაფიის (GLC) მეთოდი. ეს განპირობებულია თხევადი სტაციონარული ფაზების უკიდურესი მრავალფეროვნებით, რაც ხელს უწყობს შერჩევითი ფაზის შერჩევას მოცემული ანალიზისთვის, განაწილების იზოთერმის წრფივობა კონცენტრაციების უფრო ფართო დიაპაზონში, რაც იძლევა დიდ ნიმუშებთან მუშაობის საშუალებას და მოპოვების მარტივობას. რეპროდუცირებადი სვეტის შესრულება.

კომპონენტების განაწილების მექანიზმი მატარებელსა და სტაციონალურ თხევად ფაზას შორის ემყარება მათ დაშლას თხევად ფაზაში. შერჩევითობა დამოკიდებულია ორ ფაქტორზე: ანალიზის ორთქლის წნევაზე და მისი აქტივობის კოეფიციენტზე თხევად ფაზაში. რაულის კანონის მიხედვით, დაშლისას ნივთიერების ორთქლის წნევა ხსნარზე მაღლა არის გვ მე პირდაპირპროპორციულია მისი აქტივობის კოეფიციენტის გ მოლური ფრაქციის ნ მესუფთა ნივთიერების ხსნარში და ორთქლის წნევაში R° მემოცემულ ტემპერატურაზე:

p i = N i Р° I (2)

ვინაიდან წონასწორობის ორთქლის ფაზაში i-ე კომპონენტის კონცენტრაცია განისაზღვრება მისი ნაწილობრივი წნევით, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ

P i ~ c m , და N i ~ c s მაშინ

და შერჩევითობის კოეფიციენტი:

ამრიგად, რაც უფრო დაბალია ნივთიერების დუღილის წერტილი (რაც უფრო მაღალია P 0 i), მით უფრო სუსტია იგი შენარჩუნებული ქრომატოგრაფიულ სვეტში.

თუ ნივთიერებების დუღილის წერტილები ერთნაირია, მაშინ მათი განცალკევებისთვის გამოიყენება სტაციონარული თხევადი ფაზის ურთიერთქმედების განსხვავება: რაც უფრო ძლიერია ურთიერთქმედება, მით უფრო დაბალია აქტივობის კოეფიციენტი და მით უფრო დიდია შეკავება.

სტაციონარული თხევადი ფაზები . სვეტის სელექციურობის უზრუნველსაყოფად მნიშვნელოვანია სწორი სტაციონარული თხევადი ფაზის შერჩევა. ეს ფაზა უნდა იყოს კარგი გამხსნელი ნარევის კომპონენტებისთვის (თუ ხსნადობა დაბალია, კომპონენტები ძალიან სწრაფად ტოვებენ სვეტს), არამდგრადი (ისე, რომ არ აორთქლდეს სვეტის სამუშაო ტემპერატურაზე), ქიმიურად ინერტული. , უნდა ჰქონდეს დაბალი სიბლანტე (წინააღმდეგ შემთხვევაში დიფუზიის პროცესი შენელდება) და გადამზიდავზე გამოყენებისას იქმნება მასზე მყარად მიბმული ერთიანი ფილმი. სტაციონარული ფაზის გამოყოფის უნარი მოცემული ნიმუშის კომპონენტებისთვის უნდა იყოს მაქსიმალური.

არსებობს სამი სახის თხევადი ფაზა: არაპოლარული (გაჯერებული ნახშირწყალბადები და სხვ.), ზომიერად პოლარული (ესტერები, ნიტრილები და სხვ.) და პოლარული (პოლიგლიკოლები, ჰიდროქსილამინი და სხვ.).

იცის სტაციონარული თხევადი ფაზის თვისებები და განცალკევებული ნივთიერებების ბუნება, მაგალითად, კლასი, სტრუქტურა, შესაძლებელია სწრაფად შეარჩიოთ შერჩევითი თხევადი ფაზა, რომელიც შესაფერისია მოცემული ნარევის გამოსაყოფად. გასათვალისწინებელია, რომ კომპონენტების შეკავების დრო მისაღები იქნება ანალიზისთვის, თუ სტაციონარული ფაზის პოლარობები და გაანალიზებული ნიმუშის ნივთიერება ახლოსაა. მსგავსი პოლარობის ხსნარებისთვის, გამორეცხვის რიგი ჩვეულებრივ კორელაციაშია დუღილის წერტილებთან და თუ ტემპერატურის სხვაობა საკმარისად დიდია, შესაძლებელია სრული გამოყოფა. სხვადასხვა პოლარობის ახლო მდუღარე ნივთიერებების გამოსაყოფად გამოიყენება სტაციონარული ფაზა, რომელიც შერჩევით ინარჩუნებს ერთ ან მეტ კომპონენტს დიპოლ-დიპოლური ურთიერთქმედების გამო. თხევადი ფაზის პოლარობის გაზრდით, პოლარული ნაერთების შეკავების დრო იზრდება.

იმისათვის, რომ თხევადი ფაზა მყარ მატარებელზე თანაბრად წაისვათ, მას ურევენ ძლიერ აქროლად გამხსნელთან, როგორიცაა ეთერი. ამ ხსნარს ემატება მყარი მატარებელი. ნარევი თბება, გამხსნელი აორთქლდება და თხევადი ფაზა რჩება მატარებელზე. ამ გზით დეპონირებული სტაციონარული თხევადი ფაზით მშრალი მატარებელი ივსება სვეტში, ცდილობს თავიდან აიცილოს სიცარიელეების წარმოქმნა. ერთგვაროვანი შეფუთვის უზრუნველსაყოფად, გაზის ნაკადი გადის სვეტში და ამავე დროს სვეტის დაჭერა ხდება შეფუთვის კომპაქტურად. შემდეგ სვეტი თბება 50°C ტემპერატურამდე, ვიდრე ის განკუთვნილია დეტექტორთან დაკავშირებამდე. ამ შემთხვევაში, შეიძლება იყოს თხევადი ფაზის დანაკარგები, მაგრამ სვეტი შედის სტაბილურ სამუშაო რეჟიმში.

სტაციონარული თხევადი ფაზების მატარებლები. მყარი მატარებლები სტაციონარული თხევადი ფაზის ჰომოგენური თხელი ფირის სახით გასაფანტად უნდა იყოს მექანიკურად ძლიერი ზომიერი სპეციფიური ზედაპირით (20 მ 2/გ), მცირე და ერთიანი ნაწილაკების ზომით და ასევე იყოს საკმარისად ინერტული, რათა მოხდეს ადსორბცია. მყარი გაზის ინტერფეისი ფაზებიმინიმალური იყო. ყველაზე დაბალი ადსორბცია შეინიშნება სილანიზებული ქრომოსორბის, მინის გრანულებისა და ფტოროპაკის (ფტორნახშირბადის პოლიმერისგან) დამზადებულ მატარებლებზე. გარდა ამისა, მყარი მატარებლები არ უნდა რეაგირებდნენ გაზრდილ ტემპერატურაზე და ადვილად უნდა დასველდეს თხევადი ფაზით. ქელატების გაზის ქრომატოგრაფიაში, როგორც მყარი მატარებელი, ყველაზე ხშირად გამოიყენება სილანიზებული თეთრი დიატომიტის მატარებლები - დიატომიტის სილიციუმი, ან კიზელგუჰრი. დიატომიტი არის მიკროამორფული, წყლის შემცველი სილიციუმის დიოქსიდი. ასეთ მატარებლებს მიეკუთვნება ქრომოსორბი W, გაზოქრომ Q, ქრომატონი N და ა.შ. გარდა ამისა, გამოიყენება მინის მძივები და ტეფლონი.

ქიმიურად შეკრული ფაზები. ხშირად გამოიყენება მოდიფიცირებული მატარებლები, კოვალენტურად შეკრული თხევადი ფაზაში. ამ შემთხვევაში, სტაციონარული თხევადი ფაზა უფრო მყარად ინარჩუნებს ზედაპირზე სვეტის მაღალ ტემპერატურაზეც კი. მაგალითად, დიატომიტის საყრდენი მუშავდება ქლოროსილანით გრძელჯაჭვის შემცვლელით, რომელსაც აქვს გარკვეული პოლარობა. ქიმიურად შეკრული სტაციონარული ფაზა უფრო ეფექტურია.

6. დისტრიბუციის ქრომატოგრაფია. ქაღალდის ქრომატოგრაფია (ქრომატოგრაფია ქაღალდზე)

დაყოფის ქრომატოგრაფია დაფუძნებულია ნივთიერების ხსნადობის განსხვავებების გამოყენებაზე, რომელიც ნაწილდება ორ კონტაქტურ, შეურევ თხევად ფაზაში. ორივე ფაზა - PF და NF - თხევადი ფაზებია. როდესაც თხევადი PF მოძრაობს თხევადი NP-ის გასწვრივ, ქრომატოგრაფიული ნივთიერებები განუწყვეტლივ გადანაწილდება ორივე თხევად ფაზას შორის.

დანაყოფის ქრომატოგრაფია მოიცავს ქაღალდის ქრომატოგრაფიკა (ან ქაღალდის ქრომატოგრაფია) მის ჩვეულებრივ ვარიანტებში. ამ მეთოდით TLC-სთვის გამოყენებული სორბენტის თხელი ფენის მქონე ფირფიტების ნაცვლად გამოიყენება სპეციალური ქრომატოგრაფიული ქაღალდი, რომლის გასწვრივ, მისი გაჟღენთვით, თხევადი PF მოძრაობს ქრომატოგრაფიის დროს საწყისი ხაზიდან გამხსნელის დასრულების ხაზამდე.

გამოარჩევენ ნორმალური ფაზა და საპირისპირო ფაზა ქაღალდის ქრომატოგრაფია.

ვარიანტში ნორმალური ფაზა ქაღალდის ქრომატოგრაფიის სითხე NF არის წყალი, რომელიც სორბირებულია ბოჭკოებზე თხელი ფენის სახით და მდებარეობს ფორებში. ჰიდროფილური ქაღალდი (25%-მდე წონით). ეს შეკრული წყალი სტრუქტურითა და ფიზიკური მდგომარეობით ძალიან განსხვავდება ჩვეულებრივი თხევადი წყლისგან. მასში იხსნება გამოყოფილი ნარევების კომპონენტები.

ქაღალდის გასწვრივ მოძრავი PF-ის როლს ასრულებს სხვა თხევადი ფაზა, მაგალითად, ორგანული სითხე მჟავებისა და წყლის დამატებით. ქრომატოგრაფიის დაწყებამდე თხევადი ორგანული PF გაჯერებულია წყლით ისე, რომ PF არ დაითხოვოს ჰიდროფილური ქრომატოგრაფიული ქაღალდის ბოჭკოებზე შეწოვილი წყალი.

ქრომატოგრაფიული ქაღალდი იწარმოება მრეწველობის მიერ. იგი უნდა აკმაყოფილებდეს მთელ რიგ მოთხოვნებს: მომზადებული იყოს მაღალი ხარისხის ბოჭკოვანი ჯიშის ბამბისგან, იყოს ერთგვაროვანი სიმკვრივითა და სისქით, ბოჭკოების ორიენტაციის მიმართულებით, ქიმიურად სუფთა და ინერტული NF-ისა და გამოყოფილი კომპონენტების მიმართ.

ჩვეულებრივ ფაზაში, სხვადასხვა გამხსნელებისგან შემდგარი თხევადი ნარევები ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც PF. ასეთი PF-ის კლასიკური მაგალითია ძმარმჟავას, n-ბუტანოლისა და წყლის ნარევი მოცულობითი თანაფარდობით 1:4:5. ასევე გამოიყენება გამხსნელები, როგორიცაა ეთილის აცეტატი, ქლოროფორმი, ბენზოლი და ა.შ.

ვარიანტში საპირისპირო ფაზა ქაღალდის ქრომატოგრაფიაში თხევადი NP არის ორგანული გამხსნელი, ხოლო თხევადი PF-ის როლი არის წყალი, წყალხსნარი ან ალკოჰოლური ხსნარები, ან მჟავებისა და ალკოჰოლების ნარევები. პროცესი ხორციელდება გამოყენებით ჰიდროფობიური ქრომატოგრაფიული ქაღალდი. მიიღება ქაღალდის ნაფტალინით, სილიკონის ზეთებით, პარაფინით და ა.შ. ქაღალდის დამუშავებით (გაჟღენთვით). არაპოლარული და დაბალპოლარული ორგანული გამხსნელები სორბირებულია ჰიდროფობიური ქაღალდის ბოჭკოებზე და შეაღწევს მის ფორებში და წარმოქმნის თხევადი NF-ის თხელ ფენას. წყალი არ იჭერს ასეთ ქაღალდს და არ სველებს მას.

ქაღალდის ქრომატოგრაფიის ტექნიკა ზოგადად იგივეა, რაც TLC მეთოდი. როგორც წესი, გაანალიზებული ხსნარის ქოთანი, რომელიც შეიცავს გამოსაყოფი ნივთიერებების ნარევს, გამოიყენება საწყისი ხაზის ქრომატოგრაფიული ქაღალდის ზოლზე. გამხსნელის აორთქლების შემდეგ, საწყისი ხაზის ქვემოთ ქაღალდი ჩაეფლო PF-ში, ათავსებენ ქაღალდს ვერტიკალურად (დაკიდებენ მას). დახურეთ კამერა სახურავით და ჩაატარეთ ქრომატოგრაფია, სანამ PF არ მიაღწევს ქაღალდზე მონიშნულ გამხსნელის წინა ხაზს. ამის შემდეგ პროცესი წყდება, ქაღალდი შრება ჰაერში, ვლინდება ლაქები და ვლინდება ნარევის კომპონენტები.

ქაღალდის ქრომატოგრაფია, ისევე როგორც TLC მეთოდი, გამოიყენება როგორც ხარისხობრივ, ასევე რაოდენობრივ ანალიზში.

ნარევის ამა თუ იმ კომპონენტის შემცველობის რაოდენობრივად გასაზომად გამოიყენება სხვადასხვა მეთოდი:

1) ისინი წარმოიქმნება გარკვეული კავშირის არსებობით (პროპორციული, წრფივი) ნივთიერების რაოდენობასა და ლაქის ფართობს შორის (ხშირად პირველად აგებულია კალიბრაციის გრაფიკი);

2) აწონეთ ამოჭრილი ადგილი იმავე უბნის ნივთიერებითა და სუფთა ქაღალდით და შემდეგ იპოვეთ სხვაობით განსაზღვრული ნივთიერების მასა;

3) მხედველობაში მიიღება კავშირი ლაქის ფერის ინტენსივობასა და მასში განსაზღვრული კომპონენტის შემცველობას შორის, რომელიც ფერს ანიჭებს ლაქას.

ზოგიერთ შემთხვევაში, ლაქებში შემავალი ნივთიერებები ამოღებულია გარკვეული გამხსნელით და შემდეგ ხდება ექსტრაქტის ანალიზი.

ქაღალდის ქრომატოგრაფია არის ფარმაკოპეული მეთოდი, რომელიც გამოიყენება როგორც არაორგანული, ასევე ორგანული ნივთიერებების შემცველი ნარევების გამოსაყოფად. მეთოდი ხელმისაწვდომი და მარტივი შესასრულებელია, მაგრამ ზოგადად ის ჩამოუვარდება უფრო თანამედროვე TLC მეთოდს, რომელიც იყენებს სორბენტის თხელ ფენას.

7. დანალექი ქრომატოგრაფია

დანალექი ქრომატოგრაფიის მეთოდი ძირითადად გამოიყენება ნარევებში შემავალი არაორგანული იონების გამოყოფისა და იდენტიფიკაციისთვის.

მეთოდის არსი. დანალექი ქრომატოგრაფია დაფუძნებულია ნარევის გამოყოფილი კომპონენტების დალექვის ქიმიური რეაქციების გამოყენებაზე NF-ში შემავალი პრეციპიტაციური რეაგენტით. განცალკევება ხდება მიღებული ნაერთების არათანაბარი ხსნადობის გამო, რომლებიც მოძრავი ფაზას გადააქვს სხვადასხვა სიჩქარით: ნაკლებად ხსნადი ნივთიერებები გადადის PF-დან უფრო ნელა, ვიდრე უფრო ხსნადი.

მეთოდის გამოყენება შეიძლება ილუსტრირებული იყოს ჰალორიდის იონების გამოყოფის მაგალითით: ქლორიდის იონები Cl -, ბრომიდის იონები Br - და იოდიდის იონები I - ერთდროულად შეიცავს გაანალიზებულ წყალხსნარში. ამისათვის გამოიყენეთ ქრომატოგრაფიული სვეტი (რომელიც არის შუშის მილი ბოლოში ჩამკეტით) სავსე სორბენტით. ეს უკანასკნელი შედგება მატარებლისგან - ალუმინის ოქსიდი Al 2 O 3 ან სილიციუმის SiO 2, გაჟღენთილი ვერცხლის ნიტრატის AgNO 3 ხსნარით (ვერცხლის ნიტრატის შემცველობა შეადგენს სორბენტის მატარებლის მასის წონის დაახლოებით 10% -ს).

წყალხსნარი, რომელიც შეიცავს გამოყოფილი ანიონების ნარევს, გადადის ქრომატოგრაფიულ სვეტში. ეს ანიონები ურთიერთქმედებენ ვერცხლის კატიონებთან Ag +, ქმნიან ვერცხლის ჰალოიდების ცუდად ხსნად ნალექებს:

Ag + + I - > AgIv (ყვითელი)

Ag + + Br - > AgBrv (კრემი)

Ag + + Cl - > AgClv (თეთრი)

ვერცხლის ჰალოიდების ხსნადობა წყალში იზრდება შემდეგი თანმიმდევრობით:

აგლ (K° = 8.3*10 -17)< АgВг (К° = 5,3*10 -13) < AgCl (K°= 1,78*10 -10),

სადაც ოთახის ტემპერატურაზე ხსნადობის პროდუქტების მნიშვნელობები მოცემულია ფრჩხილებში. აქედან გამომდინარე, ჯერ წარმოიქმნება ვერცხლის იოდიდის ყვითელი ნალექი და, როგორც ყველაზე ნაკლებად ხსნადი, ყვითელი (ზედა) ზონა შეინიშნება ქრომატოგრამაზე. შემდეგ იქმნება კრემისფერი ვერცხლის ბრომიდის ნალექის ზონა (შუა ზონა). ბოლოს წარმოიქმნება ვერცხლის ქლორიდის თეთრი ნალექი - ქვედა თეთრი ზონა, რომელიც სინათლეში ბნელდება ვერცხლის ქლორიდის ფოტოქიმიური დაშლის გამო წვრილი მეტალის ვერცხლის გამოყოფით.

შედეგი არის პირველადი ნალექის ქრომატოგრამა.

ზონების უფრო მკაფიო გამოყოფისთვის, პირველადი ქრომატოგრამის მიღების შემდეგ, წმინდა გამხსნელი გადადის სვეტში, სანამ არ მიიღება მეორადი ნალექის ქრომატოგრამა ნალექების ზონების მკაფიო გამოყოფით.

აღწერილ მაგალითში, ნალექი იყო NF-ის ნაწილი და ხსნარი, რომელიც შეიცავდა გამოყოფილი იონების ნარევს, გადავიდა სვეტში. პირიქით, შესაძლებელია ნალექის ხსნარის გავლა სვეტში, რომლის NF-ში განლაგებულია ქრომატოგრაფიული იონები. თუმცა ამ შემთხვევაში იქმნება შერეული ზონები.

Cl-, Br- და I- იონების გამოყოფის სქემა ქრომატოგრაფიულ სვეტში ნალექის ქრომატოგრაფიის გამოყენებით.

7.1 ნალექის ქრომატოგრაფიის მეთოდების კლასიფიკაცია ექსპერიმენტული ტექნიკის მიხედვით

ჩვეულებრივ გამოვყოფ სვეტიანინალექის ქრომატოგრაფია, ჩატარებული ქრომატოგრაფიულ სვეტებში და გეგმურინალექის ქრომატოგრაფია, განხორციელებული ქაღალდზე ან სორბენტის თხელ ფენაში.

ნალექის ქრომატოგრაფიაში სორბენტად გამოიყენება ინერტული მატარებლების ნარევები ნალექით; სორბენტები, რომლებიც ინარჩუნებენ ნალექებს იონების (იონგაცვლის ფისები) ან მოლეკულების (გააქტიურებული ნახშირბადის) სახით; ნალექის ხსნარში დასველებული ქაღალდი.

მატარებლებს ყველაზე ხშირად ირჩევენ სილიკა გელი, სახამებელი, ალუმინის ოქსიდები, კალციუმის ოქსიდები, ბარიუმის სულფატი, იონგამცვლელი ფისები და ა.შ. მატარებელი გამოიყენება წვრილად გაფანტულ მდგომარეობაში ნაწილაკების ზომებით დაახლოებით 0,02-0,10 მმ.

ნალექებად გამოიყენება რეაგენტები, რომლებიც ქმნიან ცუდად ხსნად ნალექებს ქრომატოგრაფირებულ იონებთან, მაგალითად, ნატრიუმის იოდიდი NaI, ნატრიუმის სულფიდი Na 2 S, ვერცხლის სულფატი Ag 2 SO 4, კალიუმის ფეროციანიდი K 4, ოქსიქინოლინი, პირიდინი და ა.შ.

როგორც წესი, სვეტის ნალექის ქრომატოგრაფიის მეთოდის გამოყენებისას, წმინდა გამხსნელის სვეტში გავლის შემდეგ, მიიღება მკაფიოდ გამოყოფილი ზონები, რომელთაგან თითოეული შეიცავს მხოლოდ ერთ კომპონენტს (იმ შემთხვევაში, როდესაც ნალექების ხსნადობა განსხვავდება მინიმუმ სამჯერ). . მეთოდი ხასიათდება შედეგების კარგი გამეორებით.

ნალექების უფერო ზონების წარმოქმნის შემთხვევაში, ქრომატოგრამა მუშავდება ან დეველოპერული ხსნარის სვეტის გავლით, რომელიც წარმოქმნის ფერად რეაქციის პროდუქტებს ნალექებთან ერთად, ან დეველოპერის დაუყოვნებლივ შეყვანით PF ან NF-ში.

7.2 დანალექი ქაღალდის ქრომატოგრაფია

განვიხილოთ ამ მეთოდის არსი სპილენძის კათიონების ნარევის შემცველი წყალხსნარის ანალიზის მაგალითის გამოყენებით Cu 2+ ? რკინის Fe 3+ და ალუმინის Al 3+.

გაანალიზებული წყალხსნარი გამოიყენება კაპილარებით ქაღალდის ფურცლის ცენტრში, რომელიც გაჟღენთილია ნალექის ხსნარით - კალიუმის ფეროციანიდი K4. სპილენძის იონები Cu 2+ და რკინის Fe 2+ ურთიერთქმედებენ ფეროციანიდის იონებთან და წარმოქმნიან ცუდად ხსნად ნალექებს:

2Cu 2+ + 4- > Cu 2 (ყავისფერი)

4Fe 3+ + 3 4- >Fe4 (ლურჯი)

ვინაიდან სპილენძი(II) ფეროციანიდი ნაკლებად ხსნადია, ვიდრე რკინა(III) ფეროციანიდი, ჯერ წარმოიქმნება სპილენძის(II) ფეროციანიდის ნალექი, რომელიც ქმნის ცენტრალურ ყავისფერ ზონას. შემდეგ წარმოიქმნება რკინის (III) ფეროციანიდის ლურჯი ნალექი, რომელიც ქმნის ლურჯ ზონას. ალუმინის იონები გადაადგილდებიან პერიფერიაზე, აძლევენ უფერო ზონას, რადგან ისინი არ წარმოქმნიან ფერად ალუმინის ფეროციანიდს.

ნალექის ქრომატოგრაფიით Cu2+, Fe3+ და Al3+ გამოყოფის სქემა.

ამ გზით მიიღება პირველადი ქრომატოგრამა, რომელშიც ნალექების ზონები ნაწილობრივ გადახურულია.

შემდეგ მიიღება მეორადი ქრომატოგრამა. ამისათვის შესაფერისი გამხსნელი (ამ შემთხვევაში, ამიაკის წყალხსნარი) გამოიყენება კაპილარებით პირველადი ქრომატოგრამის ცენტრში. გამხსნელი სპონტანურად მოძრაობს ქაღალდის ცენტრიდან პერიფერიაზე და თან ატარებს ნალექებს, რომლებიც მოძრაობენ სხვადასხვა სიჩქარით: რკინის ფეროციანიდის უფრო ხსნადი ნალექის ზონა უფრო სწრაფად მოძრაობს, ვიდრე სპილენძის ფეროციანიდის ნაკლებად ხსნადი ნალექის ზონა. ამ ეტაპზე, ზონების მოძრაობის სიჩქარის სხვაობის გამო, ისინი უფრო მკაფიოდ გამოიყოფა.

ალუმინის იონების აღმოსაჩენად, რომლებიც ქმნიან უფერო პერიფერიულ ზონას, შემუშავებულია მეორადი ქრომატოგრამა - შესხურება (სპრეის ბოთლიდან) ალიზარინის ხსნარით - ორგანული რეაგენტი, რომელიც აყალიბებს ვარდისფერ რეაქციის პროდუქტებს ალუმინის იონებით. მიიღეთ გარე ვარდისფერი ბეჭედი.

8. იონის გაცვლის ქრომატოგრაფია

იონგაცვლის ქრომატოგრაფიაში ნარევი კომპონენტების გამოყოფა მიიღწევა მაიონებელი ნივთიერებების შექცევადი ურთიერთქმედებით სორბენტის იონურ ჯგუფებთან. სორბენტის ელექტრული ნეიტრალიტეტის შენარჩუნება უზრუნველყოფილია ზედაპირთან ახლოს განლაგებული კონტრაიონების არსებობით, რომლებსაც შეუძლიათ იონური გაცვლა. შეყვანილი ნიმუშის იონი, რომელიც ურთიერთქმედებს სორბენტის ფიქსირებულ მუხტთან, ცვლის კონტრ იონთან. ფიქსირებულ მუხტებთან განსხვავებული აფინურობის მქონე ნივთიერებები იყოფა ანიონურ გადამცვლელებად ან კატიონ გადამცვლელებად. ანიონ გადამცვლელებს აქვთ დადებითად დამუხტული ჯგუფები ზედაპირზე და შთანთქავენ ანიონებს მობილური ფაზიდან. შესაბამისად, კატიონ გადამცვლელები შეიცავს ჯგუფებს უარყოფითი მუხტით, რომლებიც ურთიერთქმედებენ კატიონებთან.

მოძრავ ფაზად გამოიყენება მჟავების, ფუძეების და გამხსნელების მარილების წყალხსნარები, როგორიცაა თხევადი ამიაკი, ე.ი. გამხსნელი სისტემები, რომლებსაც აქვთ მაღალი დიელექტრიკული მუდმივი და ნაერთების იონიზაციის უფრო დიდი ტენდენცია. ჩვეულებრივ, ისინი მუშაობენ ბუფერული ხსნარებით, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ pH მნიშვნელობა.

ქრომატოგრაფიული გამოყოფის დროს ანალიტის იონები კონკურენციას უწევენ ელუენტში შემავალ იონებს და ურთიერთქმედებენ სორბენტის საპირისპიროდ დამუხტულ ჯგუფებთან. აქედან გამომდინარეობს, რომ იონგაცვლის ქრომატოგრაფია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ნაერთის გამოსაყოფად, რომელიც შეიძლება იონიზდეს რაიმე გზით. შესაძლებელია შაქრის ნეიტრალური მოლეკულების გაანალიზებაც კი მათი კომპლექსების სახით ბორატულ იონებთან.

იონგაცვლის ქრომატოგრაფია შეუცვლელია მაღალი პოლარული ნივთიერებების გამოყოფისთვის, რომელთა ანალიზი GLC-ით შეუძლებელია წარმოებულებად გადაქცევის გარეშე. ეს ნაერთები მოიცავს ამინომჟავებს, პეპტიდებს და შაქარს.

იონგაცვლის ქრომატოგრაფია ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში, ბიოლოგიაში, ბიოქიმიაში, გარემოს მონიტორინგისთვის, სისხლში და შარდში წამლებისა და მათი მეტაბოლიტების შემცველობის ანალიზში, საკვები ნედლეულში პესტიციდებში, აგრეთვე არაორგანული ნაერთების გამოყოფისთვის. მათ შორის რადიოიზოტოპები, ლანთანიდები, აქტინიდები და ა.შ. ბიოპოლიმერების (ცილები, ნუკლეინის მჟავები და ა.შ.) ანალიზი, რომელსაც ჩვეულებრივ საათები ან დღეები სჭირდებოდა, იონგამცვლელი ქრომატოგრაფიის გამოყენებით ტარდება 20-40 წუთში უკეთესი გამოყოფით. იონგაცვლის ქრომატოგრაფიის გამოყენებამ ბიოლოგიაში შესაძლებელი გახადა ნიმუშების დაკვირვება უშუალოდ ბიოლოგიურ მედიაში, ამცირებს გადაწყობის ან იზომერიზაციის შესაძლებლობას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს საბოლოო შედეგის არასწორი ინტერპრეტაცია. საინტერესოა ამ მეთოდის გამოყენება ბიოლოგიურ სითხეებში მომხდარი ცვლილებების მონიტორინგისთვის. სილიკა გელზე დაფუძნებული ფოროვანი სუსტი ანიონური გადამცვლელების გამოყენებამ დაუშვა პეპტიდების გამოყოფა. იონური გაცვლის მექანიზმი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი განტოლებების სახით:

ანიონის გაცვლისთვის X - + R + Y - - Y - + R + X -

კათიონური გაცვლისთვის X + + R - Y + - Y + + R - X +

პირველ შემთხვევაში, ნიმუში იონი X - კონკურენციას უწევს მოძრავი ფაზის იონ Y-ს - იონ გადამცვლელის R + იონური ცენტრებისთვის, ხოლო მეორე შემთხვევაში, ნიმუში X + კათიონები კონკურენციას უწევს მობილურ ფაზას Y + იონებს R-სთვის. - იონური ცენტრები.

ბუნებრივია, ნიმუშის იონები, რომლებიც სუსტად ურთიერთქმედებენ იონგამცვლელთან, სუსტად დარჩება სვეტზე ამ შეჯიბრის დროს და იქნება პირველი, ვინც გამოირეცხება მისგან და, პირიქით, უფრო ძლიერად შეკავებული იონები იქნება უკანასკნელი, რომელიც გამოდის სვეტიდან. . როგორც წესი, არაიონური ხასიათის მეორადი ურთიერთქმედება ხდება ნიმუშის ადსორბციის ან წყალბადის ბმების გამო მატრიცის არაიონურ ნაწილთან ან მობილურ ფაზაში ნიმუშის შეზღუდული ხსნადობის გამო.

სპეციფიკური ნივთიერებების გამოყოფა პირველ რიგში დამოკიდებულია ყველაზე შესაფერისი სორბენტისა და მობილური ფაზის არჩევანზე. იონგამცვლელი ფისები და სილიციუმის გელი ნამყენი იონოგენური ჯგუფებით გამოიყენება როგორც სტაციონარული ფაზები იონგაცვლის ქრომატოგრაფიაში.

პოლისტიროლის იონგამცვლელი ფისები HPLC-სთვის, მარცვლეულის ზომით 10 μm ან ნაკლები, აქვთ სელექციურობა და სტაბილურობა, მაგრამ მათი ქსელის სტრუქტურა, რომელიც ხასიათდება 1,5 ნმ ქსელის კვანძებს შორის მანძილით, რაც მნიშვნელოვნად მცირეა ადსორბციისთვის გამოყენებული სილიკა გელის პორების ზომაზე. ქრომატოგრაფია (10 ნმ), ანელებს მასის გადაცემას და, შესაბამისად, მნიშვნელოვნად ამცირებს ეფექტურობას. HPLC-ში გამოყენებული იონგამცვლელი ფისები ძირითადად სტიროლისა და დივინილბენზოლის კოპოლიმერებია. ჩვეულებრივ ამ უკანასკნელს ემატება 8-12%. რაც უფრო მაღალია დივინილბენზოლის შემცველობა, მით მეტია პოლიმერის სიმტკიცე და სიმტკიცე, მით უფრო მაღალია ტევადობა და, როგორც წესი, სელექციურობა და მით ნაკლებია შეშუპება.

მსგავსი დოკუმენტები

ქრომატოგრაფიის პროცესის ზოგადი მახასიათებლები. თხელი ფენის ქრომატოგრაფიის ფიზიკოქიმიური საფუძვლები, ანალიზის მეთოდების კლასიფიკაცია. ქრომატოგრაფიის ვარიანტები ფაზური მდგომარეობის მიხედვით. კვების პროდუქტების ხარისხის კონტროლი TLC მეთოდით, აღჭურვილობა.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 27/12/2009


ქრომატოგრაფიის დროს წარმოქმნილი მოვლენები. ახსნის ორი მიდგომაა თეორიული ფირფიტის თეორია და კინეტიკური თეორია. გაზის, თხევადი, ქაღალდის ქრომატოგრაფია. იონის გაცვლის მეთოდი. იონგამცვლელი ქრომატოგრაფიის გამოყენების შემთხვევები. გელის ქრომატოგრაფია.

რეზიუმე, დამატებულია 01/24/2009


პოლიმერული სორბენტების კონცეფცია და სტრუქტურა, მათი შექმნისა და განვითარების ისტორია, მათი მნიშვნელობა დაყოფის ქრომატოგრაფიის პროცესში. პოლიმერული სორბენტების სახეები, მათი გამოყენების შესაძლებლობები ზომის გამორიცხვის ქრომატოგრაფიაში. მყარი გელების გამოყენების თავისებურებები.

რეზიუმე, დამატებულია 01/07/2010


ქრომატოგრაფიის გაჩენა და განვითარება. ქრომატოგრაფიული მეთოდების კლასიფიკაცია. ქრომატოგრაფია მყარ სტაციონარულ ფაზაზე: აირი, თხევადი (თხევად-ადსორბცია). თხევადი სტაციონარული ფაზის ქრომატოგრაფია: გაზ-თხევადი და გელის ქრომატოგრაფია.

რეზიუმე, დამატებულია 05/01/2009


ქრომატოგრაფიის მეთოდის არსი, მისი განვითარების ისტორია და ტიპები. ქრომატოგრაფიის, მოწყობილობების ან დანადგარების გამოყენების სფეროები ქრომატოგრაფიული გამოყოფისა და ნივთიერებების ნარევების ანალიზისთვის. გაზის ქრომატოგრაფის დიაგრამა, მისი ძირითადი სისტემები და მუშაობის პრინციპი.

რეზიუმე, დამატებულია 25/09/2010


ინვერსიული აირის ქრომატოგრაფიის მეთოდის საფუძვლები. გაზის ქრომატოგრაფია არის უნივერსალური მეთოდი რთული ნარევების ხარისხობრივი და რაოდენობრივი ანალიზისთვის და ცალკეული კომპონენტების სუფთა სახით მიღების მეთოდი. ინვერსიული აირის ქრომატოგრაფიის გამოყენება.

კურსის სამუშაო, დამატებულია 01/09/2010


იონ-წყვილი ქრომატოგრაფიის არსი და შინაარსი, მისი გამოყენება თხევად ქრომატოგრაფიაში და ექსტრაქციაში წამლებისა და მათი მეტაბოლიტების ბიოლოგიური სითხეებიდან ორგანულ ფაზაში გამოსაყვანად. იონური წყვილის ქრომატოგრაფიის ვარიანტები, განმასხვავებელი ნიშნები.

რეზიუმე, დამატებულია 01/07/2010


გაზის ქრომატოგრაფია არის ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული ფიზიკოქიმიური კვლევის მეთოდი, რომელიც ამჟამად სწრაფად ვითარდება. ქრომატოგრაფიული მეთოდების კლასიფიკაცია. პროცესის სხვადასხვა დამახასიათებელი ნიშნები. ქრომატოგრაფიის მეთოდების არსი.

რეზიუმე, დამატებულია 01/25/2010


მაღალი ხარისხის თხევადი ქრომატოგრაფიის (HPLC) არსი, როგორც რთული მინარევების ანალიზისა და გამოყოფის მეთოდი. სორბენტები, კოორდინაციით გაჯერებული ქელატები; ლიგანდის სტრუქტურის გავლენის ნიმუშები ქელატების ქცევაზე შებრუნებული ფაზის ქრომატოგრაფიის პირობებში.

რეზიუმე, დამატებულია 10/11/2011


ზომის გამორიცხვის ქრომატოგრაფიის მეთოდის კონცეფცია და ძირითადი ეტაპები, მისი ფუნდამენტური მახასიათებლები და გამოყენების სფეროები, ჯიშები და მათი განმასხვავებელი ნიშნები. ზომის გამორიცხვის ქრომატოგრაფიის პროცესში გამოყენებული აღჭურვილობის მახასიათებლები.

მრეწველობისა და სამრეწველო ჰიგიენის სამუშაო ზონებში ჰაერის ხარისხის მონიტორინგისას სხვათა შორის ჭარბობს ქრომატოგრაფიული ტექნიკა; ისინი ქმნიან ტოქსიკოლოგიური კვლევების აბსოლუტური უმრავლესობის საფუძველს; გაზის ქრომატოგრაფიის გამოყენებით ექიმებმა შეძლეს შეესწავლათ "ავადმყოფი შენობის სინდრომი" - ცუდი ჯანმრთელობა და ზოგიერთი დაავადება, რომელიც გამოწვეულია საცხოვრებელი ფართებისა და საოფისე შენობების ჰაერში სინთეზური მასალებისგან გამოთავისუფლებული დიდი რაოდენობით მავნე ქიმიკატების (ხალიჩები, ბილიკები, პანელები, ლინოლეუმი, პერანგები და ა.შ.), მასტიკები, ლაქები, სახვევები და სხვა საყოფაცხოვრებო ქიმიკატები, ასევე გაზის გამონაბოლქვი ლაზერული პრინტერების და გაზის გამათბობლების მუშაობისას.[...]

ქრომატოგრაფიული გამოყოფის პროცესი ემყარება სორბციას, რომელსაც ვხვდებით ყოველდღიურ ცხოვრებაში - ნივთიერებების შეწოვა მყარი ზედაპირით (ადსორბცია) ან აირების და სითხეების დაშლა თხევად გამხსნელებში (შთანთქმა). ადსორბციის ყველაზე ცნობილი გამოყენება არის ჰაერის გაწმენდა გაზის ნიღბებში: ადსორბენტი (აქტიური ნახშირბადი), რომელიც ავსებს გაზის ნიღბის ყუთს, ინარჩუნებს ჰაერში არსებულ მავნე მინარევებს ან ქიმიურ აგენტებს. აბსორბცია დამახასიათებელია მრავალი ბიოლოგიური პროცესისთვის, კერძოდ სუნთქვის პროცესისთვის. ფილტვებში სისხლში ჰემოგლობინის მიერ ჟანგბადის შეწოვა ასევე გარკვეულწილად ქრომატოგრაფიული პროცესია, რადგან ეს გულისხმობს ჟანგბადის სორბციულ გამოყოფას სხვა გაზებისგან, რომლებიც იმყოფება ჩასუნთქულ ჰაერში. სამწუხაროდ, ჰაერში არსებული მავნე მინარევები ასევე შეიწოვება სისხლით და ზოგჯერ შეუქცევადად.[...]

ადამიანი, ვინც პირველმა სწორად ახსნა სორბციის პროცესი (ფენომენები, რომლებიც ხდება, როდესაც ნივთიერება მოძრაობს სორბენტის შრის გასწვრივ) იყო რუსი მეცნიერი მიხაილ სემენოვიჩ ცვეტი. ამ ფენომენების გამოყენებით მან შექმნა შესანიშნავი ანალიტიკური მეთოდი, აჩვენა მისი ფართო შესაძლებლობები და დაარქვეს სახელი, რომელსაც დღემდე ვიყენებთ არა მხოლოდ მეთოდის, არამედ თავად პროცესისა და მეცნიერული დისციპლინის აღსანიშნავად, რომელიც სწავლობს მას.[...]

მაგრამ ვინაიდან სხვადასხვა ნივთიერებები ბენზოლის მიერ ადსორბენტიდან (ცარცი) განსხვავებულად გამოიყოფოდა, ისინი სხვადასხვა სიჩქარით ეშვებოდნენ მილში. ამიტომ, თავდაპირველი მწვანე ბეჭედი, დაღმავალი, თანდათან გაფართოვდა და დაიყო რამდენიმე ფერად რგოლად. ბოლოს ექვსი რგოლი იყო: ზედა ყვითელი იყო, შემდეგ ზეთისხილისფერი, შემდეგ მუქი მწვანე და სამი ყვითელი.[...]

ცვეტმა ამოიღო მილიდან ცარცის ფენა, დაჭრა ცილინდრებად, რომელთაგან თითოეული შეიცავდა თავის ფერად რგოლს. ახლა შესაძლებელი იყო სპირტით ადსორბენტიდან ნივთიერებების ამოღება და მათი გამოკვლევა. შედეგად, მეცნიერმა აჩვენა, რომ ქლოროფილი არ არის ცალკეული ნაერთი, არამედ ორი ნივთიერების ნაზავი, რომლებიც გამოეყო ცარცის სვეტს და მისცა ზეთისხილის მწვანე და მუქი მწვანე რგოლები. დარჩენილი ნივთიერებები იყო ქსანტოფილები.[...]

ფერს უწოდებს ნივთიერებების გამოყოფისას მიღებულ მრავალფეროვან სურათს ქრომატოგრამას, ხოლო თავად მეთოდს (ნივთიერებების გამოყოფის საფუძველზე მათი ადსორბციის ტენდენციის მიხედვით) ქრომატოგრაფიული ადსორბციის ანალიზს, ანუ ქრომატოგრაფიას.[...]

1914 წლამდე ცვეტმა გამოაქვეყნა რამდენიმე სტატია ქრომატოგრაფიაზე, მაგრამ მისი მუშაობის შემდეგ მეთოდი ფართოდ არ განვითარებულა. მხოლოდ 1931 წელს კუნმა, ვინტერშტეინმა და ლედერერმა განაახლეს ცვეტის საწყისი ექსპერიმენტები (კაროტინის გამოყოფის მაგალითები სტაფილოდან, დენდელიონის ფურცლებიდან და ქათმის კვერცხის გულიდან). ახლა კლასიკური კვლევის ასეთი გრძელვადიანი დავიწყება დიდწილად განპირობებული იყო იმდროინდელი ხელისუფლების ნეგატიური მიმოხილვით, რომლებიც ვერ ხვდებოდნენ ახალგაზრდა მეცნიერის აღმოჩენის სრულ სიღრმეს.[...]

გაყოფის ქრომატოგრაფიის მეთოდისა და მისი სხვადასხვა ვარიანტების შემუშავებისთვის მარტინს და სინგს 1952 წელს მიენიჭათ ნობელის პრემია. სწორედ ამ მომენტიდან დაიწყო გაზის ქრომატოგრაფიის განვითარების თანამედროვე ეტაპი (1951-1952 წწ.), როდესაც ა.ა. საიდანაც მათ მოახერხეს ცხიმოვანი მჟავების ნარევის გამოყოფა სვეტზე დიატომიტის მატარებლით (Celite-545), რომელიც გაჟღენთილია პარაფინის ზეთით სტეარინის მჟავის დამატებით. ასეთი სორბენტი შთანთქავს გაანალიზებულ ნივთიერებებს ბევრად უფრო სუსტს, ვიდრე, მაგალითად, აქტიური ნახშირბადი ან ალუმინის ოქსიდი, ამიტომ ჯეიმსმა და მარტინმა შეძლეს გაზის ნაკადში აქროლადი ორგანული მჟავების - აზოტის გამოყოფა.[...]

მას შემდეგ გაზის ქრომატოგრაფია გახდა ანალიზის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მეთოდი, რომლითაც შეგიძლიათ შეისწავლოთ ნივთიერებების უკიდურესად ფართო სპექტრი - აირებიდან დაწყებული მაღალმოლეკულური სითხეებით და ლითონებით.[...]

უნდა დაზუსტდეს ზოგიერთი ტერმინოლოგიური საკითხი ქრომატოგრაფიული მეთოდების კლასიფიკაციასთან დაკავშირებით. უმარტივეს შემთხვევაში, ტერმინი „გაზის ქრომატოგრაფია“ გულისხმობს ანალიზის მეთოდს, რომლის დროსაც ქრომატოგრაფიულ სვეტში ნივთიერებების ნარევის გამოყოფა ხდება სვეტში განუწყვეტლივ გავლებულ გაზის ნაკადში (გადამზიდავი აირი). გაზის ადსორბცია (გამოყოფა ადსორბენტზე - ნახშირბადი, სილიკა გელი ან ალუმინის ოქსიდი) და გაზის სითხე (სორბენტზე გამოყოფა - თხევადი დაფარული მყარი გადამზიდავი - სტაციონარული თხევადი ფაზა) - ეს ყველაფერი გაზის ქრომატოგრაფიის ვარიანტებია.

ქრომატოგრაფია არის ნივთიერებების გამოყოფისა და განსაზღვრის მეთოდი, რომელიც ეფუძნება კომპონენტების ორ ფაზას - მოძრავსა და სტაციონალურ ფაზას შორის განაწილებას. სტაციონარული ფაზა არის მყარი ფოროვანი ნივთიერება (ხშირად უწოდებენ სორბენტს) ან მყარ ნივთიერებაზე დეპონირებული თხევადი ფილმი. მობილური ფაზა არის თხევადი ან გაზი, რომელიც მიედინება სტაციონარულ ფაზაში, ზოგჯერ წნევის ქვეშ. გაანალიზებული ნარევის კომპონენტები (სორბატები) მობილურ ფაზასთან ერთად მოძრაობენ სტაციონარული ფაზის გასწვრივ. ის ჩვეულებრივ მოთავსებულია მინის ან ლითონის მილში, რომელსაც ეწოდება სვეტი. სორბენტის ზედაპირთან ურთიერთქმედების სიძლიერედან გამომდინარე (ადსორბციის ან სხვა მექანიზმის გამო), კომპონენტები მოძრაობენ სვეტის გასწვრივ სხვადასხვა სიჩქარით. ზოგიერთი კომპონენტი დარჩება სორბენტის ზედა ფენაში, სხვები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ სორბენტთან ნაკლებად, მთავრდება სვეტის ქვედა ნაწილში, ზოგი კი მთლიანად დატოვებს სვეტს მობილურ ფაზასთან ერთად (ასეთი კომპონენტებია მოუწოდა შეუნარჩუნებელი და მათი შეკავების დრო განსაზღვრავს სვეტის „მკვდარ დროს“).

ეს იძლევა კომპონენტების რთული ნარევების სწრაფ გამოყოფას.

აღმოჩენის ისტორია:

ქრომატოგრაფიის დაბადება

ამ დღის საღამოს, ვარშავის ნატურალისტთა საზოგადოების ბიოლოგიური განყოფილების სხდომაზე, მცენარეთა ანატომიის და ფიზიოლოგიის განყოფილების ასისტენტმა მიხაილ სემენოვიჩ ცვეტმა გააკეთა მოხსენება „ადსორბციის ფენომენების ახალი კატეგორიის და მათი გამოყენების შესახებ ბიოქიმიურ მიმართულებებზე. ანალიზი“.

სამწუხაროდ, მ. შემდგომში სწორედ ქიმიკოსებმა დააფასეს შემოთავაზებული M.S.-ის რეალური მასშტაბები. ფერადი ქრომატოგრაფიული მეთოდი ანალიზური ქიმიის ყველაზე გავრცელებულ მეთოდად იქცა.

ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს ქრომატოგრაფიული მეთოდების შემდეგი უპირატესობები:

1. გამოყოფა დინამიური ხასიათისაა და გამოყოფილი კომპონენტების სორბცია-დესორბციის აქტები ბევრჯერ მეორდება. ეს გამოწვეულია ქრომატოგრაფიის მნიშვნელოვნად მაღალი ეფექტურობით

გამოყოფა სტატიკური სორბციის მეთოდებთან შედარებით და

მოპოვება.

2. გამოყოფის დროს გამოიყენება სხვადასხვა სახის ურთიერთქმედება სორბატებსა და სტაციონალურ ფაზას შორის: წმინდა ფიზიკურიდან ქიმიზორბციამდე.

ეს შესაძლებელს ხდის შერჩევით გამოვყოთ ფართო სპექტრი

3. განცალკევებულ ნივთიერებებზე შეიძლება გამოვიყენოთ სხვადასხვა დამატებითი ველი (გრავიტაციული, ელექტრული, მაგნიტური და სხვ.), რომლებიც გამოყოფის პირობების შეცვლით აფართოებენ ქრომატოგრაფიის შესაძლებლობებს.

4. ქრომატოგრაფია არის ჰიბრიდული მეთოდი, რომელიც აერთიანებს რამდენიმე კომპონენტის ერთდროულ გამოყოფას და განსაზღვრას.

5. ქრომატოგრაფია საშუალებას გაძლევთ გადაჭრათ როგორც ანალიტიკური ამოცანები (გამოყოფა, იდენტიფიკაცია, განსაზღვრა) ასევე მოსამზადებელი (გაწმენდა, იზოლაცია, კონცენტრაცია). ამ პრობლემების გადაწყვეტა შეიძლება კომბინირებული იყოს მათი ონლაინ შესრულებით.

მრავალი მეთოდი კლასიფიცირებულია ფაზების აგრეგაციის მდგომარეობის, გამოყოფის მექანიზმისა და გამოყოფის ტექნიკის მიხედვით.

ქრომატოგრაფიული მეთოდები ასევე განსხვავდება მათი განხორციელების გზით.

შუბლის, გადაადგილებისა და ელუენტად გამოყოფის პროცესი.

იონური ქრომატოგრაფია

იონური ქრომატოგრაფია არის მაღალი ხარისხის თხევადი ქრომატოგრაფია იონ გადამცვლელებზე კათიონებისა და ანიონების გამოყოფისთვის.

დაბალი ტევადობა. იონური ქრომატოგრაფიის ფართო გამოყენება

მისი რიგი უპირატესობების გამო:

– უნარი განსაზღვროს დიდი რაოდენობით არაორგანული და

ორგანული იონები და ასევე ერთდროულად განსაზღვრავენ კატიონებს და

- მაღალი გამოვლენის მგრძნობელობა (1 ნგ/მლ-მდე გარეშე

წინასწარი კონცენტრაცია;

- მაღალი სელექციურობა და ექსპრესიულობა;

- გაანალიზებული ნიმუშის მცირე მოცულობა (არაუმეტეს 2 მლ ნიმუში);

- აღმოჩენილი კონცენტრაციების ფართო სპექტრი (1 ნგ/მლ-დან

– სხვადასხვა დეტექტორებისა და მათი კომბინაციების გამოყენების შესაძლებლობა, რაც იძლევა შერჩევითობისა და განსაზღვრის მოკლე დროის საშუალებას;

– განსაზღვრის სრული ავტომატიზაციის შესაძლებლობა;

– ხშირ შემთხვევაში, ნიმუშის წინასწარი მომზადების სრული ნაკლებობა.

თუმცა, როგორც ნებისმიერი ანალიტიკური მეთოდი, იონური ქრომატოგრაფია არ არის უარყოფითი მხარეების გარეშე, რაც მოიცავს:

- იონური გადამცვლელების სინთეზის სირთულე, რაც მნიშვნელოვნად ართულებს

მეთოდის შემუშავება;

– დაბალი გამოყოფის ეფექტურობა HPLC-თან შედარებით;

- მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობის საჭიროება

ქრომატოგრაფიული სისტემა, განსაკუთრებით განსაზღვრისას

კათიონები.

2.1 განვითარების ისტორია:

იონური გაცვლის პროცესების შესწავლა უკვე მე-19 საუკუნის დასაწყისში დაიწყო. ნიადაგების ზემოქმედების დაკვირვებებიდან მარილის ხსნარების ქიმიურ შემადგენლობაზე მასთან შეხებაში. 40-იანი წლების ბოლოს გ.ტომპსონმა აღნიშნა, რომ ნიადაგი შთანთქავს ამიაკს გამოყენებული ორგანული სასუქებიდან, შესაბამისი ექსპერიმენტები ჩაატარა მათმა იორკელმა სპეციალისტმა დ. სპენსმა. დ. სპენსის ექსპერიმენტების პირველი შედეგები გამოაქვეყნა გ. ტომპსონმა 1850 წელს. სტატიაში აღნიშნულია, რომ „უაღრესად მნიშვნელოვანი ნიადაგის თვისებების პირველი აღმოჩენა შესაძლოა თითქმის არ იყოს სასარგებლო სოფლის მეურნეობისთვის“ და მისი ბოლო ნაშრომები გამოქვეყნდა 1852 და 1855 წლებში.

2.3 იონების გამოყოფის პრინციპები სორბციის პროცესებში

იონის გაცვლის ქრომატოგრაფია ეხება თხევად-მყარ ფაზას ქრომატოგრაფიას, რომელშიც მობილური ფაზა არის თხევადი (ელუენტი) და სტაციონარული ფაზა არის მყარი (იონგამცვლელი). იონგაცვლის ქრომატოგრაფიის მეთოდი ეფუძნება სტაციონარული ფაზასთან დაკავშირებული იონების ჩანაცვლების დინამიურ პროცესს სვეტში შემავალი ელუენტური იონებით. განცალკევება ხდება ნარევში იონების განსხვავებული კავშირების გამო იონ გადამცვლელისთვის, რაც იწვევს სვეტში მათი გადაადგილების სხვადასხვა სიჩქარეს.

იონური ქრომატოგრაფია არის იონური გაცვლის სვეტის ქრომატოგრაფიის ვარიანტი.

IUPAC-ის რეკომენდაციების მიხედვით (1993), ტერმინები იონური გაცვლა (IEC) და იონური ქრომატოგრაფია (IC) განისაზღვრება შემდეგნაირად. "იონგაცვლის ქრომატოგრაფია დაფუძნებულია ცალკეული ანალიზებისთვის იონგაცვლის ურთიერთქმედების განსხვავებაზე. თუ იონები გამოყოფილია და მათი აღმოჩენა შესაძლებელია კონდუქტომეტრული დეტექტორის ან არაპირდაპირი ულტრაიისფერი გამოვლენის გამოყენებით, მაშინ მას იონური ქრომატოგრაფია ეწოდება."

თანამედროვე (2005) ფორმულირება: „იონური ქრომატოგრაფია მოიცავს სვეტებში იონების ყველა მაღალი ხარისხის თხევადი ქრომატოგრაფიას (HPLC) განცალკევებას, ნაკადის დეტექტორში პირდაპირ გამოვლენასთან და შედეგად მიღებული ანალიტიკური სიგნალების რაოდენობრივ დამუშავებასთან ერთად“. ეს განმარტება ახასიათებს იონურ ქრომატოგრაფიას განცალკევების მექანიზმისა და გამოვლენის მეთოდის მიუხედავად და ამით გამოყოფს მას კლასიკური იონური გაცვლისგან.

იონური ქრომატოგრაფიაში გამოიყენება შემდეგი გამოყოფის პრინციპები:

იონის გაცვლა.

იონური წყვილების ფორმირება.

იონის გამორიცხვა.

იონის გაცვლა

იონური გაცვლა არის იონების ეკვივალენტური გაცვლის შექცევადი ჰეტეროგენული რეაქცია, რომელიც მდებარეობს იონური გადამცვლელის ფაზაში (კონტერონები) ელუენტ იონებთან. მრიცხველის იონები იკავებენ იონური გადამცვლელის ფუნქციურ ჯგუფებს ელექტროსტატიკური ძალების გამო. როგორც წესი, კათიონური ქრომატოგრაფიაში ეს ჯგუფები სულფონის მჟავას ჯგუფებია; ანიონური ქრომატოგრაფიის შემთხვევაში – მეოთხეული ამონიუმის ფუძეები. ნახ. სურათი 1 გვიჩვენებს კათიონებისა და ანიონების გაცვლის პროცესის დიაგრამას. ანალიზის იონები აღინიშნება როგორც A, ხოლო ელუენტის იონები, რომლებიც კონკურენციას უწევენ მათ გაცვლის ცენტრებში, აღინიშნება როგორც E.

ბრინჯი. 1. კათიონების (A+) და ანიონების (A-) იონური გაცვლა სარეცხი იონებისთვის (E+ ან E-) კათიონ გადამცვლელის მონაწილეობით, რომელიც შეიცავს ფუნქციურ სულფო ჯგუფებს - SO3- და ანიონ გადამცვლელს (ამონიუმის მეოთხეული ბაზის ჯგუფები -N. +R3).

იონური წყვილების ფორმირება

ამ გამოყოფის მექანიზმის განსახორციელებლად გამოიყენება იონური წყვილის რეაგენტები, რომლებსაც ემატება ელუენტის ხსნარში. ასეთი რეაგენტებია ანიონური ან კათიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები, როგორიცაა ალკილსულფონის მჟავები ან ტეტრაალკილამონიუმის მარილები.

საპირისპიროდ დამუხტულ აღმოჩენად იონებთან ერთად, ამ იონური წყვილის რეაგენტის იონები ქმნიან დაუმუხტავ იონურ წყვილს, რომელიც შეიძლება დარჩეს სტაციონარულ ფაზაზე ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების გამო. გამოყოფა ხორციელდება იონური წყვილების წარმოქმნის მუდმივებში განსხვავებისა და სორბენტის მატრიცაზე მათი ადსორბციის ხარისხის გამო. ნახ. სურათი 2 გვიჩვენებს სტატიკური იონგაცვლის მოდელს იონური წყვილის ქრომატოგრაფიაში რეაგენტის ადსორბციის შემდეგ სტაციონარულ ფაზაზე. გამოყოფის ეს პრინციპი ვრცელდება როგორც ანიონებზე, ასევე კატიონებზე.

ბრინჯი. 2. იონური გაცვლის მოდელი იონ-წყვილი ქრომატოგრაფიაში.

იონური გამორიცხვა

იონის გამორიცხვის ქრომატოგრაფია (IEC). ძირითადად გამოიყენება სუსტი მჟავების ან ფუძეების გამოსაყოფად. IEC-ს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს კარბოქსილის და ამინომჟავების, ფენოლებისა და ნახშირწყლების განსაზღვრისათვის.

ნახ. სურათი 3 გვიჩვენებს გამოყოფის პრინციპს IEC-ის გამოყენებით R–COOH მჟავების გამოყენებით მაგალითად.

ბრინჯი. 3. კარბოქსილის მჟავების R–COOH გამოყოფის სქემა იონური გამორიცხვის ქრომატოგრაფიის გამოყენებით.

იონური გამორიცხვის ქრომატოგრაფიაში, წყალბადის იონების შემცველი სრულად სულფონირებული კათიონური გადამცვლელი (კონტერონები) ხშირად გამოიყენება როგორც სტაციონარული ფაზა. ელუენტის წყალხსნარში იონგამცვლელის სულფონმჟავას ჯგუფები ჰიდრატირებულია. დამატენიანებელ გარსს ესაზღვრება წარმოსახვითი უარყოფითად დამუხტული მემბრანა (დონანის მემბრანა). მემბრანა გამტარია მხოლოდ გაუნაწილებელი მოლეკულებისთვის (მაგალითად, წყლისთვის).

ორგანული კარბოქსილის მჟავები შეიძლება გამოიყოს, თუ ძლიერი მინერალური მჟავები გამოიყენება გამწმენდად. მჟავიანობის მუდმივების დაბალი მნიშვნელობების გამო, კარბოქსილის მჟავები წარმოდგენილია ასეთ ხსნარებში არადისოცირებული ფორმით. ეს ფორმები შეიძლება გაიაროს დონანის მემბრანაში და შეიწოვება სტაციონარულ ფაზაში.